CN103309362B - 采煤机调高系统模拟加载试验台 - Google Patents
采煤机调高系统模拟加载试验台 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103309362B CN103309362B CN201310232873.0A CN201310232873A CN103309362B CN 103309362 B CN103309362 B CN 103309362B CN 201310232873 A CN201310232873 A CN 201310232873A CN 103309362 B CN103309362 B CN 103309362B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cylinder
- simulation
- adjust high
- high cylinder
- pumping set
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Abstract
本发明公开了一种采煤机调高系统模拟加载试验台，属采煤机试验台领域。包括左泵机组油路液压系统和右泵机组油路液压系统两部分，左泵机组所吸油液经油箱、过滤器和换向阀进入加载缸，对模拟调高油缸加载。右泵机组所吸油液经油箱、过滤器、换向阀和双向液压锁进入模拟调高油缸，驱动油缸运动。试验台上设油缸压差传感器，该压差信号是给定信号，输出至控制器输入端，由控制器控制实现可编程连续动态模拟滚筒负载工况。试验台上设油缸位移传感器，该传感器输出也为控制器输入。左右两部分经连接装置连接在一起。可用于模拟研究采煤机煤岩界面识别及滚筒调高性能实验。
Description
技术领域
本发明涉及一种采煤机调高系统模拟加载试验台，属采煤机试验台领域。尤其适用于研究采煤机煤岩界面识别实验和滚筒调高性能实验。
背景技术
采煤机是综采工作面的关键设备之一，其自动化控制是实现整个工作面自动化控制的关键，实现采煤机自动控制的瓶颈技术是滚筒自动调高及煤岩界面自动识别技术。现在，随着科技的发展，出现了基于记忆截割控制技术的采煤机滚筒调高及煤岩界面自动识别技术。这种技术在很大程度上解决了煤岩界面自动识别的实时性问题，使得制约采煤机实现自动控制的滚筒自动调高技术有了突破性发展，是一种实用技术。基于记忆截割控制技术的采煤机煤岩截割界面自动识别和自动调高控制研究，一般均是利用拾取采煤机螺旋滚筒在截割不同煤岩介质时产生的截割力响应信号来进行。因此，当人们深入进行与采煤机有关的实验研究时，对采煤机截割对象—煤岩介质机械力学性质的模拟，是一个非常重要的基础性问题，实验研究中也应该有能够连续模拟各种煤岩介质性质随机变化的负载加载条件，使模拟截割负载应能对实际煤岩介质的机械力学性质进行最大相似程度的模拟，以使模拟滚筒所受载荷变化规律尽可能与实际截割情况相同，确保相关实验结果的准确性。
当前，模拟滚筒截割负载的方法主要有三种。一种是在工作面直接截割实际煤岩物理介质。这种实验方法能够真实反映实验所用煤层截割载荷变化规律，但由于煤矿生产是一个高危行业，工作环境恶劣，对应用于采煤工作面设备，除要进行矿用化改造外，可靠性要求也极高。因此，井下工作面不适合进行一般的实验研究。第二种方法是在地面制作实际煤岩介质。这种方法存在的主要问题是，介质的运输和再制作过程存在一定的困难，而且运输和制作过程破坏了煤岩介质原有特性，因此实验结果的可靠性有待讨论。且对一般条件的实验室来说，这种实验方法也难以进行。第三种方法是根据相似准则，制作煤岩介质的物理模型，即利用沙子、水泥等材料制作人造煤壁、人造岩石及人造煤岩介质混合体来模拟截割介质。这种方法是当前科研中模拟煤岩截割介质最常用的方法，在实验研究中应用广泛，而且一般是把煤层当作无夹矸、无坚硬矿物夹杂等均匀理想煤体来进行研究的。然而，由于实际煤层的机械力学性质本身在一定范围内随机变化，且含有随机分布的夹矸层、坚硬矿物等，因此很难用一个单一实际的物理模型来对其进行理想模拟。理想均匀煤体物理模型很难全面真实反映采煤机实际截割介质的情况。因此，当前试验研究中，采煤机滚筒截割负载的模拟方法还有待提高，且这些方法都不能实现各种截割介质间的随机变化。
发明内容
本发明针对已有技术中存在的不足之处，针对采煤机调高系统试验研究中滚筒加载方式，提供一种方法简便，易于实现，能可编程动态连续模拟采煤机滚筒各种煤岩介质截割工况、并可以模拟实现截割介质机械性质随机变化的采煤机滚筒调高系统模拟加载试验台。
本发明是以如下技术方案实现的：一种采煤机滚筒调高系统模拟加载试验台，包括左泵机组油路液压系统和右泵机组油路液压系统两部分，试验台左、右两部分通过连接装置可拆卸式连接在一起；主要包括：控制器、比例溢流阀、油箱、过滤器、左泵机组、换向阀、加载缸、连接装置、压差传感器、位移传感器、模拟调高油缸、双向液压锁、换向阀、右泵机组、溢流阀和过滤器；左泵机组所吸油液经油箱、过滤器和换向阀进入加载缸，对模拟调高油缸加载；右泵机组所吸油液经油箱、过滤器、换向阀和双向液压锁入模拟调高油缸，驱动模拟调高油缸运动；所述的压差传感器安装在模拟调高油缸的进油口上，用来测量模拟调高油缸有杆腔和无杆腔两腔间的压差；压差传感器的输出与控制器相连；控制器中存储有模拟调高油缸压差设定值，根据油缸压差设定值和压差传感器采集的实际压差信号，由控制器自动调整比例溢流阀及加载缸的输出压力，使模拟调高油缸压差按给定规律变化，实现模拟采煤机工作过程中调高油缸的压差变化；所述的位移传感器安装在模拟调高油缸的缸体上，用来测量模拟调高油缸的位移，输出与控制器相连，模拟实现采煤机滚筒高度的控制。
上述方案的原理是：左泵机组所吸油液经油箱、过滤器和换向阀进入加载缸，对模拟调高油缸加载，以模拟采煤机工作过程中的截割负载。右泵机组所吸油液经油箱、过滤器、换向阀和双向液压锁入模拟调高油缸，驱动油缸运动，模拟调高油缸可以自由伸缩与中位保持，以模拟采煤机截割过程中调高油缸位置的变化。试验台上设油缸压差传感器，该压差信号是给定信号，该实际压差信号输出至控制器输入端，由控制器控制使模拟调高油缸压差按给定规律变化，用来模拟采煤机调高油缸的压差变化，实现可编程连续动态模拟滚筒负载工况。试验台上设油缸位移传感器，该传感器输出也为控制器输入，用来实现对模拟调高油缸位移的控制，以模拟采煤机滚筒高度的控制。试验台的左、右两部分经连接装置连接在一起。当实验台左右两部分连接在一起时，可以进行采煤机煤岩界面识别模拟实验和加载条件下采煤机滚筒调高性能模拟实验；当实验台左右两部分没有连接在一起时，可以进行空载下的路径跟踪性能实验。
本发明的有益效果是：调节控制器的输出信号，使模拟调高油缸压差按给定规律变化，可以模拟采煤机工作时调高油缸压力，即截割负载的变化；改变控制器输出信号作用时间，可以相应的改变模拟调高油缸油压作用时间，即截割该负载的持续时间。因此，实现了可编程连续动态模拟实际截割介质，并可以实现截割介质机械性质的随机变化。试验台左、右两部分通过连接装置连接在一起，可以进行采煤机煤岩界面自动识别实验及加载条件下滚筒自动调高性能模拟试验。因此，能用于研究采煤机煤岩界面识别及滚筒调高性能实验。本发明模型功能突出，结构紧凑，方法简单，安装和操作简便。
附图说明
图1是本发明的原理示意图。
下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步描述。
图中：1、控制器，2、比例溢流阀，3、油箱，4、过滤器，5、左泵机组，6、换向阀，7、加载缸，8、连接装置，9、压差传感器，10、位移传感器，11、模拟调高油缸，12、双向液压锁，13、换向阀，14、右泵机组，15、溢流阀，16、过滤器。
具体实施方式
如图1所示，采煤机滚筒调高系统模拟加载试验台包括左泵机组5油路液压系统和右泵机组14油路液压系统两部分，试验台左、右两部分通过连接装置8连接在一起；由控制器1、比例溢流阀2、油箱3、过滤器4、左泵机组5、换向阀6、加载缸7、连接装置8、压差传感器9、位移传感器10、模拟调高油缸11、双向液压锁12、换向阀13、右泵机组14、溢流阀15和过滤器16组成。左泵机组5所吸油液经油箱3、过滤器4和换向阀6进入加载缸7，对模拟调高油缸11加载。右泵机组14所吸油液经油箱3、过滤器16、换向阀13和双向液压锁12入模拟调高油缸11，驱动模拟调高油缸11运动。
油缸压差传感器9安装在模拟调高油缸11的进油口上，用来测量模拟调高油缸11有杆腔和无杆腔两腔间的压差。油缸压差传感器9的输出与控制器1相连。控制器1中存储有模拟调高油缸11压差设定值，根据油缸压差设定值和压差传感器9采集的实际压差信号，由控制器1自动调整比例溢流阀2及加载缸7的输出压力，使模拟调高油缸11压差按给定规律变化，用来模拟采煤机工作过程中调高油缸的压差变化。位移传感器10安装在模拟调高油缸11的缸体上，用来测量模拟调高油缸11的位移，输出与控制器1相连，可以模拟实现采煤机滚筒高度的控制。
用连接装置8将实验台左泵机组5油路液压系统和右泵机组14油路液压系统两部分可拆卸式连接在一起，本实施例连接装置8为螺栓，加载缸7和模拟调高油缸11的活塞杆通过螺栓连接在一起；进行采煤机煤岩界面自动识别实验及加载条件下滚筒自动调高性能模拟试验。根据需要，连接装置8也可以拆开；当实验台左右两部分没有连接在一起时，能进行空载下的路径跟踪性能实验。
试验台工作时，根据具有记忆截割功能的采煤机在记忆截割人工示教阶段拾取的各工况下的调高油缸压差信号，利用相似理论，计算出各工况下相应的加载试验台模拟调高油缸的压差信号，并将此压差信号存储在控制器1中作为调高油缸11压差设定值，实现可编程连续动态模拟实际截割介质，改变给定压差信号的作用时间，就可以对应的改变模拟调高油缸压差作用时间，也就可以实现截割介质机械性质的随机变化。
左泵机组5所吸油液经油箱3、过滤器4和换向阀6进入加载缸7，对模拟调高油缸11加载，以模拟采煤机工作过程中的截割负载；右泵机组14所吸油液经油箱3、过滤器16、换向阀13和双向液压锁12入模拟调高油缸11，驱动模拟调高油缸11运动。模拟调高油缸11可以自由伸缩与中位保持，模拟采煤机截割过程中调高油缸位置的变化。通过油缸压差传感器9测量模拟调高油缸11两腔的压差，可以进行采煤机煤岩界面识别实验；再辅之以油缸位移传感器10对模拟调高油缸11位移进行测量，就能实现加载条件下采煤机滚筒调高性能模拟实验。
从以上采煤机滚筒调高系统模拟加载试验台的工作过程可以看出，本发明能动态连续模拟采煤机滚筒的各种煤岩介质截割工况，并可以实现截割介质机械性质随机变化，因此实现了采煤机滚筒在各种截割工况下负载的模拟加载；并能实现滚筒调高性能实验。
Claims (2)
1.一种采煤机滚筒调高系统模拟加载试验台，其特征在于：包括左泵机组(5)油路液压系统和右泵机组(14)油路液压系统两部分，试验台左、右两部分通过可拆卸的连接装置(8)连接在一起；主要包括：控制器(1)、比例溢流阀(2)、油箱(3)、过滤器(4)、左泵机组(5)、换向阀(6)、加载缸(7)、压差传感器(9)、位移传感器(10)、模拟调高油缸(11)、双向液压锁(12)、换向阀(13)、右泵机组(14)、溢流阀(15)和过滤器(16)；左泵机组(5)所吸油液经油箱(3)、过滤器(4)和换向阀(6)进入加载缸(7)，对模拟调高油缸(11)加载；右泵机组(14)所吸油液经油箱(3)、过滤器(16)、换向阀(13)和双向液压锁(12)入模拟调高油缸(11)，驱动模拟调高油缸(11)运动；所述的压差传感器(9)安装在模拟调高油缸(11)的进油口上，用来测量模拟调高油缸(11)有杆腔和无杆腔两腔间的压差；压差传感器(9)的输出与控制器(1)相连；根据具有记忆截割功能的采煤机在记忆截割人工示教阶段拾取的各工况下的调高油缸压差信号，利用相似理论，计算出各工况下相应的加载试验台模拟调高油缸的压差信号，并将此压差信号存储在控制器(1)中作为调高油缸(11)压差设定值，根据油缸压差设定值和压差传感器(9)采集的实际压差信号，由控制器(1)自动调整比例溢流阀(2)及加载缸(7)的输出压力，使模拟调高油缸(11)压差按给定规律变化，实现模拟采煤机工作过程中调高油缸的压差变化；所述的位移传感器(10)安装在模拟调高油缸(11)的缸体上，用来测量模拟调高油缸(11)的位移，输出与控制器(1)相连，模拟实现采煤机滚筒高度的控制。
2.根据权利要求1所述的采煤机滚筒调高系统模拟加载试验台，其特征在于：所述的连接装置(8)为螺栓连接，加载缸(7)和模拟调高油缸(11)的活塞杆通过螺栓连接在一起。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310232873.0A CN103309362B (zh) | 2013-06-09 | 2013-06-09 | 采煤机调高系统模拟加载试验台 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310232873.0A CN103309362B (zh) | 2013-06-09 | 2013-06-09 | 采煤机调高系统模拟加载试验台 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103309362A CN103309362A (zh) | 2013-09-18 |
| CN103309362B true CN103309362B (zh) | 2015-09-09 |
Family
ID=49134685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310232873.0A Expired - Fee Related CN103309362B (zh) | 2013-06-09 | 2013-06-09 | 采煤机调高系统模拟加载试验台 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103309362B (zh) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104131814B (zh) * | 2014-07-03 | 2016-03-23 | 冀中能源集团有限责任公司 | 采煤机煤岩界面模拟实验装置 |
| CN105422095B (zh) * | 2015-11-26 | 2018-01-19 | 中国矿业大学 | 一种基于电机驱动控制的采煤机滚筒调高装置及方法 |
| CN105464657B (zh) * | 2015-12-30 | 2017-09-22 | 安徽理工大学 | 一种采煤机模拟截割实验装置 |
| CN107178543A (zh) * | 2017-07-26 | 2017-09-19 | 国电联合动力技术有限公司 | 一种风力发电机组叶轮锁定液压控制系统 |
| CN108020169B (zh) * | 2017-12-07 | 2019-08-20 | 辽宁工程技术大学 | 用于连续采煤机或掘锚机仿形截割的实验台及实验方法 |
| CN108051171B (zh) * | 2017-12-24 | 2020-03-17 | 太原理工大学 | 一种采煤机抛煤冲击测试装置 |
| CN109780005B (zh) * | 2019-01-21 | 2020-04-21 | 燕山大学 | 一种多路阀的负载模拟系统及控制方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101441122B (zh) * | 2008-12-11 | 2010-12-08 | 武汉科技大学 | 一种伺服液压缸空载启动摩擦力的测试系统及测试方法 |
-
2013
- 2013-06-09 CN CN201310232873.0A patent/CN103309362B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103309362A (zh) | 2013-09-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103309362B (zh) | 采煤机调高系统模拟加载试验台 | |
| Bahaaddini et al. | Experimental and numerical study of asperity degradation in the direct shear test | |
| Zhang et al. | Physical model test and numerical simulation for the stability analysis of deep gas storage cavern group located in bedded rock salt formation | |
| Wang et al. | An improved permeability model of coal for coalbed methane recovery and CO2 geosequestration | |
| Gao et al. | Numerical investigation of the scale effect and anisotropy in the strength and deformability of coal | |
| Asadi et al. | A laboratory shear cell used for simulation of shear strength and asperity degradation of rough rock fractures | |
| Liu et al. | The impact of the coal macrolithotype on reservoir productivity, hydraulic fracture initiation and propagation | |
| CN109241588B (zh) | 一种基于拟连续地质力学模型的单裂缝扩展的模拟方法 | |
| Khani et al. | Effects of fracture geometry and stress on the strength of a fractured rock mass | |
| Lockner et al. | Dilatancy in hydraulically isolated faults and the suppression of instability | |
| Alahmadi | A triple-porosity model for fractured horizontal wells | |
| Huang et al. | Numerical simulation study on macroscopic mechanical behaviors and micro-motion characteristics of gangues under triaxial compression | |
| CN105510534A (zh) | 一种可模拟不同倾角含水煤层充填注浆试验装置及方法 | |
| CN109101046B (zh) | 储气库物理模拟注采气流量控制系统 | |
| CN102175527A (zh) | 动静三轴试验机非饱和体变测量装置 | |
| CN102243163A (zh) | 一种煤矿断层渗透性能定量评价方法 | |
| Li et al. | Numerical analysis of the material parameter effects on the initiation of hydraulic fracture in a near wellbore region | |
| CN112727534A (zh) | 基于真三向应力和渗透率动态变化的瓦斯钻孔布置方法 | |
| CN205353043U (zh) | 一种充填注浆试验装置 | |
| CN103758800B (zh) | 多液压缸隧道模拟实验平台的控制系统 | |
| Chernukhin et al. | Objectivation of the necessity of structural and parametric synthesis of the hydraulic drive of geokhod | |
| CN202755962U (zh) | 数字化抽油机模拟实验台 | |
| Szurgacz et al. | An innovative system to test components of mining machinery control hydraulics | |
| CN104154055B (zh) | Tbm试验台推力负载模拟液压系统 | |
| Doe et al. | Discrete fracture network simulation of production data from unconventional wells |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150909 Termination date: 20160609 |