KI=No +fV (3-9)
依据此关系，该系统的工作原理: 变量泵输出液压油经换向阀输往油缸，当截割阻力较小时，截割电动机所需的截割功率就小，这时电动机的负载电流就小，该电流信号经功率信号采集处理器、信号比较器、信号转换和放大装置作用于变量泵的流量调节机构，使变量泵的输出流量变大，这时油缸提供给截割机构较大的进给速度； 当截割阻力较大时，该电流信号使变量泵的输出流量变小，这时油缸提供给截割机构较小的进给速度，可避免截割电动机过载。
这是一个能使液压功率与截割功率实现了功率匹配的无级调速系统，因此能较好地减少液压功率损失，避免由于能量损耗而造成的油温过高现象。
3. 小结
从节能的角度来看，采用负载压力反馈多路换向阀损失的用于控制压差的这部分能量，相对于大功率的悬臂式半煤岩巷道掘进机采用的高压系统来说是很小的。因此，该调速系统的节能效果是明显的。采用负载压力反馈多路换向阀，还具有以下3个主要特点:（1）在操纵换向阀阀芯开启的任何位置,均可实现输出流量的基本稳定，不受负载变化的影响；（2）在阀芯开启的全行程内可比例控制流量；（3）多组油缸可同时工作，不产生干扰。
综上所述，悬臂式掘进机截割机构调速系统，其调速方法是多种多样的，但就其调速性能来说，其差异是比较大的。目前，我国煤矿使用的悬臂式掘进机普遍存在工作时液压油温过高，使油的粘度下降，密封件过早老化，泄露量增加，液压系统的效率降低，故障增多，因此:调速系统II和调速系统III不仅节能效果好，而且实施容易，其中调速系统II已经在国产EBJ-160HN掘进机中使用多年，大改善了整个液压系统的性能。该机目前已推广，使用情况良好。
3.3 本章小结
本章主要讲述了截割部恒功率调速控制系统。介绍了截割部双速电机的结构及工作原理，主要研究了截割部四种典型的调速控制系统系统的工作原理。
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4 行走部驱动及控制系统
4.1 行走部结构
行走机构既是驱动掘进机行走、调动的执行机构，又是整台掘进机的连接、支撑基础。
悬臂式掘进机通常采用履带式行走机构，掘进机在足够的牵引力驱动下，以一定的速度按工作要求，作前进、后退和左、右转弯的调动。履带式行走机构具有机动性好、工作可靠、调动灵活和对巷道底板适应性好等优点。EBZ160型掘进机行走部也使用的使履带式行走机构。
履带机构是依靠接地履带与巷道底板之间相对运动所产生的摩擦力驱动机器行走的，其最大静摩擦力取决于机器重量以及履带板与底板之间的粘着系数。在行走机构电动机容量一定或油马达转矩一定的情况下，行走阻力如果小于粘着力，当主动链轮旋转时，链轮上的槽齿会拔压履带链板上的凸台，由于粘着力的存在，因此阻止了履带链运动，从而迫使机器整体向前移动。反之，当行走阻力大于粘着力时，主动链轮的槽齿拔压履带链板上的凸台，履带链能够克服履带板与底板之间的粘着力，则会出现履带链空转即履带打滑现象。因此，为了保证掘进机的正常行走，行走机构必须具有足够的牵引力。
悬臂式巷道掘进机的行走机构，需要满足驱动机体前进、后退以及左右转弯调动的工作要求，所以履带式行走机构的左、右履带装置都采用分别单独驱动的传动方式。掘进机前进、后退时，左、右履带装置同时驱动主动链轮带动履带运转，而当掘进机需要转弯时，可以单独驱动转弯方向的另外一侧履带装置，而使转弯一侧的履带装置停止运转；或者可以采用以相反方向分别驱动左右履带装置的方法，使机体急转弯。
履带式行走机构的驱动方式主要有电动机驱动和油马达驱动两种方式，EBZ160行走驱动方式为低速大扭矩液压马达驱动方式，左右分别单独驱动，行走机构主要由履带架、履带、张紧轮组、张紧油缸、下支重轮、拖轮、行走减速机、履带限护板以及油马达等组成，履带行走速度的调节是通过改变油马达的转速来实现的。行走部示意简图如图4-1所示。
1-驱动轮 2-下支重轮 3-导向轮 4-履带 5-托轮
图4-1 履带式行走机构工作原理图
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4.2 行走机构驱动方式分析
综合国内外掘进机履带式行走机构来看，其驱动形式可分为液压驱动和电驱动两大类。目前，液压驱动应用非常普遍，新型掘进机行走机构大都采用液压驱动。
4.2.1 液压驱动
液压驱动行走机构的特点是：统一了动力源，液压马达体积小，驱动结构便于合理布置，适合于行走部的频繁启动。目前，掘进机行走机构液压驱动形式通常又分为高、中速马达带减速器驱动和低速液压马达直接驱动三种形式。
1. 高速马达一减速器驱动
这种驱动形式的马达多采用齿轮马达，其优点是：结构简单，工作可靠，抗污染性强，价格低廉等。但它最大的缺点是运转一定时间后，其内部摩擦副磨损严重，间隙增大，效率很快下降。而且与之配套的减速机要求传动比要大、结构也相应复杂，所以这种形式应用极少。
2. 中速马达一减速器驱动。
这种驱动形式的马达多采用柱塞式马达。中速马达具有体积小，效率高，寿命长， 售价低等特点，且减速器的结构形式国内外已趋于系列化，因此这种驱动形式应用很多。 3. 低速液压马达直接驱动
该驱动形式的马达输出轴直接带动主链轮。马达大部分采用多作用内曲线径向柱塞式液压马达。其特点是：结构形式简单，成本低、传动扭矩大、低速稳定性好、起点效率高。但马达体积大，难以保证间隙，制动装置不易处理，只适合于中、小型掘进机，目前采用这种驱动形式的有国产的ELMB型掘进机。
4.2.2 电驱动
行走机构采用电驱动比较典型的机型有AM一50、AM一100等。例如AM一50型掘进机,左、右履带由两台15kw电动机(指1984年后的改进型),分别通过左、右对称的三级圆柱齿轮和一级行星传动减速器进行驱动。
电驱动的特点是启动力矩大、效率高、维修简单、运行可靠。液压驱动由于液压元件制造精度要求较高、加工工艺复杂、维修较困难，使用当中―跑、冒、滴、漏‖现象屡有发生，增加了液压用油量，而采用电驱动可明显降低材料消耗量。但电驱动形式结构庞大，电动机易潮湿，且频繁启动增加了电动机及其供电系统的故障率。因此，目前在新型掘进机的设计中，有的机型有电、液两种驱动形式可互换的产品，供用户选择。EBZ160型掘进机行走机构的驱动方式为低速大扭矩油马达驱动方式，左右分别单独驱动。
液压马达依靠液压泵送来的高压油旋转，液压马达通过与其联接的减速机构减速得到低转速大扭矩，液压马达、减速机构和链轮连成一个整体，即上(图4-1)所示的1一驱动轮，液压马达的转动带动驱动轮(链轮)旋转，链轮的轮齿和履带的链轨销咬合，从而实现掘进机在履带上爬行。同时2一导向轮起到导向作用，导向轮和涨紧油缸一起作用对履带的松紧进行调节，支重轮对机身起支撑作用，拖轮主要是支撑履带。在设计和装配过程中，必须保证驱动轮、导向轮、支重轮、拖轮这四轮一线。悬臂式掘进机的行走机构需要满足驱动机体前进、后退以及左右转弯调动的工作要求，所以履带式行走机构的左、右履带装置都采用分别单独驱动的传动方式。掘进机行走速度的调节是通过两液
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压泵的合流与否来实现的。掘进机前进、后退时，左、右液压马达同时驱动链轮带动履带运转，而当掘进机需要转弯时，可以单独驱动转弯方向的另外一侧液压马达，而使转弯一侧的液压马达停止运转；或者可以采用以相反方向分别驱动左右液压马达的方法，使机身快速转弯。
4.2.3 悬臂式掘进机行走液压系统控制方式
1. 先导控制
通过三个先导阀控制液动换向阀的换向，从而控制转载机液压马达，左、右行走液压马达、装运机构液压马达以及升降液压缸和回转液压缸的动作。
2. 直动控制
由手动换向阀组直接控制铲板液压缸、支撑液压缸的动作。水泵液压马达由一手动换向阀（水泵、转载机阀组上的）直接控制动作。
4.3 EBZ160 型悬臂式掘进机行走液压系统
由三联柱塞泵的前泵（或者单联柱塞泵）通过比例减压阀来控制三联比例多路换向阀，同时向行走回路的两个变量液压马达和输送机回路的两个液压马达供油，驱动机器行走和运输机工作。行走速度为0～15m/min；通过操作比例减压阀手柄来控制行走马达的正、反转，实现机器的前进、后退和转弯。调节比例减压阀的开度可控制行走速度的快慢。注意：机器要转弯时，最好同时操作两片换向阀（即使一片阀的手柄处于前进位置，另一片阀手柄处于后退位置）。除非特殊情况，尽量不要操作一片换向阀来实现机器转弯。
防滑制动是用行走减速器上的摩擦制动器来实现。制动器的开启由液压控制，其开启压力为3MPa。制动油缸的油压力由多路换向阀控制。行走回路不工作时，制动器处于闭锁状态。
行走机构是掘进机非常重要的组成部分，它担负着整机的前进、后退和转弯等各种运动。行走驱动方式为低速大扭矩液压马达驱动，左右分别单独驱动。掘进机前进后退时左右马达同时驱动，当掘进机需要转弯时，可以单独驱动或者左右2个马达相反方向驱动，使机体急转弯。液压控制回路如图4-2所示。
图4-2 液压控制回路
行走机构由泵系统通过各自阀系统向左右行走马达供油，液压马达旋转，通过阀-
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控马达系统控制调整行走姿态、速度和方向。每个行走马达内部均有液压制动器，无论马达的哪根油管供油，都能使制动器打开，制动性能可靠。当阀芯处于左右位时，高压油经过阀流向液压马达，掘进机向前或向后行走，同时高压油顶开液压制动器，当掘进机停止行走时，行走马达转子被制动，防止掘进机自行下滑。
1. 掘进机行走系统的AMES im模型 掘进机行走系统是由2个液压泵，通过溢流阀和换向阀控制，向左右2个行走马达供油，驱动掘进机的行走机构。行走系统的AMES im模型如图4-3所示。
图4-3 行走系统AMES im 模型
2. 仿真结果
如图4-4所示，当换向阀换向动作后，液压泵出口压力0. 4 s内达到最大值25MPa，溢流阀溢流，最后稳定输出20MPa。图4-5为2个行走马达的进口压力变化曲线，可以看到2个马达从启动到平稳的过程较长。设置阀换向的时间在1 s，左右行走马达经0. 4 s时达到最大压力值24. 5 MPa，超调量较大。由此可以看出，掘进机左右行走马达达到最大压力所需要时间较短，马达转动惯量较小，便于启动，但达到稳定所需要时间较长，超调量较大，马达低速稳定性太差。
图4-4 液压泵出口压力曲线
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