针对煤矿乳化液泵和喷雾泵液压系统存在百千瓦级能量损失及井下传感设备种类与数量增多导致供电不足的问题,提出了一种基于静密封的分布式全压差流体智能发电方法,回收系统的液压能对煤矿设备进行供电,可大幅减少长距线缆的使用。设计了3种满足煤矿需求的磁极发电方案,并对比研究三者的发电性能。结果表明,12槽8极方案的发电性能较优,在转速为1200 r/min、负载电阻为7.2Ω时发电效率可达39.1%,满足煤矿工作面20 W供电的需求。

综采工作面液压支架连续动作后产生位置偏移,影响采煤机截割效率。针对上述问题,在对综采工作面液压系统进行机理分析的基础上,建立了系统压力、流量与液压缸位移之间的耦合关系,设计并搭建了一种以乳化液/纯水为传动介质的液压缸精准推移试验平台,可以完成液压缸偏载、侧向加载等试验。该试验平台由液压测试系统、油压调节系统、电气控制系统、数据采集系统、上位机软件、加载试验台架等组成,其中油压调节机构调整液压缸工作姿态,数据采集系统实时监测测试液压缸压力、流量、位移、温度等数据,加载试验台架将液压支架、刮板输送机及采煤机等效为质量可调的重物。试验台采集频率2000 Hz,公称压力31.5 MPa,公称流量400 L/min,测试液压缸缸径100~240 mm、行程400~1800 mm,工作阻力不低于100 kN,可满足不同工作状态下推移液压缸动作机理研究。经...

针对超大采高综采工作面煤壁稳定性差、易片帮的问题,分析了典型的多级护帮结构与动作特性;归纳多级护帮联动液压系统方案,建立具备泄液回收功能的新型多级护帮液压系统;设计研发了成套护帮联动控制液压产品,创新开发了交替双向锁和泄液回收双向锁,完成联动功能高效集成;研究了基于护帮监测技术的多级护帮自动控制技术,提出大采高工作面防片帮自动控制方案。超大采高液压支架多级护帮联动控制系统集合了机械结构、液压控制、状态监测、自动控制等相关技术,有力提升了超大采高工作面整体支护水平与效率。

纯水密封摩擦力大、泄漏量大、寿命短,无法为矿井液压系统稳定工作提供可靠有效的保障,从而导致开采过程中出现安全隐患。针对上述问题,利用有限元分析软件ANSYS建立复合密封件二维轴对称模型,在其他条件相同的情况下,分析不同径向间隙、不同压力载荷对密封静态和动态性能的影响,得到密封接触应力变化时对密封性能的影响规律,通过对不同径向间隙进行参数化设计,找到满足工作条件的最优径向间隙。仿真分析表明:径向间隙为0.25 mm时,复合密封件在1.5倍公称压力下的接触应力为49.854 MPa,密封效果最好;径向密封间隙为0.375 mm时,接触应力过小会导致泄漏现象产生;径向间隙为0.125 mm时,虽然密封性能进一步提升,但是接触应力的增大导致密封件磨损加速。实验表明:0.25 mm径向间隙液压缸密封寿命可达到20000次,较0.125 mm径向间隙液压缸密封寿命长约1/3。

为推动煤炭安全、高效、绿色开采的发展,加快纯水液压技术在工作面的推广应用,在分析国内外纯水液压技术的技术现状和发展趋势基础上,采用科学试验和工程应用相结合的方法,研制了国内首套纯水介质大流量柱塞泵。重点解决了5个方面的关键技术难题:即高强度抗腐耐蚀材料、纯水介质吸排液阀可靠性技术、纯水介质高压密封技术、高强度高耐磨性陶瓷柱塞技术、大流量泵阀故障诊断技术。研制的纯水介质BRW(630/40)型柱塞泵成套应用于国家能源集团神

根据液压支架用安全阀的工作原理,对气体弹簧模型进行搭建,并对其刚度模型进行分析,计算结果表明其在安全阀阀芯开度范围内其刚度接近于常数.以1000 L/min安全阀为例通过计算及实验室测试对矩形机械弹簧与气体弹簧对其动态响应特性进行了对比分析.试验和计算结果均表明,气体弹簧式安全阀结构较矩形弹簧结构有更好的动态响应特性,提出了气体弹簧在大流量安全阀设计中替代机械弹簧的可行性。

在分析盾构掘进机的推进系统和刀盘系统的基础上，推导推进系统压力、刀盘系统压力、推进系统净流量与刀盘系统流量之间的关系，通过实验数据验证了推导模型的正确性．分析土舱内土体的流动连续性，得到螺旋输送机流量、刀盘系统流量、推进系统压力与土舱压力之间的1阶微分方程式，提出以推进压力、土舱压力和刀盘转速的实时数据采样值为输入，螺旋输送机转速为输出的基于排土控制的前馈一反馈土压平衡模型．可知，土舱压力是由推进系统压力、刀盘系统流量和螺旋输送机流量多个因素共同决定的．实验表明，前馈一反馈控制模型的控制效果较好．

基于纯水液压技术研究现状及现有综采工作面以乳化液为工作介质液压系统存在的不足,提出了基于现场矿井水处理技术为基础的综采工作面纯水液压系统的思路,并阐述了煤炭开采过程中综采工作面纯水液压系统的可能性,并从综采工作面液压系统主要组成部分如矿井水处理技术、水质自动检测系统、液压元件包括动力源、控制阀、液压缸、连接管路等几部分分别介绍其最新研究现状及应用纯水介质存在的技术瓶颈与可能的解决手段进行阐述。

为模拟掘进机的掘进过程，设计开发全断面掘进机综合试验台，其中用于模拟地质环境的模拟系统由土箱、加载系统和密封部分组成。介绍加载系统的设计思路、主要功能特点和参数。为实现加载系统压力实时可调以模拟不同地下深度的水土压力，同时兼顾加载过程中系统的稳定性和快速性，采用液压加载。利用AMESim软件对压力控制油路进行仿真，比较加载过程中不同压力控制方式的性能差别和特点，分析液压缸加载的控制原理，决定选择比例溢流阀压力控制方式。完成分区控制的液压加载系统的整体设计和元件选型，以及液压泵站的三维集成设计。

提出推进液压系统的同步控制策略，对区间的液压缸采用PID控制，仿真结果表明，PID控制能够满足区间控制的精度要求．针对现有的盾构推进系统分区控制区内液压缸压力同步的情况进行了仿真分析，提出流量同步的协调控制方法，仿真结果表明，流量同步控制可以把同步误差控制在3mm内．最后对压力同步和流量同步的优劣性进行了比较，结果表明：压力同步在缓变负载下能保持优良特性，但对突变负载而言，其同步性受到很大的影响；流量同步对突变负载能够保持优良的特性，但有一定的能量损耗．