基于ABAQUS的掘进机截割臂载荷分析与研究

针对掘进机截割臂由于受环境以及不合理设计的影响,当载荷过大时会引起截割臂部件断裂和脱落等失效问题,提出了一种基于ABAQUS系统的截割臂载荷分析方法,通过分析截割臂的运动过程及其各部件的受力情况,设计了截割臂载荷的分析流程,并选取了3种极端截割工况进行仿真实验。结果表明,该方法能够实现截割臂及其组件的载荷分析,实验结果合理有效且与实际情况相一致,能够作为掘进机截割臂以及类似设备结构优化以及改进的方法,进而避免因过大载荷而引起的设备损坏问题。对进一步提升掘进机的可靠性具有较好的指导意义。     

掘进机截割臂静力学特性研究

当前纵轴式掘进机截割臂特性研究较少,截割臂的设计主要依据设计人员的经验。为此,对某型号掘进机截割臂进行建模,结合截齿的力学模型,通过ANSYS对截割臂进行静力学分析,得到截割臂在截割载荷作用下的变形和应力情况,给出了出现情况的原因,为截割臂动力学研究提供基础,为改进和完善适应半煤岩截割特性的纵轴式掘进机截割臂的设计提供理论依据。     

悬臂式掘进机截割载荷与截割状态参数敏感关系研究

针对悬臂式掘进机截割过程中截割载荷无法直接测量，需利用机身截割状态参数来间接反映截割载荷变化的问题。根据掘进机截割工作原理和截割作业特性，选取了截割电机电流、驱动油缸压力、截割臂摆角位置、关键部位应力状态四个截割状态参数，采用数学建模、有限元分析等方法探究了不同截割状态参数与截割载荷变化的敏感关系。研究结果表明，截割电机电流、驱动油缸压力、关键部位应力状态三个参数对截割载荷变化敏感度较高。未来通过融合上述三种截割状态参数、可精准表征截割载荷变化，为悬臂式掘进机自主调控、故障诊断等研究奠定理论基础。     

悬臂式掘进机自适应截割控制系统研究

为了降低恶劣工况下工作载荷的突变对悬臂式掘进机截割性能和效率的影响,在分析影响掘进机工作载荷因素的基础上,指出截割控制的主要目的是要使掘进机截割头转速、截割臂摆动速度自动与工作载荷相适应,且二者之间相互匹配,从而实现高效、平稳截割。构建了基于PID神经元网络的自适应控制策略和硬件系统结构,并在此基础上建立了掘进机截割的近似数学模型。通过仿真分析证明,基于PID神经元网络的自适应截割控制方法,在0.1 s之内就可以达到设定目标值且稳态误差接近于0,满足悬臂式掘进机自适应截割的需求。     

横轴式掘进机截割机构运动分析

主要对横轴式掘进机截割头的截割臂摆动速度、载荷和掏槽进给力进行分析,实现对截割机构的远程监测,为截割机构的设计研究提供理论依据。     

固定截割方向掘进机截割臂摆角垂直跳动规律

基于系统动力学Lagrange方程,推导建立了掘进机截割臂摆角跳动动力学模型,然后根据其求解的输入问题,提出了一种截割头载荷计算方法,并通过仿真计算分析得到截割头载荷与截割臂驱动油缸压力及截割臂摆角之间的关系。建立了Simulink仿真模型,在截割臂垂直摆动和水平摆动两种截割工况下,分别选取5种截割臂摆角进行仿真求解分析,得到固定截割方向截割摆角垂直跳动规律:截割臂垂直摆动截割时,随截割头载荷的增大,其水平摆角跳动量先减小后增大,最大值可达到5.3°,最小值为0.5°;随截割臂垂直摆角的增大,其水平摆角跳动量先增大后减小,约在20°时达到最大值。截割臂水平摆动截割时,其垂直摆角跳动量先减小后增大,最大值可达到5.4°,最小值为0.3°;随截割臂水平摆角的增大,其垂直摆角跳动量基本呈线性减小。掘进机截割臂摆角跳动规律可为截割臂自动控制及截割头空间位置纠偏提供借鉴。     

基于MATLAB-GUI的横轴式掘进机截割岩石的载荷模拟分析

通过建立横轴式掘进机截割头载荷模型,编制Matlab程序,利用Matlab的gui功能,设计了截割头载荷模拟的人机界面系统,对国产某型横轴式掘进机截割岩石的载荷进行了模拟,为了解掘进机截割硬岩时截割头的载荷,转矩及功率的大小与变化、掌握掘进机对岩石的适应性、确定横轴式掘进机的截割能力提供了方便。     

基于MATLAB-GUI的横轴式掘进机截割岩石的载荷模拟分析

通过建立横轴式掘进机截割头载荷模型,编制Matlab程序,利用Matlab的gui功能,设计了截割头载荷模拟的人机界面系统,对国产某型横轴式掘进机截割岩石的载荷进行了模拟,为了解掘进机截割硬岩时截割头的载荷,转矩及功率的大小与变化、掌握掘进机对岩石的适应性、确定横轴式掘进机的截割能力提供了方便。     

基于DSP+CPLD的悬臂式掘进机智能控制系统设计

针对掘进机工作载荷突变导致系统稳定性变差和截割效率低的问题,在分析影响掘进机工作载荷因素的基础上,设计了一种基于DSP+CPLD为核心的智能控制系统。通过多传感器技术进行煤岩动态感知,构建基于RBF-PID的自适应截割控制策略和系统结构,完成了截割头转速、截割臂移动速度与工作载荷之间的匹配,从而达到断面截割成形的自适应控制。仿真结果表明:该智能控制系统在工作载荷突变条件下,稳态工作的响应效率达到设定目标值,表明该控制器不仅具有较强的鲁棒性,而且确保了悬臂式掘进机在工况突变状况下的截割稳定性。     

纵向和横向截割头的部分断面掘进机

<正> 正如部分断面掘进机这一名称所表述的一样,这种掘进机只能截割掘进工作面的一部分。为了达到截割整个巷道断面的目的,截割头得在掘进工作面上上下左右地移动。人们把纵向截割头和横向截割头的掘进机,按照截割头的转向细分成径向掘进机和轴向掘进机。纵向截割头与截割臂做同轴旋转(图1,左),截割臂的回转方向与截割头转动轴线垂直。在横向截割头情况下,横向截割头的转动轴线与截割臂成90°角,即与掘进工作面平行(图1,右),截割臂的回转方向与截割头的转动轴线一致。西德煤矿中主要使用的部分断面掘进机的主要数据见表1。目前使用的掘进机大约80台,其中约65％以纵向截割头工作,35％以横向截割头工作。     

横轴式掘进机截割头载荷的模拟分析

通过受力分析,建立横轴式掘进机截割头的载荷模型与合力作用点位置的确定方法,利用计算机模拟得到截割头载荷的模拟曲线,以及截割过程中合力作用点的变化情况,以改进截割头的设计。     

掘进机截割头截齿排列研究

本文模拟计算掘进机截割头横摆截割时的载荷波动,以载荷波动最小化为目标,建立了截齿排列参数优化设计数学模型,用序列二次规划(SQP)进行优化设计,截割头的载荷波动明显降低。     

基于DAPCR的掘进机截割机构力学性能分析

根据悬臂式掘进机截割机构的设计方法,提出一种新的力臂三角形计算原理.利用开发的专用力学性能分析模拟软件--DAPCR,对掘进机截割机构铰点参数变化所引起的截割力学性能巷道断面分布图的改变进行分析.     

基于遗传算法掘进机截割头多目标模糊可靠性优化

针对掘进机能耗和载荷波动问题,基于遗传算法的多目标模糊可靠性优化策略,对截割头运动参数进行优化设计.优化结果表明,截割头升角减少11.6%,横摆阻力降低6.45%,纵向力降低12.16%,负荷转矩降低11.29%,比能耗降低21.04%,截割头的载荷波动和比能耗得到显著降低,有效提高了掘进机的工作可靠性和能量利用率.     

掘进机截割部混合动力传动系统设计与分析

为提高掘进机在深部煤岩工况下自适应性和掘进能力,分析了现有纵轴式悬臂掘进机在掘进时的工作特点以及截割部存在的问题,提出基于行驶系液压动力与原截割电机转矩耦合的截割部混合动力传动方案。对新截割传动系统进行合理的参数匹配并建立相关部件的力学模型,探索了不同工况下混合动力传动系统的工作模式。对新型掘进机的自适应性以及突变工况下系统缓冲特性进行了模拟分析,结果表明：新型混合动力截割系统能够有效适应负载变化,主截割电机可维持在恒功率高效率点附近工作;液压系统的柔性对突变工况下的冲击载荷有明显的缓冲作用。分析结果对新型采掘装备设计提供参考。     

基于模糊数学的掘进机截割头转速分档预测方法

针对悬臂式掘进机在井下掘进过程中截割载荷识别困难的问题,提出了一种基于模糊数学的掘进机截割头转速分档预测方法.通过分析掘进机截割头工作过程,基于模糊数学将井下实测的多传感器信息进行信息融合,得到截割头载荷的预测输出.依据不同工况将截割头转速分为四个档位,并进行了实验验证,为研究不同工况下截割头转速自适应控制提供了理论和...     

EBZ-135掘进机截割头结构优化设计

 摘要：掘进机是巷道掘进的主要设备。该文就某企业掘进机存在截割头振动较大、截齿受力不均的问题,用ANSYS/LS-DYNA10.0软件建立了截割头和煤岩的数值模拟模型。通过仿真得到了截割头和各截齿的受力。再根据受力情况,反复调整优化了截齿截线间距,使得截割头和各截齿所受力的差异系数趋于平衡。同时,差异系数的减小,使掘进机的振动得到了有效控制,截割性能明显提高。     

EBJ—200G掘进机增加截割高度设计

根据用户需要 ,采取机体加高 ,截割臂加长的方法来增加掘进机的截割高度。     

掘进机截割头多目标优化设计研究

针对掘进机截割头载荷波动和能耗问题,基于各截齿受力均匀和同时参与截割的截齿数保持恒定的优化策略,对截齿排列参数和截割头运动参数进行了多目标优化设计。优化实例表明,截割头的载荷波动和比能耗得到了明显降低,提高了掘进机的工作可靠性和能量利用率。     

纵轴式掘进机截割时履带的振动力学分析研究

掘进机在截割煤的过程中,受到外界随机动载荷的作用,掘进机的受力情况变得非常复杂,通过建立纵轴式掘进机上下截割时的动力学模型,求解出掘进机在不同工况下的履带振动变化情况,得出掘进机履带在不同工况下的受力仿真曲线,为研究掘进机工作时的动态特性等提供理论依据。