滚筒截割负载扰动对采煤机调高的影响

针对采煤机调高过程中滚筒截割负载扰动对调高机构动态响应特性的影响进行了研究。根据非对称阀控缸模型,建立了调高机构控制传递函数模型。根据采煤机工况分析了滚筒截割负载等效到调高机构的负载模型。使用常规PID和模糊PID控制器对不同滚筒截割载荷和牵引速度情况下的调高机构进行了控制仿真。研究结果表明：使用模糊PID控制器对调高机构进行控制,具有更好的跟踪性能,控制效果受截割阻抗和牵引速度的变化影响更小。     

采煤机截割滚筒自适应调高技术研究

针对煤矿井下综采工作面采煤机截割滚筒控制存在的调高方案落后、自适应能力差的问题,研究基于采煤机工艺的自适应调高技术.在分析采煤机以及截割滚筒运动规律的基础上,以采煤机运行时间、截割滚筒运行时间之间的关系,分别讨论截割滚筒调高控制策略.经试验验证表明,该截割滚筒自适应调高策略可减少采煤机在水平方向非必要运行时间12％～2...     

基于最优化降尘的采煤机恒功率自适应调节控制系统

采煤机的牵引速度、截割头滚筒转速以及截割深度是影响综采工作面产尘浓度大小的重要工作参数,通过现场试验数据综合分析采煤机在牵引速度、截割头滚筒转速以及截割深度不同工况下产尘量的变化,得到使粉尘浓度达到最低的各项参数的最佳匹配值;在截割深度一定的情况下,采用模糊PID控制方法实现采煤机牵引速度和截割头滚筒转速自适应调节,实现采煤机在不同工况下恒功率作业,提高采煤机的工作效率,延长了截割头的使用寿命,同时保证了截割头产尘浓度的最小化,大大提高了综采工作面的安全性。     

采煤机调高系统模拟加载实验台的研制

针对目前采煤机调高系统试验研究中滚筒加载方式存在的问题,设计了采煤机滚筒调高模拟加载实验台,该实验台可编程,能动态连续模拟滚筒各种煤岩介质截割工况,并实现截割介质机械性质的随机变化。试验结果表明,该实验台性能可靠,模拟载荷变化规律与实际截割载荷情况相似,满足采煤机滚筒调高系统的加载要求。     

采煤机传动系统变负载工况下的截割响应特性分析

为了研究采煤机传动系统在变负载工况下的截割响应特性,建立了截割电动机、齿轮传动系统和采煤机截割滚筒截割部传动系统动力学分析模型,并且以电动机输出转速作为驱动,以截割滚筒所受的转矩为负载,研究了采煤机传动系统在遇到比如截割负载突变、稳定工况负载、牵引速度变化工况下截割部的响应特性.研究表明:传动系统负载突变或者是牵引速度...     

基于扩展截割路径的采煤机端头记忆截割方法研究

对采煤机进行基于扩展截割路径的采煤机端头记忆截割方案设计,从控制流程、系统组成及设备选型方面进行记忆截割系统搭建,并以控制记忆单元点的方式对采煤机牵引速度、滚筒调高信号进行简化数据收集,确保记忆截割数据的高效精确性。通过试验表明,截割轨迹控制精确,采煤机设备运行平稳。     

注塑机电液控制系统能量效率对比研究

在同一注塑机上,对采用异步电动机驱动定量泵、变转速异步电动机驱动定量泵、异步电动机驱动变量泵、变转速异步电动机驱动变量泵、交流伺服电动机驱动定量泵,5种电液控制方案加工同一制品的能量效率进行理论分析和试验对比。建立不同控制回路电动机和液压泵功率传输数学模型,绘制出能量特性曲线,分析对比注塑机工作在保压和冷却工况下,液压系统和电动机驱动系统功率消耗。研究结果证实,在部分负载和空载工况,异步电动机驱动定量泵系统存在大的溢流、节流损失,效率低;在此基础上引入变转速控制,包络系统所需的流量,可减少电动机功率消耗,提高系统效率,能量效率与异步电动机驱动变量泵相当;异步电动机驱动变量泵系统,可完全消除液压系统的溢流损耗,但电动机仍存在较大的空转损耗,在此基础上引入变转速控制,使电动机输出功率与液压负载相匹配,可进一步提高能量利用率26.5%;研究也表明,采用交流伺服电动机驱动的定量泵系统能量效率最高,较异步电动机驱动的定量泵系统节能88%,并且结构简单、动态性能好。     

实验载荷下采煤机截割部牵引方向动态特性分析

针对实际过程中采煤机截割部的载荷冲击大、振动剧烈的问题。综合考虑了采煤机摇臂的自身特性,以及将调高油缸的支撑特性,并依据胡克定律对其等效刚度进行了描述,建立了采煤机截割部竖直方向上三个自由度非线性动力学模型。将实验采集得到的原始数据,通过小波分解数据处理方法,对其干扰信号进行了降噪重构。以实验测试得到的滚筒截割载荷作为激励,分析了不同举升角下采煤机截割部牵引方向的动态特性。结果表明:滚筒的振动波动较大,驱动电机的振动波动较小,随着采煤机举升角的增加,截割部各部分的振动位移逐渐增大,并且振动位移的波动逐渐变大,当举升角为17°时,滚筒的振动位移均值分别为26.102 mm,最后通过实验对模型结果进行了验证。     

采煤机变速切割控制技术的研究

通过对采煤机现有降低作用在截割滚筒上的负载冲击方法缺点的研究,结合长期工作经验及变速控制理论,提出"应先降低采煤机的牵引速度,将截割阻力对滚筒的冲击载荷降低,然后提升截割滚筒的转速的采煤机变速切割控制技术",建立了控制变速调节的直接转矩控制的数学模型,并对其进行仿真分析。分析结果表明:采用基于转矩控制的采煤机变速切割控制技术,能够在确保作用于采煤机截割滚筒上的冲击载荷不影响采煤机工作可靠性和稳定性的情况下,提升采煤机的工作效率。     

基于模糊PID的采煤机调高控制方法研究

针对滚筒采煤机摇臂的调高液压系统控制方法进行研究。根据滚筒采煤机调高机构的实际工作原理和工况条件对调高机构运动学进行分析。建立调高机构非对称阀控缸数学模型,为调高机构控制器的控制对象。使用模糊自适应PID算法对采煤机调高机构进行控制研究。研究结果表明,研究的基于模糊PID算法的采煤机调高控制方法相对常规PID控制算法控制下,油缸活塞目标和实际位移误差更低。     

采煤机截割滚筒自适应液压调高系统设计

采煤机截割滚筒的自适应调高对煤矿井下综采工作面的自动化和高效化生产有着重要的影响,该文提出了一种采煤机截割滚筒自适应液压调高系统的实现方法,该方法能够解决采煤机摇臂在正常工作中根据煤层厚度的变化进行自动调高的问题。     

基于模糊控制实现采煤机的自动化调速控制

针对采煤机截割滚筒负载变化导致其牵引速度不能够得到实时、智能化控制的问题,在对采煤机基本结构和变频调速原理分析的基础上,基于常规步骤和流程完成模糊PID控制器的设计,并通过MATLAB软件完成模糊PID控制器中3个环节参数的整定。对比PID控制器和模糊PID控制器的控制效果,表明模糊PID控制器可实现对采煤机牵引电机的平滑调速。     

不同运行参数对采煤机负载的影响分析

为了合理选择牵引速度,保证截割滚筒所受到的负载在整体趋势上保持一定的平稳性,从而优化采煤机的运行参数,实现煤矿的高效开采,通过对不同牵引速度下采煤机所受到的负载作用仿真分析可知,在牵引速度较小时,截割滚筒所受到的负载较小,截齿的工作能力没有充分发挥,采煤效率低;牵引速度过大时,截割滚筒所受到的负载较大,且存在较大的波动,容易造成截齿的磨损,甚至破坏.     

滚筒截齿对采煤机截割部工作可靠性的影响研究

运用MATLAB软件编制了含硫化铁结核工况下的采煤机滚筒瞬时负载变化规律生成程序,并模拟采煤机滚筒缺齿时的瞬时负载情况,发现缺齿时滚筒受力增大22.37%,载荷波动系数平均增大21.63%。利用ADAMS、ANSYS软件建立采煤机截割部刚柔耦合虚拟样机系统,将得到的两套滚筒瞬时负载文本文件分别导入到虚拟样机系统中进行仿真,分析出滚筒缺齿对采煤机截割部影响巨大,甚至导致截割部行星传动系统的强度、动态刚度不足,进而影响采煤机使用寿命。     

采煤机摇臂智能调高控制系统设计与功能实现

针对采煤机在实际生产中需要根据煤层条件对其摇臂的截割高度自适应的调节控制的要求,结合采煤机当前自动调高系统的控制需求,完成了采煤机关键器件的选型设计;并结合采煤机摇臂的智能化调高要求提出了PID控制策略,对比传统PID控制器和单神经元PID控制器的控制效果,为今后采煤机摇臂的智能化调高奠定基础。     

采煤机截割参数对截齿受力情况的影响研究

针对某煤炭企业服役中的采煤机存在振动的问题,采用仿真计算的方法,完成了采煤机截割滚筒半径尺寸、工作过程截割滚筒牵引速度和截割滚筒转速变化对截割力的影响规律分析.结果表明,采煤机截割滚筒半径尺寸的变化对滚筒截割齿的作用力影响较小,截割滚筒工作时牵引速度和旋转速度的变化对滚筒截齿作用力影响明显,采煤机工作过程中出现振动问题...     

基于Elman神经网络的采煤机智能调高控制算法研究

为提高采煤机自动调高系统的实时性、跟随性以及稳定性,研究基于Elman神经网络的采煤机智能调高控制算法.通过分析采煤机调高过程,建立采煤机智能调高系统,确定Elman神经网络的输入信号和训练样本,并设计Elman神经网络采煤机智能调高控制算法流程.在仿真环境绘制采煤机滚筒实时位置,基于设计的Elman神经网络算法逼近、拟合采煤机滚筒位置曲线,实时性、跟随性以及稳定性优于BP神经网络算法以及最小二乘算法,提高了采煤机截割滚筒调高控制性能.     

采用新工艺加工调高液压缸活塞杆的深孔

调高液压缸是采煤机截割部实施一次全采高的重要支撑部件,图1是调高液压缸的主要零件活塞杆。     

纵轴式掘进机截割臂升降运动的仿真分析

纵轴式掘进机在垂直升降截割过程中,当截割部运动方向发生变化时,作用在截割头的载荷会发生突变,从而引起升降液压缸载荷和活塞运动速度产生极大波动,进而影响截割头受力和截割臂摆速,降低施工精度和掘进机工作稳定性。为了减小升降液压缸载荷与活塞运动速度在换向瞬间的波动程度,在AMESim中建立纵轴式掘进机升降截割系统物理模型,通过加入PID控制对系统进行仿真,对比分析原有系统与PID控制系统升降液压缸在运动方向发生变化时液压缸载荷、活塞运动速度和压力的响应特性。仿真结果表明:PID控制系统与原有系统相比,波动幅度降低,调节速度快;采用PID控制能够有效提高截割部在变换截割方向时压力和速度的控制精度,稳定性好,适应能力强,对掘进机截割臂摆动自动控制具有重要意义。     

截齿排列方式对采煤机工作性能的影响

应用Matlab软件开发了顺序式、棋盘式排列的采煤机螺旋滚筒负载计算程序,得到了滚筒截煤及含夹矸煤层的瞬时负载曲线、相应的切削图及块煤率。建立了不同截齿排列方式的采煤机的刚柔耦合模型,并针对10种典型工况进行了可靠性分析。研究表明:采煤机滚筒采用棋盘式排列截割坚固性系数为3.11的无夹矸煤时,牵引速度可以达到9 m/min。与顺序式相比,平均截割比能耗降低17.8%,方正率提高21.9%,煤的切屑面积将提高1.85倍;而采用顺序式截齿排列方式时,输出轴应力超过许用应力,可靠性不高;而当采煤机截割含夹矸煤层时,应首选顺序式滚筒,以减少单齿受力,使截割工作稳定可靠。通过对顺序式排列滚筒叶片螺旋升角的优化,确定了其最佳螺旋升角为9°。