连续采煤机截割滚筒的运动学分析

为了研究连续采煤机的动力学行为,提高采煤机工作机构的设计质量,根据实际工况,分析了连续采煤机截割滚筒的运动轨迹,建立了采煤机滚筒截齿的轨迹方程、速度方程和加速度方程,通过计算机仿真,分析了滚筒转速、垂直摆动速度对截齿运动参数的影响,为合理选择截割滚筒的工作参数和提高工作机构的设计质量提供了理论依据。     

掘进机截割头钻进工况载荷的计算机模拟

基于单个截齿的受力模型,对掘进机截割头钻进工况栽荷进行了计算机模拟,为截割头的结构设计和参数优化提供了理论依据。     

纵轴式掘进机钻进工况切屑图模拟研究

说明了纵轴式部分断面掘进重要工况机钻进状态的复杂性,在详细地分析了截割头钻进过程的基础上,通过编制计算机程序,利用模拟的方法,求得了反映截割头钻进性能的截齿切屑图,并分析了不同煤岩、不同钻进速度和不同截割头转速下的钻进性能,为正确地设计掘进机工作机构的结构和合理地选择机器的截割参数奠定了基础。     

电控箱粘弹性环状隔振器偏心阻尼特性研究

为了更精确地分析不同工况下,偏心对装配有多层环状隔振器的悬臂掘进机电控箱减振效果的影响,在考虑电控箱因为质量分布不均发生偏心的情况下,利用拉格朗日方程建立电控箱有偏心和外载情况下的运动微分方程,采用精细积分法对方程进行精确求解,并通过Simulink对向左横扫及钻进两种不同的工况下电控箱的振动情况进行仿真。结果表明:在掘进机向左横扫或钻进工况下,当电控箱的偏心距e_x从0 m增大到0. 10 m时,电控箱z向的振动加速度增幅81. 11%,绕x轴的振动角加速度增幅73. 73%;当电控箱的偏心距e_y从0 m增大到0. 10 m时,电控箱z向的振动加速度增幅 117. 34%,绕x轴的振动角加速度增幅 102. 68%.在向左横扫及钻进工况,偏心距e_y对电控箱振动加速度的影响要更加明显。     

悬臂掘进机纵轴式截割头运动学分析

根据悬臂掘进机的工作过程,导出了纵同式截割头齿尖的轨迹曲线方程,速度方程与加速度方程,编制程序框图,为截割头的研究和设计提供了理论依据。     

旋切方式作用的新型钻头破岩特性与试验分析

在分析传统三牙轮钻头破岩特性的基础上,提出一种旋切方式破岩的新型钻头(旋切钻头)。运用柱坐标与复合运动原理,建立破岩过程切削齿的位置方程、速度方程和加速度方程。同时结合算例参数,分析不同齿圈切削齿破岩过程接触段上的速度和加速度分布规律。根据加速度计算结果进行切削齿破岩工作力学和失效机制研究。结果表明:在钻进过程中,旋切钻头的切削齿以冲击、旋切方式破岩,不同齿圈切削齿同时切削井壁,且大齿圈切削齿过井眼中心,运动速度快,可有效地提高钻头心部破岩效率。试验结果验证了算例分析和计算方法的正确性,建立的计算方法修正了现有研究的部分错误,且适用于其他牙轮钻头与复合钻头的研究。     

横轴式掘进机水平截割的动力学建模

横轴式掘进机的水平截割状态,对机器的受力、截割性能、振动、工作可靠性等有直接的影响.在分析掘进机运动的基础上,通过必要的假设与简化,分析、建立了横轴式掘进机水平截割工况的动力学模型,为研究掘进机的振动、改进机器设计、提高该型掘进机工作的稳定性创造了条件.     

纵轴式掘进机截齿排列的参数化设计

为了解决掘进机截割头截齿排列理论缺乏、难度大,设计水平低、截割性能差等问题,建立了截齿排列的参数化理论,讨论了包络面、等升角螺旋线、母线的连接、螺旋线上截齿的分布等问题。利用MATLAB GUIDE语言编制计算机程序,设计了"截割头形状设计"面板、"螺旋线设计"面板、"截齿分布"面板、对外接口等截齿排列参数化软件模块,并以实例介绍了纵轴式掘进机截割头截齿排列的参数化实现。结果表明,该方法丰富了截齿排列理论,使设计水平和工作效率明显提高。     

纵轴式掘进机截割过程动力学建模与仿真

为掌握纵轴式掘进机在截割岩石过程中性能综合分析各种影响因素,建立了截割系统的动力学模型,应用Matlab进行仿真,得到了工作状态下掘进机截割头的转速和转矩的变化.研究结果表明,掘进机截齿排列方式和岩石性质对掘进机截割头的转速和转矩影响较明显,而截齿截割过程中的间隙非线性因素对截割头影响较小,为掘进机优化设计提供了理论依据.     

振动式掘进机截割机构工况参数的建模与仿真

对振动式掘进机截割机构传动系统进行了分析,假设:传动构件为刚体,电动机转速恒定,受力为理想约束,系统的连接为理想连接.在此基础上,用lagrange方程建立了一种复合传动的振动式掘进机截割机构的数学模型,使用matlb软件进行求解,得出了这种掘进机截割头的工况参数(转速及其输出扭矩)的及其影响因素间的关系曲线.分析得出:当偏心锤质量改变后,截割头输出扭矩的不稳定响应时间和其输出振幅都随之变化,偏心锤的质量增大1kg,振动最大振幅将增加150 N·m.这为改进振动式掘进机截割机构、提高其工作性能提供了理论依据.     

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.     

7NB直轴柱塞式泥浆泵运动学分析

介绍了一种钻井用新型泥浆泵—7NB泥浆泵的结构特点、工作机理和研究情况等。采用机械设计自动化软件(Pro/E)建立了7NB泥浆泵三维实体模型和运动学模型,实现了对7NB泥浆泵主要运动部件的运动学分析计算。通过简化结构,建立了7NB泥浆泵的运动方程和解析计算模型,进行了对比分析计算。通过计算找到了7NB泥浆泵的运动规律、运动特点,为进一步改进7NB泥浆泵的结构和工作性能提供了理论依据。     

非圆摆线针轮传动的原理与设计

提出一种用于平行轴间变传动比传动的新型齿轮副——非圆摆线针轮传动.建立非圆摆线针轮传动的啮合坐标系,阐述了非圆摆线针轮共轭齿廓的形成原理.建立非圆针轮齿廓方程,利用坐标变换和齿廓共轭原理,根据圆柱针轮刀具的齿廓方程,结合非圆齿轮加工走刀轨迹及啮合方程,推导出非圆摆线轮的齿廓方程.基于上述理论,运用Matlab软件的数值计算实现了非圆摆线针轮副的参数化设计,得到非圆摆线针轮副的设计实例,并实现SolidWorks环境下的实体建模.运用Adams软件分析该齿轮副实例的运动特性,通过仿真实验结果与理论计算结果的对比,验证了该齿轮传动原理与设计的正确性.     

纵轴式掘进机截割头结构参数模糊优化模型

选择截割头钻进速度作为优化设计的目标,选取截割头直径、截割头锥角、叶片螺旋升角等作为设计变量,讨论了其隶属函数。运用最优化水平截集法将掘进机截割头结构参数的模糊优化问题转化为非模糊优化问题,建立了非模糊优化数学模型,使截割头结构参数的设计更能符合工作实际,从而提高掘进机的工作效率。     

PDC磨损齿切削破岩过程的实验研究

为探究深部钻井PDC钻头切削齿在磨损状态下的切削破岩过程,选取深部钻井PDC钻头上不同磨损程度的PDC齿开展单齿切削实验,借助应力测试系统、高速摄影机和热红外成像仪分析磨损齿的受力状态、温度变化规律以及岩石裂纹扩展过程。结果表明,与未磨损齿相比,磨损齿所受切削力更大、温度变化更明显,且更易产生大体积岩屑,这将导致钻头在井下振动加剧,磨损急剧加快,严重影响其使用寿命;切削花岗岩时切削力和温度大幅上升的问题更加突出,但更容易发生体积破碎,产生较大块的块状岩屑。研究成果将有助于重新认识真实井底磨损齿切削破岩及温度变化规律,并为钻头设计及井下寿命评估提供重要参考。     

基于遗传算法的掘进机外喷雾降尘效率最大的参数优化

 为了提高掘进机外喷雾降尘效率,降低煤矿掘进工作面生产时产生的大量粉尘,改善工作面工作环境及人体健康,提高掘进机截割头的使用寿命,抑制由于粉尘浓度达到一定程度后而发生粉尘爆炸情况造成的人身财产的重大损失;为了避免过多的雾滴落在截割机构上造成水的浪费,令喷雾截面圆与大端面圆近似相切,并保证喷雾覆盖区域相互重叠1/4、捕集区的喷雾截面积近似为环形、雾流形状在有效的作用区内为圆锥形以及喷雾捕集区的粉尘分布是均匀的,建立了掘进机外喷雾降尘效率的数学模型,选择喷雾压力、喷雾有效作用区的长度、喷雾扩散角度以及喷嘴的直径为设计参数,以掘进机外喷雾降尘效率最大为优化目标,建立了相应的约束条件,并且将优化模型进行了无约束化处理,采用遗传算法对影响掘进机外喷雾降尘效率的主要参数进行了优化。优化结果表明,喷雾压力增大了9.79%,喷雾作用区的长度降低了8%,雾化角度减小了11.15%,掘进机外喷雾的降尘效率增加了15.19%。该研究为工程实践提供了理论基础,为掘进机外喷雾系统结构参数的整体优化,使其整体功能达到最佳状态提供了依据,并且对于掘进机内喷雾系统的建模及优化方法提供了重要参考,具有一定的指导意义。     

纵横轴式掘进机截割头载荷的模拟分析

为了深入了解掘进机截割特性,以截割头载荷为研究对象,采用模拟分析的方法,通过对纵、横轴式掘进机截割头受力分析,建立了这两种掘进机截割头载荷的数学模型,利用Matlab仿真软件编程,模拟得出了截割头的载荷谱,并对其进行了比较分析,得到了两种掘进机截割头载荷变化特性,为纵、横轴式掘进机性能比较以及合理选型提供了理论依据.分析结果表明,掘进机工作方式、截割头的型式以及截齿排列方式是影响掘进机的载荷大小及其变化的主要因素.     

基于VB的非圆齿轮加工刀路轨迹三维仿真

利用VB编程实现对三维软件Solid Edge的二次开发,建立了加工刀具的模型库.根据刀具齿廓上任意点的运动轨迹方程,计算和生成刀具在不同位置时的三维模型,从而实现三维环境下椭圆齿轮加工的运动仿真.本系统可观察到刀具的运动轨迹及齿轮的加工结果,判定设计齿轮的可加工性.系统运行效果良好,为非圆齿轮传动提供了一种数字化设计...