掘进机是为提高煤矿掘进工作效率而设计生产的一种掘进设备,液压系统是掘进机的重要组成部分。主要介绍掘进机液压系统的组成,重点介绍对掘进机液压系统故障进行监控和诊断的设计。

针对EBJ120TP型掘进机液压系统在井下长时间连续作业时,其油温过高导致掘进机无法使用的情况,全面的分析了其温升过快的主要原因,提出了改进液压系统和水路强制冷却系统的方案,并在实际应用中取得了良好的效果。

掘进机冷却喷雾系统是掘进机的重要组成部分,其工作状态直接影响工作面的环境、工人的身体健康、设备的使用寿命和掘进生产的安全。针对掘进机供水不足导致液压系统发热或供水过量导致工作面积水等问题,研制了一套供水流量智能控制系统,实现按需供水、缺水保护的功能,使掘进机供水系统高效且节能。系统采用多种传感器采集信号,通过逻辑控制器分析,结合实验数据发出信号来控制供水流量,逐渐建立可靠的数据库。从原理上分析,该系统的可行性较强。

主要阐述了掘进机液压系统压力控制的方式,分别从定量系统和变量系统2个方面分析了每种控制方式的工作原理,为掘进机液压系统优化设计提供理论基础。

对纵轴式掘进机回转液压缸进行受力分析,计算出回转液压缸的尺寸,分析了现有掘进机回转液压系统的不足,提出了电液伺服控制系统控制回转液压缸,构造此液压系统的数学模型,用Matlab/Simulink软件仿真分析。加入PID控制器进行对比分析,进一步实现了系统优化。

结合悬臂式掘进机的作业程序,对悬臂式掘进机液压系统的功能原理进行了分析,根据液压系统的结构原理图建立系统的可靠性框图,利用FMECA对该液压系统进行可靠性分析,找出薄弱环节,提出合理的预防改进措施,为提高悬臂式掘进机的可靠性提供了依据。

EBZ135CT悬臂式掘进机是一种针对粉尘和瓦斯问题突出严重的中小断面半煤岩巷道开拓掘进而设计的新型综掘设备。该机型液压系统包括了泵站系统、控制油系统、一运马达回路、后支承油缸回路、星轮马达回路、铲板油缸回路、张紧油缸回路、左右行走回路等,为进一步了解EBZ135CT悬臂式掘进机液压系统和水系统的控制性能,对掘进机各个控制回路的流量和压力进行了测试分析,测试结果均达到或超过设计要求。

结合掘进机的作业环境,液压系统污染物是造成掘进机液压系统故障的主要原因。分析了掘进机液压系统污染的来源及危害,建立了液压系统污染控制的数学模型,提出了影响掘进机液压系统污染净化速率的2个重要因素,从而可以有效地控制掘进机液压系统的污染度,降低液压系统故障率,延长液压元件使用寿命,为提高掘进机液压系统的可靠性提供了依据。

当前广泛采用的星轮装载机构在一定程度上降低了掘进机的故障率,但使用中仍会出现一个耙爪旋转另一个不转的情况,严重影响掘进机的装载效率。兖州矿业(集团)公司机电设备制造厂通过对掘进机装载机构液压系统的改进,使此问题得到了解决。

实践表明掘进机液压系统的大部分故障是由于液压油的污染造成。目前我国掘进机液压油的监测都是通过抽取油样,送检实验室,这种方法时效性和准确性差,所设计和研究的液压油实时监控系统,是国内首次掘进机可以快速准确地对液压油的黏度、水分、清洁度、温度和液位进行实时监控,将结果直观地在机载显示器上显示和报警,并通过矿井局域网上传到矿井指挥中心,具有极大的推广潜力。