针对煤矿智能开采,对采矿智能掘进机结构和控制系统进行了设计。该掘进机结构包括截割头、行走机构、本体部分、液压系统、电气系统及其他辅助系统。设计了掘进机的主要动力装置和液压控制系统,同时根据掘进机的结构特点,采用CAN总线实现掘进机各系统的集成控制,设计了掘进机控制系统的人机交互界面。通过掘进机的现场测试,该掘进机机械臂在控制系统操作下能够稳定运行,表明所设计的控制系统具有较高的可靠性。

目前煤矿掘进机俯仰控制主要采用PID控制方法,在掘进机俯仰控制时变性与液压系统非线性情况下的控制精度不高。掘进机俯仰控制通过控制液压缸行程实现,将传统PID算法与模糊控制、神经网络等相结合,可有效提高液压缸行程控制精度。提出了一种基于模糊神经网络PID的煤矿掘进机俯仰控制方法。通过分析掘进机支撑部运动学关系,得到俯仰角与支撑部液压缸的数学关系;介绍了掘进机俯仰控制液压系统工作原理,建立了液压系统及其传递函数模型;将模糊控制与神经网络相结合,形成模糊神经网络,利用模糊神经网络优化PID控制参数,再结合支撑机构数学模型和液压系统传递函数模型,建立掘进机俯仰角模糊神经网络PID控制模型,实现煤矿掘进机俯仰机构自动精确控制。该方法可使掘进机俯仰机构更加快速、准确到达预设位置,解决掘进机俯仰控制中的时变...

通过对掘进机液压控制系统的电磁比例先导阀、电磁球阀、多路换向阀和液控手柄、压力传感器等关键元部件进行功能分析,同时对现有的液压系统元部件装配工艺进行研究,引入模块化设计理念,从生产工艺、装配、管理角度对掘进机液压系统的装配工艺进行设计,采用液压胶管和钢管结合的管路连接方式,实现连接模块的独立装配分工、掘进机液压系统控制部分的模块化与标准化生产装配。

传统的掘进机液压推进系统,利用一个多边节流的主控制阀芯同时控制液压电液推进器的进出口电液,在进口节流调速的过程中,死区非线性因素影响下,相关干扰缺少反馈过程,造成了多余的出口电液损失,控制效果差。提出一种掘进机液压推进电液比例反馈模糊闭环控制方法,描述电液比例控制系统动态行为,构建不同工况下的掘进机液压推进电液比例反馈传递函数,依靠反馈函数调整电液比例阀开度;将模糊控制和RBF神经网络相结合,设计参数调节器。引入鸽群优化算法,依据液压缸活塞位移反馈信号和控制信号差值,结合电液比例阀开度,生成最优模糊RBF神经网络控制PID控制器。实验结果表明正弦信号更接近于预期值,即跟踪效果更理想,且滞后时间更短;在第5.8 s左右阶跃电流调节检测结果趋于稳定,调整用时约0.8 s,运动跟踪结果更接近期望值。跟踪精度更高,...

利用Pro/E建立工作机构的三维实体模型,使用ADAMS建立其虚拟样机仿真模型,采用AMESim建立其液压系统的仿真模型,针对最大破碎深度作业姿态搭建了机液联合仿真模型,得到了各油缸的位移、速度和压力曲线、不同作业方式和不同负载的功率曲线、改进前后液压系统的压力特性对比曲线以及不同直径阻尼口系统的启动、制动曲线。研究表明:位移、速度和压力曲线波动幅度较小且趋势相对平稳,满足作业性能需求;在作业时间允许的前提下,应尽量选择单独作业方式和“避硬就软”的作业策略来减少功率消耗;安装直径为0.8 mm的并联阻尼器可以很好的降低液压系统的波动幅度;压力试验数据验证了所建仿真模型的准确性,所得结果为该工作机构机械系统和液压系统的参数匹配以及优化改进提供依据。

结合低矮型掘进机的布置要求,采用减速器驱动方案设计的薄型铲板,以满足尺寸分配要求。针对减速器在使用中的问题,改用浮动密封加迷宫结构作为输出轴的端面密封,并改进减速器各轴的支撑方式来提高浮封的使用寿命,改善密封效果;而选用紧凑型液压马达直接驱动转盘的方式来互换减速器,其故障点少,结构简单,成本低,有较好的经济效益。

为解决当前煤巷掘进时支护时间过长导致实际掘进时间不足,进而影响整体的掘进效率以及生产效率的问题,以某矿1501掘进工作面为例,在对其地质条件和矿压现象规律分析的基础上,完成了临时支护支架的结构和关键参数尺寸的设计。试验表明,新设计的临时支护支架掘进速度提升50%左右,应用效果理想。

旬邑县中达燕家河煤矿有限公司位于咸阳市旬邑县城西约23 km、彬县县城东北20 km处。随着煤矿机械化开采能力的提高,为了推动煤矿掘进进度的步伐,避免和减少掘进机在生产过程中事故及故障的发生,对于常出现的故障,要认真分析原因所在,及时维修,不要让掘进机带病上岗,否则故障会越来越严重,将会造成更大的经济损失。基于此,结合旬邑中达燕家河煤矿掘进机机构特点,对掘进机如何更好地为旬邑中达燕家河煤矿掘进工作服务进行了研究。

掘进机结构复杂、集成性高、内部装配空间小,液压管路全部以软管形式布置于整机中,管路设计一直是困扰其发展的难点,也是其安全高效运行的前提。以掘进机液压管路为研究对象,首先根据液压系统性能要求,对高性能钢管进行设计选型。其次通过建立虚拟样机,确定了钢管和软管相结合的新型管路布置方案。最后创建了一套软硬结合的新型管路装配工艺。通过工业性试验验证,达到了提高管路使用寿命、降低管路成本、提高管路美观性、提高装配检修效率、提升系统性能、提高使用安全性等应用目标,实现了掘进机液压管路的优化设计。

为解决掘进机自动化控制水平较低且控制精度不足、实时性偏差的问题,以AM-50型掘进机为研究对象,在对其基本结构和液压控制系统分析的基础上,针对性地提出了液压控制系统改进方案和关键液压元器件的选型。并对比开环控制和PID控制下液压控制系统的性能,为后续提升掘进机悬臂摆动液压控制系统的自动化水平和性能奠定基础。