LQS20000大缸径立柱液压加载CAT系统设计

针对应用于大采高液压支架立柱的试验问题,结合新发布的GB25974.2-2010煤矿用液压支架第2部分《立柱和千斤顶技术条件》标准要求,设计了20 000 k N工作阻力的立柱加载试验系统。该试验系统主要由乳化液泵站、增压加载系统、加载试验台和CAT系统等部分组成;通过实际应用表明,该试验台结构合理、性能稳定,能够满足准630 mm缸径以下所有液压支架立柱的出厂试验要求。     

1500t液压支架试验台的结构设计及优化

使用Creo/Parametric建模软件完成了一种四箱柱三梁结构液压支架试验台的设计,介绍了试验台主要部件底座、活动梁及立柱的设计要点。考虑了液压支架在顶梁偏载、顶梁扭转和对角加载3种加载方式,利用ANSYS Workbench软件对试验台进行有限元分析,得到3种加载方式下的应力和应变分布情况,并根据分析结果对模型结构进行优化。     

基于AMESim与Simulink联合仿真的矿井无轨列车液压同步控制系统

针对传统矿井有轨辅助运输存在的结构复杂、操控不易、效率不高且在斜坡工作面安全系数低下等问题,以新型矿井无轨列车为研究对象,建立AMESim与Simulink联合仿真平台,研究实现系统液压同步控制。分析无轨列车工作原理;建立液压同步系统联合仿真模型;针对系统运行过程中存在的强耦合、非线性、偏载大等情况,分析"主从、等同、耦合"三种液压同步控制策略的有效性,并在最优控制策略下实现遗传算法寻优的PID液压同步控制;联合仿真结果表明:模拟极限负载组合(0 kN,50 kN,100 kN,150 kN)情况下,采用耦合同步控制策略下基于遗传算法对PID寻优的控制系统能够实现系统动态同步误差小于±8 mm。系统具有较强的稳健性,满足矿井无轨列车液压缸运行同步平稳、快速的控制要求,确保煤矿安全生产。     

25000kN型液压支架内加载试验台的优化设计

设计一种液压支架内加载试验台,最大载荷可达到25 000 k N。主要对试验台整体结构及主要零部件设计,对立柱进行强度和稳定性校核,卡环进行剪切应力和挤压强度校核,并着重对试验台进行顶梁偏载弯曲校核,以此保证该试验台强度性能。设计制作的该型试验台已应用于生产试验,可严格按照国家标准进行液压支架的性能检测,对保证该型试验台质量起到了关键的作用。     

矿井无轨列车组液压同步控制系统研究

设计了矿井无轨列车组液压同步控制系统,并针对单车4个升降液压缸因偏载造成的不同步问题,采用基于电液伺服阀的闭环液压同步控制,验证了耦合同步控制对液压同步系统的有效性。同时使用遗传算法对PID控制进行参数寻优,利用搭建的联合仿真平台,实现四缸同步升降控制,确保单车平稳运行。     

锚杆钻机钻箱加载试验台试验与研究

针对当前厂家与煤炭企业对车载液压锚杆钻机的检测与调试,还停留在零部件单独加载测试、整机空载测试阶段,缺乏一套整机加载测试系统,设计研制了一套整机机载液压锚杆钻机加载试验台。通过该加载试验台对液压锚杆钻机进行加载试验,同时采集整机加载试验测试数据,利用该测试数据对液压锚杆钻机系统进行优化、改进。该设备对液压锚杆钻机新机出厂测试、旧的设备大修完以后出厂的调试提供了一种新的可靠的技术手段,有利于提高液压锚杆钻机整机质量。     

液压支架试验台液压系统的仿真研究

通过对液压支架的试验标准分析,讨论了内加载液压支架试验台液压系统的设计方法,用AMEsim仿真软件对液压系统的工况进行仿真,为试验台液压系统的设计及控制提供了可靠的依据。     

基于虚拟样机的大倾角液压支架试验台受力分析

大倾角液压支架为急倾斜煤层的高产高效机械化开采提供了技术保障,其安全性和可靠性直接决定着急倾斜煤层综采技术的成败,故需针对大倾角液压支架设计试验台,以满足国家标准规定的对大倾角液压支架的型式试验要求。通过不同试验加载工况的分析,推导合成扭力矩变化规律。采用 MSC.ADAMS 建立了液压支架试验台虚拟样机,讨论不同旋转角度对托辊二级平衡梁支点的受力影响。采用有限元对大倾角液压支架试验台进行离散化处理,加载 3 个 60 t 液压支架,讨论不同倾斜角度工况下,主结构应力及变形的变化状态,得出合理设计方案。所得结论为试验台设计提供有益的借鉴。     

液压支架试验台外加载试验技术研究

为了满足液压支架检测检验和科学试验的要求,解决液压支架试验台外加载试验技术的难题,研究了液压支架垂直外加载、水平外加载、侧向外加载技术,解决了"大缸径、重载多缸同步"等关键技术;并成功应用于煤科院液压支架试验台,满足了GB25974.1、EN1804.1标准关于液压支架让缩性能和复合加载的试验要求,填补了行业空白。     

采掘设备液压综合试验台微机自动检测系统

采掘设备液压综合试验检测系统由小液压泵试验、大液压泵试验、液压马达试验、采煤机牵引部试验、液压阀试验、液压缸试验及电气控制、信号采集与数据处理等部分组成。液压泵试验、液压马达试验和采煤机牵引部 (泵箱 )试验共用一套液压加载系统 ,利用电磁比例溢流阀进行加载 ,采煤机牵引部试验用双马达对拉加载 ,为保证马达转速同步 ,设有同步装置 ;为保证液压站高压泵的流量与被试马达的流量相匹配 ,通过比例控制器对比例泵的变量机构进行调节。液压阀试验和液压缸试验共用一个试验台试验。全部试验数据由传感器检测 ,由工业控制计算机进行…     

20000kN大倾角液压支架检测技术及装备研究

针对目前大倾角液压支架检测技术及装备落后于大倾角液压支架发展水平的现状,开发研制了大倾角液压支架主体结构、旋转系统、液压系统和测控系统,解决了煤层倾角在60°以上的液压支架防倒防滑试验、在倾斜状态下进行复合外加载测试和检测装备无级调高等技术难题,检测装备旋转角度为±90°、均布载荷20000kN、额定垂直外载11000kN、额定水平外载6000kN、额定侧向外载2000kN,台面尺寸7200mm×6000mm。     

煤矿用自动钻机旋扣系统同步控制策略

煤矿用自动钻机在接、卸扣工况旋扣时存在因给进速度与动力头旋转速度不匹配,钻杆螺纹接头出现咬扣、撕扣及磨损过快等问题,迫切需要一种速度同步控制性能较好且适合运用于工程实际的控制方法。通过理论分析对比与试验,提出了基于非线性前馈补偿的复合同步控制策略,建立了该复合同步控制策略的数学模型,运用AMESim和Simulink对控制系统进行联合仿真验证,确认了该控制策略的可行性。以某型自动钻机为例,采用所提出的控制策略进行了钻杆重复接、卸扣试验。结果表明：旋扣时,给进系统与动力头旋转系统的同步性能良好,能很好的补偿系统负载非线性变化对同步特性的不利影响,同步性能满足接扣系统需求。研究有望为相关煤矿用自动钻机的设计提供参考。     

深井超深井钻机自动送钻研究探讨

自动送钻的目的是使钻头对井底的钻压保持设定的恒压值,实现最优化钻井的目的。当前深井超深井钻机自动送钻是通过绞车、天车、游动滑车、钢丝绳、大钩来进行的,由于绞车、游动系统存在动载,钢丝绳振动,大钩送钻速度明显不均匀,使井底钻压不稳定,难以实现较准确送钻。阐述了绞车游动系统送钻的工作原理和液压盘式刹车自动送钻、辅助电机自动送钻方法。提出精确自动送钻的理想方案是采用液压缸送钻系统,采用无绞车液压缸升降式钻机,液压缸系统自动送钻并担负起下钻具任务;也可用绞车起下钻具,液压缸自动送钻方案,彻底消除绞车、游动系统对自动送钻的干扰。     

盾构掘进机推进液压系统压力流量复合控制分析

设计了一种基于压力流量复合控制的盾构推进液压系统，对液压缸进行了分组控制.分组中的压力传感器和位移传感器可实时检测液压缸的推进压力和推进位移，与比例溢流阀和比例调速阀构成闭环压力控制和闭环速度控制.利用AMESim和MATLAB/Simulink仿真软件对系统进行了动态仿真分析，采用模糊PID控制策略实现了推进压力和推进速度的实时仿真控制，并在模拟试验台上进行了实验分析.仿真和实验结果表明，所设计的推进液压系统能够满足推进过程中推进压力和推进速度的要求，同时通过实时调节推进速度在35 mm/min进行推土控制，能较好地控制密封仓内土压力为0.018～0.028 MPa，从而实现土压平衡.     

掘进机工作装置的自适应控制设计与仿真

悬臂式掘进机工作装置的控制模型具有不确定性和非线性,表现在机构模型的建模简化、液压系统参数的不确定性、负载扰动以及对称阀控制的非对称油缸的特性等方面.基于误差方程多项式的模型参考自适应控制的基本思想是使被控系统的输出渐进一致地跟随参考模型的期望输出,使自适应控制误差随时间的推移趋向于零,确保系统在李雅普诺夫意义下的稳定.设计了悬臂式掘进机工作装置速度的模型参考自适应控制器.仿真研究表明该控制器具有良好的自适应性和鲁棒性.     

30 000 kN液压支架试验台的有限元力学性能分析

为了研制高产高效高可靠性的高端液压支架,作为安全性能和技术性能试验检测的关键设备——大吨位试验台的性能是非常重要的。利用ANSYS软件获得了30 000 kN液压支架试验台在液压支架不同加载模式下的应力及应变分布情况,分析了影响试验台可靠性的应力集中问题。研究结果表明,试验台在30 000 kN压力下各个工况受力均在安全范围内,而应力分布严重不均匀,因此妥善处理接触部位的倒角过渡对提高试验台的可靠性具有重要意义。     

30000kN液压支架试验台自动调高液压系统设计

为改变目前试验台调高完全依赖眼看手动的落后状况,设计一套自动调高液压系统,用于强力液压支架试验台。该系统采用高精度齿轮分流马达为4根调高油缸匹配流量,并配以旁路节流调速方式实现自动调高。调高过程中,通过位移传感器实时反馈4根油缸之间的高度偏差,当高度偏差达到设定值时,及时控制相对应旁路节流调速,杜绝试验台的升降平台出现卡死的情形。通过现场实际应用表明,该系统可实现强力液压支架试验台的自动调高,调高速度控制在5～10 mm/s,最终调高对孔精度达1 mm。     

煤矿井下千米定向钻机液压控制特性分析

针对千米定向钻机深孔钻进和适应载荷突变工况的工作要求,设计了负载敏感与恒压变量相结合的液压控制系统,实现了回转与给进动作的分组控制;采用AMESim软件分别对回转回路的负载敏感特性和给进回路的恒压变量特性进行了仿真;在专用试验台上进行了钻机性能试验,通过施加变化的阻力矩输出转速和系统压力。井下应用表明,该液压系统不仅能满足千米深孔钻进的能力要求,且具有较强的控制和适应能力。     

煤矿支护设备技术标准体系与试验装置研究

介绍了我国煤矿支护设备、围岩控制技术发展与标准化的相互促进过程及煤矿支护设备与围岩控制技术标准化体系框架和标准制修订工作;论述了液压支架技术和标准的发展,分析了液压支架通用技术条件以及立柱、千斤顶技术标准;最后对重型液压支架试验台、立柱和千斤顶试验台和大流量安全阀模拟试验系统研制概况进行了说明。     

煤矿用自动化钻机同步夹持机构改进设计与试验

为了提高自动化钻机夹持机构自身的对中性,解决夹持机构夹持中心与动力头回转中心偏离的问题,设计了一种煤矿井下自动化钻机用液压松紧型开放式同步夹持机构。根据自动化钻进对钻机夹持机构的功能要求,介绍了同步夹持机构的特点、结构组成和工作原理。对同步夹持机构的夹紧力、夹持油缸夹紧能力和卸扣油缸卸扣能力的进行校核计算,同时对同步夹持机构进行调试试验。结果表明,同步夹持机构改进设计和部件的参数选择满足自动化钻机的使用要求,为提高夹持机构的可靠性和自动化钻机的整体性能提供了保障。