1.1　采煤机截割滚筒自适应液压调高系统

1.1.1　主机功能结构

采煤机是煤矿现代化综采工作面上的重要设备之一，其性能的优劣直接影响到综采工作面能否连续安全高效的工作。在一些大型煤矿广泛使用的双滚筒采煤机中，滚筒的调节主要靠人工操控采煤机调高系统完成。由于煤矿井下的工作环境恶劣，工作面粉尘和噪声大，仅靠操作者眼睛难于判断煤层的厚度和顶板、底板的准确位置。采煤机切割过少，煤层不能充分开采，造成对资源的极度浪费；切割过多，采煤机截割部容易触碰到顶板和底板，造成冲击，长期如此，对采煤机的危害极大。采煤机截割滚筒自适应调高控制系统就是为解决上述问题而提出的。

1.1.2　自适应液压调高系统原理

（1）液压调高系统

采煤机截割滚筒的调高主要通过调高液压缸来实现，图1-1为典型的液压调高系统原理。系统油源为电动机3驱动的变量液压泵4；溢流阀5用于液压系统的限压安全保护；液压缸8的运动方向和速度由电液比例方向流量阀6控制，双液控单向阀7构成的锁紧回路用于采煤机截割滚筒的正常升降和锁紧，使采煤机在正常工作或受到冲击时，截割滚筒不至于上下起伏，摇摆不定。

图1-1　采煤机截割滚筒液压调高系统原理

1—油箱；2—过滤器；3—电动机；4—液压泵；5—溢流阀；6—三位四通比例方向流量阀；7—双液控单向阀；8—升降液压缸

当采煤机开始工作时，电磁铁1YA通电使比例换向阀6切换至左位，泵4的压力油经阀7的左侧单向阀进入伸缩升降液压缸8的无杆腔，同时反向导通右侧单向阀，为缸8的有杆腔提供回油通道，活塞上升，完成截割滚筒调高工作。当电磁铁1YA和2YA均断电使阀6处于中位时，阀7因控制压力为零而关闭，液压缸两腔被双液控单向阀7封死，采煤机截割滚筒处于高度不变状态。当采煤机截割滚筒需要调低时，电磁铁2YA通电使换向阀6切换至右位，液压泵4的压力油经双向液压锁7右侧单向阀进入调高液压缸有杆腔，同时反向导通左侧单向阀，为缸8的无杆腔提供回油通道，完成截割滚筒的调低工作。

（2）自适应调高控制系统

利用煤层与岩石层硬度的不同，在采煤机截割头安装压力传感器，采用先导式比例方向流量控制阀作为主控元件组成的闭环控制系统来实现采煤机摇臂的自适应调高。控制系统系统主要由信号存储器、信号比较器、PID调节器、比例放大器、先导比例阀、压力传感器等元件组成（图1-2）。采煤机正常工作时，压力传感器将采煤机截割头采集到的压力信号转换为电信号反馈给比较器，比较器通过将压力传感器传回的信号与数据库存储的信号进行比较，将比较后的结果传给PID调节器，经放大器将信号放大后，控制先导比例阀，实现对比例阀流量和方向的控制，进而实现采煤机截割滚筒的自适应调高。

图1-2　自适应调高闭环控制系统原理

1.1.3　系统特点

采煤机截割滚筒自适应液压调高系统实质为变量泵供油比例方向流量阀构成的容积节流调速液压系统，通过对截割滚筒自适应调高方法能够很好地解决由于综采面恶劣的工作环境和人眼视力受限带来的误差，为煤矿的高效化和安全化生产带来一定效益。