基于Simulink的交流液压冲击系统动态特性仿真

以新型的冲击式采煤机交流液压冲击系统为研究对象,分析了该冲击机构的组成及工作原理,利用功率键合图的建模方法和Matlab/Simulink动态仿真软件研究交流液压系统冲击过程中的动力学特性。通过模拟仿真得到了冲击速度大小,交流液压冲击系统的流量变化、冲击力以及冲击频率等重要参数,为双向交流液压冲击系统的动态特性分析、新型冲击式采煤机的设计提供理论支持。     

多电机横向布置采煤机截割部传动系统动态仿真

阐述了如何建立多电机横向布置采煤机截割部传动系统的仿真模型并选择了仿真算法；介绍了结合采煤机运行工况编制的实现传动系统动态仿真的DSP程序．     

矿用刮板输送机垂直冲击下负载电流特性研究

矿用刮板输送机在运行过程中易受液压支架推移不齐、采煤机截割底板不平的影响，承受着多种类型冲击，其中垂直方向的冲击作用最为明显，造成刮板输送机传动系统磨损严重、驱动电机功率不平衡等问题。笔者通过分析刮板输送机垂直冲击的形成原因，计算了不同垂直冲击作用下刮板输送机的运行阻力，建立了刮板输送机传动系统的垂直冲击仿真模型，并对刮板输送机在中部槽间隙、中部槽凸起弯曲、中部槽凹陷弯曲等工况下的冲击负载电流情况进行了仿真分析，结果表明：中部槽间隙越大，中部槽与中板发生的撞击就会越强烈，对刮板输送机传动系统的冲击越明显；垂直冲击产生的负载电流峰值与中部槽凹陷或凸起弯曲程度呈正相关；相邻中部槽最大弯曲角是决定刮板输送机冲击负载电流突变峰值及冲击稳定后负载增量的主要因素；中部槽凸起和凹陷弯曲产生的冲击对系统运行阻力的影响程度最大约为12%，是影响驱动系统电机功率不平衡的主要因素。在煤矿井下搭建了刮板输送机冲击负载监测平台，开展了不同垂直弯曲角度下的冲击负载电流监测试验，结果表明：不同程度的垂直冲击均使刮板输送机传动系统电机负载电流产生明显波动，且在短时间内，冲击电流峰值最高可达正常工作电流的1.5倍，对刮...     

采煤机截割部传动系统动态分析

为提高采煤机的可靠性,缩短其开发周期,降低设计成本,采用虚拟样机常用软件ADAMS与三维建模软件Pro/E,对采煤机截割部传动系统进行动态仿真分析,在设计阶段找出其中的薄弱环节,并进行调整、改进,对提高采煤机的动态性能及市场竞争力具有较高的实用价值。     

采煤机弹性扭矩轴的动态分析及设计

根据采煤机截割部传动系统的特点 ,建立弹性扭矩轴传动系统动态仿真模型 ,并结合采煤机的具体参数进行实例分析 ,且为动态设计分析提供了简明方法     

薄煤层采煤机截割部传动系统动态特性研究

为了增强采煤机截割部传动系统的抗振能力,延长其传动系统的使用寿命,采用Pro/E软件对其进行三维实体建模和虚拟装配,在ADAMS软件中建立了截割部的虚拟样机模型并对其进行动态仿真分析。对采煤机截割部传动系统进行了传动比验证,误差在5%以内;分别采用恒扭矩加载方式和复杂扭矩加载方式,分析了截割部的输出时域曲线和频域曲线,得到了不同加载方式对输出特性的影响。     

采煤机机电液短程截割传动系统设计与性能分析

截割部是滚筒采煤机最重要的组成部分,也是最易产生失效的部分。可靠性低和适应性差的问题是现有滚筒采煤机截割部存在的主要问题,针对这些问题设计了一种机电液短程截割传动系统及其自适应控制策略。为了验证该方案的有效性和可行性,建立了泵控马达系统、蓄能器和滚筒负载的数学模型,基于AMESim和Matlab/Simulink联合仿真平台,建立了MG300型电牵引采煤机整机模型,并进行了各典型工况下的性能分析,结果表明搭载机电液短程截割传动系统的采煤机在各种煤层下均能实现滚筒转速的良好调节且效率维持在70%以上,能保证截割电机或牵引电机的恒功率运行,能实现缓冲减振,并且在部件失效时能实现系统降功率运行从而避免停工损失。因此,仿真结果表明所设计截割传动系统具有良好的自适应能力和可靠性,为采煤机截割传动系统的设计与优化提供了理论依据,为进一步实现工程应用奠定了基础。     

采煤机电缆拖拽传动系统设计研究

采煤机在往复运动过程中很容易由于电缆的多层堆叠，致使电缆卡死、拉断、脱槽，从而导致采煤机出现故障。为此，研制了一种适合于综采工作面的采煤机缆绳拖拽装置，并对传动系统进行设计，通过传动系统的仿真模拟分析及现场试用，结果表明该电缆拖拽装置运行平稳，适用性较高。     

采煤机齿轮传动系统行星级动力学仿真分析

根据采煤机截割部传动系统的传动原理和结构参数,对采煤机截割部传动系统动态特性问题进行研究。采用Pro/E建立摇臂齿轮传动的三维模型,并用ADAMS软件对其进行动力学仿真,在恒定牵引速度下,改变输出端载荷,得到输出端行星轮系齿轮接触力和啮合频率的仿真结果。结果表明:在牵引速度不变时,随着输出端载荷的增大,行星级啮合力增大。     

采煤机牵引系统功率不平衡故障分析

由于采煤工况的复杂性,采煤机牵引系统经常出现功率不平衡。对采煤机牵引传动系统和控制系统原理进行了描述,从机、电两方面对故障进行了分析。根据统计的故障产生频次,针对故障原因采取了相应的故障对策,有助于提高采煤机牵引系统的可靠性,也为后续采煤机的设计提供了借鉴。     

采煤机振动冲击截割臂结构设计

为提高螺旋滚筒切削煤岩装煤率，将振动冲击技术应用于采煤机截割臂，应用TRIZ理论设计出一种以双排五星液压马达为主要驱动装置的轻量化振动冲击截割臂，应用离散单元法对螺旋滚筒轴向振动频率进行单因素数值模拟试验，确定该因素在正交试验中的水平范围|对滚筒转速、轴向振动频率以及工作振幅三种因素进行正交试验，得到其对装煤性能的影响规律。结果表明：螺旋滚筒装煤率呈现随转速增加而降低的趋势，并得到装煤性能优选方案的装煤率为54.56%。     

综放面采放系统设备生产能力配套技术研究

采煤机割煤工序是综放工作面的关键工序，影响到综放工作面的产量和效益．当采煤机型号一定时，为了实现放顶煤工序和割煤工序最大限度地平行作业，提高综放面采煤机的开机率和工作面单产，建立了综放面采放系统设备生产能力配套模型，得到与采煤机割煤能力相适应的循环内平均放煤能力，且后部刮板输送机运输能力应大于循环内平均放煤能力．综放面采放系统设备生产能力配套模型在义马杨村煤矿轻型支架综放开采中得到验证，年产量达到1．05Mt，取得了较好技术经济效益．     

采煤机滚筒截齿失效工况的影响分析及对策

通过生产实例分析了采煤机滚筒及截齿磨损后引起的性能参数变化及其效应,过载或冲击载荷下的瞬时负载变化对采煤机的刚度及平稳性的影响,以及传动系统磨损的宏微观特征。分析结果表明,采煤机在滚筒截齿失效条件下工作时,落煤、装煤能力下降,瞬时负载明显增大,截割机构、牵引机构传动系统加剧磨损,引发工作机构连锁故障。同时针对以上安全隐患,提出了相关的改进措施及建议。     

基于高压气幕技术的综掘面封闭式除尘系统参数优化设计

基于压抽混合式局部通风系统气载粉尘分布规律的模拟分析以及空气幕隔尘的原理,提出了基于高压气幕技术的综掘面封闭式除尘系统。该系统可将综掘机截割产尘有效地控制在综掘机司机前方,并配合高效除尘风机及合理设置吸尘口的位置,将工作面产尘抽出净化,从而可有效降低综掘面司机等有人作业区域的粉尘浓度。     

矿井掘进机自动截割成形控制技术研究

随着科学技术的发展,自动化控制在煤矿开采中得以广泛应用。以纵轴掘进机为研究对象,建立了截割臂运动的动力学模型,通过PLC编程设计实现了井下巷道掘进工作中的断面自动成形功能。研究为掘进机定向纠偏、位姿检测等研究提供了参考,为井下无人掘进提供了科学依据。     

基于高精度三维动态地质模型的采煤机自适应智能截割技术研究

采煤机使用“记忆截割”技术割煤时,需要进行人工领刀,且对煤层赋存条件要求较高,当煤层起伏较大时需要频繁示教领刀。“记忆截割”技术仅针对下一刀煤层顶板截割路径进行优化,在采煤机推进方向无法根据煤层的赋存形态对采煤机俯仰采路线进行精确规划与控制。本文基于采煤机自适应智能截割理念,设计了综采工作面采煤机智能截割系统运行模式,利用煤层精细化物探数据构建工作面高精度三维地质模型,而后利用地质模型对采煤机的未来截割路径进行规划,并在开采过程中根据工作面揭露的最新地质资料动态修正高精度三维地质模型。将高精度三维动态地质模型与采煤机开采规划算法耦合,提出可自适应煤层变化的采煤机开采控制基线规划算法,实现对采煤机推进方向的俯仰采控制与牵引方向的截割控制,以及地质模型更新、开采基线规划与采煤机滚筒调整之间的高效协作。设计了智能截割系统内滚筒调整参量的计算服务接口,以及智能截割系统与采煤机控制系统间的通讯协议,实现了采煤机滚筒基于规划截割路径的精准控制。实践表明,采煤机智能截割系统适用于底板倾角各种变化程度的煤层,采煤机截割线更好地贴合煤层顶、底板线,节约资源,提高生产效率。     

突变工况下滚筒式采煤机调速控制策略研究

基于Matlab/Simulink建立了包括采煤机牵引部、截割部和控制系统的整机耦合控制模型,针对煤岩夹杂引起的突变工况,以采煤机可靠运行和高效生产为目标,提出了基于截割电机额定转矩的截齿切削厚度控制目标的计算方法,得到煤层截割阻抗与截齿切削厚度控制目标的对应关系;基于滚筒负载特性和破岩能力制定了针对不同突变工况的滚筒调速控制策略和牵引-滚筒协调控制策略;最后将提出的上述两种调速控制策略与传统牵引调速控制策略进行对比。结果表明：当煤层突变载荷较小时,采用滚筒调速控制策略不仅可有效降低采煤机机电系统动载荷,而且可保持采煤生产率不变;当煤层突变载荷较大时,采用牵引-滚筒协调控制策略可有效降低采煤机机电系统动载荷,并对采煤生产率影响较小。     

基于记忆割煤方法的采煤机监控系统设计

针对传统采煤机记忆割煤技术自动化水平落后、生产效率低、数据采集不准确和不能实时监控等问题,设计了基于记忆割煤方法的采煤机监控系统。该监控系统以PLC S7-300为控制核心,通过对采煤机机身各部分参数进行实时监控,一方面有效的提高采煤机记忆割煤的精准程度,实现了三角区的自动化割煤,进而提高记忆割煤的工作效率以及自动化水平,此外也有效的降低了采煤机的故障发生率。系统由采煤机记忆截割系统、采煤机监控系统、上位机界面几部分组成,给出了具体设计方案,实际运行表明,该设计方案可行,进一步提高了采煤机记忆截割煤的自动化程度。     

煤炭截割主要工作参数对截割阻抗的影响

煤炭截割时的截割阻抗 (切削力 )一直是采煤机结构设计的重要依据 ,以煤炭截割试验为基础 ,找出采煤机主要工作参数对截割阻抗的影响 ,为设计采煤机主要工作参数以及根据主要工作参数设计采煤机结构提供了一定的理论依据。     

复杂煤层条件下采煤机自适应截割控制策略

采煤机是综采工作面的核心装备,复杂煤层条件下,其工况恶劣、环境复杂,采掘装备智能化程度不高,导致我国煤矿开采灾害多、煤机适应性不强、故障率高、效率低,提高煤机装备的可靠性与适应性是煤矿智能化发展的主要任务之一.采煤机工作机构与复杂煤层耦合作用机理及煤岩截割状态与动力传递系统的导控机制,是实现采煤机智能高效截割的关键.基...