悬臂式掘进机仿形截割控制机理

为了解决悬臂式掘进机截割中超挖和欠挖问题,采用空间机构运动学和系统仿真的方法,建立了仿形截割的数学模型,确立了悬臂偏移最大角度和油缸伸长量的关系,提出了使用数字液压缸来实现按照所给巷道运动时各个油缸伸长量的自动掘进控制机理,采用MATLAB仿真验证了截割头运动.研究表明,仿真结果曲线符合实际工况.研究结论科学地分析了掘进机仿形截割过程,为复杂环境下掘进机器人自动控制研究提供了理论依据.     

扁平接链环强度的有限元分析与静、动态实验

应用ANSYS大型有限元分析软件，在结构状态非线性下．对接链环的力学简化模型进行加载受力分析，得出齿部应力的分布规律，据此对φ30的矿用扁平接链环进行静、动态电测实验，分析得出产生最大应力的位置。并将有限元分析结论与试验结果相对比，找出齿形存在的缺陷，为接链环合理的结构改进及疲劳分析提供了重要依据。     

刮板输送机刮板间距的优化

分析了刮板推移物料运动过程的受力状态,为保证物料稳定运行,以输送机运行阻力最小为前提,推导出刮板最大间距计算式,分析了影响因素;研究了回空侧溜槽箱内充满物料的极端工况下,链条运行阻力产生机理,推导出运行阻力的计算式,以输送机运行阻力最小为目标,优化刮板间距;实例分析证明,目前工程上使用的刮板输送机在近水平布置时,刮板间距在1m时是比较合理的.     

硬齿面刮削铣刀盘切削应力应变有限元分析

利用大型通用有限元分析软件ANSYS，对弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮硬齿面刮削铣刀盘切削进行了应力应变的有限元分析，通过铣刀盘在各种改变参数条件下的应力分布图和变形图，预知刀盘切削时的应力应变大小及分布形式，优化出刀具切削时受力状况良好的刀具几何参数，进—步了解刀具几何参数对刀具强度、刚度等的影响规律，从刀具力学的角度找出刮削刀头易崩刃破损的结构因素。     

掘进机器人的仿形记忆截割建模与虚拟仿真

针对掘进机器人掘进过程中,因操作不当引起的尖峰负荷,及切割机构的非平稳振动,出现欠挖和超挖,机器损耗加剧问题,以悬臂掘进机巷道自动成形为研究对象,建立了掘进机仿形记忆截割的动态数学模型,推导出截割头运动到半圆拱形巷道边界时,悬臂偏移最大角度和油缸伸长量的通用公式,提出了使用数字液压缸来实现掘进机按照所给巷道运动时各个油缸伸长量的自动掘进控制方法,并利用Pro/E和Adams对EBZ-160型掘进机进行运动仿真和分析,验证了该模型的可行性和优越性,获得较好的仿真结果,具有广泛的通用性.     

采用对称罚函数法的圆环链传动过程接触分析

为分析圆环链与链轮在启动工况下的瞬间接触动态特性,采用对称罚函数法建立链环与链轮接触理论分析模型;采用有限元法模拟该工况下圆环链传动过程的接触动态特性,得到随时间变化的位移、速度、加速度曲线,以及啮合接触过程中的应力和变形量云图.有限元模拟结果表明,链环传动过程中入点啮合端部链环受力最大,在链环与链轮啮合包角范围内从输入到输出端方向压力逐渐减小,并呈现阶段性波动现象.     

顺煤层水力割缝抽采煤层瓦斯渗流规律数值模拟

为得到顺煤层水力割缝抽采瓦斯渗流规律以及预测水力割缝后瓦斯气体抽采量，结合渗流力学和弹塑性力学理论，建立了水力割缝抽采煤层瓦斯的固流耦合数学模型，同时给出了相应初始条件及边界条件。利用Madab计算得到顺煤层水力割缝后煤体应力场、瓦斯压力场以及瓦斯抽采量变化规律。数值模拟结果显示：水力割缝后，煤体有效体积应力得到释放；沿割缝方向储层卸压效果明显；煤层内裂隙、裂缝数量增加，长度和张开度增大；煤体渗透性能增强；煤层气抽采量较普通钻孔有较大幅度的提高。模拟结果显示了顺煤层水力割缝抽采煤层气的优势。此模拟方法对煤层气增产工业中确定水力割缝工艺参数以及预测瓦斯产量具有重要的指导意义。