连续采煤机截齿截割能力的分析

为了确定连续采煤机截齿截割能力和其对煤岩的适应性,由截割电动机的功率求得连续采煤机截齿的平均截割力,对镐形齿进行截割实验,然后比较截割力的实验测定值与理论值,给出了适于截齿截割煤岩的截割阻抗,并计算分析了滚筒直径、滚筒的转速、截割功率和同时工作齿数对单个截齿截割力的影响。     

基于ADAMS／VIBRATION的采煤机截割部振动特性研究

建立了采煤机截割部刚柔耦合虚拟样机的振动模型;利用ADAMS／VIBRATION模块对其振动特性开展了研究;确定了对系统整体性能不利的模态振型和频率,发现截割部电机对系统振动的影响较大;并找出了截割部高速端惰轮轴处轴承失效的主要原因;为有效地抑制采煤机截割部的振动和对其进行局部结构优化提供了理论依据,对全面掌握截割部系统的动态性能具有重要价值。     

采煤机截割部虚拟仿真中的关键技术研究

以某煤机公司的采煤机截割部可靠性研究项目为依托,研究了计算机虚拟仿真中的关键技术,提出了保证仿真精度、提高仿真速度、缩短仿真时间的具体措施,大大提高了Pro／E、MATLAB、ADAMS和ANSYS四款软件协同仿真的可操作性;发现了该采煤机截割部的薄弱环节,如行星架刚度不足、摇臂壳体出现局部应力集中等;在仿真的基础上对壳体结构进行了改进,得到了优化的采煤机截割部传动机构,保证了截割过程的可靠性,对降低研发成本,节省研制时间,提高产品质量具较强的实用价值。     

基于MATLAB/GUI的采煤机工作机构载荷计算软件的开发

采煤机工作机构的载荷是采煤机设计与分析的一个重要指标,有效、准确地对采煤机滚筒载荷进行计算至关重要.基于Matlab语言.利用其强大的运算功能以及简洁、直观的GUI人机交互界面,设计出了人机交互友好、使用方便的采煤机工作机构载荷计算平台.并且对究煤集团＂含硫化铁矿结核体薄煤层采煤机截割部可靠性研究＂项目中采煤机工作机构的载荷进行了模拟和验证,得出该计算软件是可靠的,对处理复杂非线性载荷具有重要参考价值.     

掘进机截割部刚柔耦合动力学建模与仿真研究

将大位移运动与小变形刚-柔耦合体动力学的建模理论应用于掘进机截割部的动态特性研究,利用ANSYS把截割部的截割主轴和截割套筒生成模态中性文件,导入ADAMS中建立刚柔耦合虚拟样机并进行运动学和动力学仿真,研究柔性体对截割部的影响。通过与刚性体模型仿真结果对比,揭示了工作装置中柔性体与刚性体耦合时的运动学、动力学特性。仿真结果表明柔性耦合模型更加符合实际情况。     

采煤机截割部行星架的可靠性分析及优化设计

本文首先应用三维实体建模软件Pro／E、通用有限元分析软件ANSYS和机械系统动力学仿真分析软件ADAMS建立了采煤机截割部虚拟样机模型,对其进行了动力学仿真分析,得到了行星架所受的外载荷并编辑生成载荷文件;然后将载荷文件导入ANSYS中,施加载荷和边界条件后,进行有限元分析,得到了行星架应力分布及变形情况;最后应用疲劳分析软件Nsoft对行星架进行疲劳寿命分析,得到了行星架的寿命情况。根据分析结果,应用ANSYS的优化设计模块对其进行优化设计,为采煤机截割部行星传动系统的可靠性设计提供了重要的依据。     

基于Pro／TOOLKIT的截割头截齿及齿座虚拟装配

通过建立单个截齿及齿座的定位模型,应用PROE的二次开发工具包Pro／TOOLKIT、VC＋＋和数据库技术,开发出掘进机截割头截齿及齿座的虚拟装配程序。该程序只需输入所有截齿定位模型的参数数据,即可得到整个截割头截齿与齿座的装配体。由此装配体能确定各个齿座的安装平面。进而得到满足设计要求的截割头头体,实现整个截割头的虚拟装配。为质量高、性能好的掘进机截割头的研发提供了一种高效、快捷的途径。     

掘进机截割头辅助设计软件的研究与开发

针对目前国内掘进机截割头设计大多凭经验进行以及截割负载的非线性、时变性和强耦合等特点,通过对纵轴式掘进机截割头的分析与研究,建立了截割头负载的瞬态动力学模型;基于VC＋＋和MATLAB联合开发了用于掘进机截割头设计和负载计算的计算机辅助设计软件。应用此软件可以获得截割头载荷波动曲线及波动系数、生成截割头瞬时负载的文本及截割头三维参数化实体模型,以评价截割头设计的合理性并进一步指导截割头的优化设计;解决了掘进机截割头设计中盲目缩放几何尺寸及其负载计算因人而异造成设计与计算结果迥异的问题;为新型截割头的研发及对现有机型的改进提供了新的方法和手段。软件界面友好、操作简单、方便实用,使基于科学方法的截割头计算机辅助设计在工程中的应用和推广成为可能。     

硬岩掘进机振动特性研究

基于Pro／E、MATLAB、ADAMS和ANSYS联合构造的协同仿真环境,建立了掘进机截割部刚柔耦合虚拟样机的振动模型。施加外部激励,利用ADAMS／VIBRATION模块对其振动特性开展了研究,确定出回转台在截割硬岩载荷激励作用下的响应,得出对系统整体性能不利的模态振型和频率;并与减速机构转动频率进行比较,为掘进机截割部的振动提供了理论依据,对全面掌握截割部系统的动态性能具有重要价值。     

镐形截齿截割不同硬质岩石的随机载荷模拟

在假设截齿的截割阻力和牵引阻力服从Gamma分布、侧向力服从正态分布并考虑其相关性的条件下,运用随机过程理论通过MATLAB编程对其进行计算机模拟。结果表明,三向力随谱氏系数_厂呈剧增趋势;牵引阻力是栽荷最大峰值的最大分力。通过模拟,可单独研究某一参数对截齿截割性能的影响,从而部分地替代实验和工程实测,节省大量的实验费用。     

坚硬顶板深孔爆破卸压技术及其模拟优化

工作面回采过高冲击危险区时,采用深孔爆破技术,提前释放坚硬顸板内储存的弹性能,可以降低冲击危险,能有效地避免冲击地压灾害发生。以济三煤矿6303工作面实际地质情况为研究背景,从岩石爆破机理出发,计算出合理的钻孔间距;利用Ansys有限元非线性动力学软件,对不同爆破孔间距深孔预爆破方案和爆破效果进行爆破效果模拟,分析了爆破应力波传播规律和裂纹扩展情况,找出最优爆破参数。     

螺旋钻采煤机螺旋钻杆失稳条件研究

通过考虑动能和势能对螺旋钻杆屈曲的影响,运用能量法研究了螺旋钻杆最大转速与螺旋屈曲时临界轴向力间的关系,建立了螺旋钻杆和轴向临界力间的数学模型。研究表明：螺旋钻杆的失稳条件符合实际,对螺旋钻采煤机设计具有十分重要的指导意义。     

基于RS GA ELM的矿井瓦斯涌出量预测

为了对煤矿井下瓦斯涌出量进行预测,采用粗糙集与改进极限学习机相结合的方法,在样本数据的筛选上吸取粗糙集数据约简的优点,充分利用极限学习机训练速度快、具有良好泛化性能的特点,并结合遗传算法选择最优的输入权值矩阵和隐含层偏差,避免随机产生所造成的误差。利用编写程序确定隐含层神经元个数,比依靠经验更为准确。在实际应用中选取煤层瓦斯含量、煤层埋藏深度、煤层厚度、煤层间距、工作面日产量五个因素作为预测的影响参数。研究结果表明:该预测模型预测的最大相对误差为5687 1%,最小相对误差为0,平均相对误差为2582 7%,相比改进前的预测模型具有更强的泛化能力和更高的预测精度。     

刨煤机平面振动的数学建模与仿真

为了降低刨头的振动,提高刨煤机的工作性能,通过简化和假设,应用牛顿定律建立了刨煤机在垂直煤壁方向振动和在水平面扭转振动的数学模型,通过对刨煤机的实体模型进行简化并导入Adams软件,得到了刨头沿垂直煤壁方向和平面扭转振动的仿真曲线,为研究刨煤机的振动、改进设计、合理确定刨煤机的参数提供了理论依据。     

掘进工作面瓦斯涌出规律研究

通过对潘一矿掘进工作面涌出量进行实测,对工作面瓦斯涌出来源及构成进行了分析。利用回归分析法,找出了工作面落煤、煤壁瓦斯涌出规律,为工作面的通风管理与安全生产提供了必要的技术指导。