应用于深海钻机的光电复合缆动力特性研究

为了分析出深海钻机光电复合缆缆的动力特性,从而给光电复合缆的姿态研究和收放缆控制提供可靠依据,将光电复合缆离散成有限个集中质量点,对每个集中质量点进行受力分析,应用牛顿运动定律建立数学模型。利用MATLAB程序计算出了各个集中质量点处的拉力值。得到了不同深度和不同定位半径下缆绳上张力的分布情况。结果表明:利用集中质量法分析出应力分布,可以为光电复合缆的姿态研究和收放缆控制提供可靠依据。     

首台铠装光电复合缆供电的深海岩芯钻机取样成功

由长沙矿山研究院研制,安装在“大洋一号”科考船的我国首台采用铠装光电复合缆供电的深海岩芯钻机,要执行大洋DY115-21调查任务中,从2400多米的洋底钻得合格含矿岩芯样品,标志着我国大洋调查装备技术水平取得了新突破,跃上了新台阶。新一代深海岩芯钻机在国内首次利用铠装光电复合缆供电较采用电池供电的深海岩芯钻机钻岩速度提高约2倍、钻深能力提高约三分之一,可同时传送多路水下监控图像,且图像清晰度较高,能大幅提高海上作业效率,并为今后同类设备使用铠装光电复合缆供电奠定了良好基础。首台铠装光电复合缆供电的深海岩芯钻机取样成功     

光电复合缆供电的深海2米岩芯钻机的研制

深海浅地层岩芯取样钻机是进行深海底地质调查、深海底矿产资源勘探不可缺少的重大技术装备[1]。我国第一台深海浅地层岩芯取样钻机于2003年研制成功并连续多年成功应用。但该型深海钻机由蓄电池组供电,受电池本身性能的影响,存在一些使用限制。本次研发的深海2米岩芯取样钻机采用铠装光电复合缆向海底进行大功率长距离输电和光纤通信,并在我国大洋调查中首次应用。本文介绍了钻机的基本结构与功能、主要技术指标和技术难点、工作原理与步骤、海上试验情况等。光缆钻机的研制成功解决了铠装光电复合缆高压大功率供电、高速数据通讯、多重安全保护系统等关键技术问题。     

首台采用铠装光电复合缆供电的深海岩芯钻机取样成功

日前,从执行大洋DY115-21调查任务的"大洋一号"船又传来好消息,由长沙矿山研究院研制的我国首台采用铠装光电复合缆供电的深海岩芯钻机从2400多米的洋底钻得合格含矿岩芯样品。这标志我国大洋调查装备技术水平取得了新突破,跃上了新台阶。     

基于悬链线和牛顿迭代法的刮板输送系统链长变化量研究

介绍了刮板输送系统链条的悬链曲线线型,推导出用弧长积分的方法计算链条长度的通用公式,阐述了用牛顿迭代法理论求解悬链曲线方程的悬链系数。提供应用工程实例,采用MATLAB软件计算得出不同俯仰角度对应的悬链系数和刮板输送系统的链条长度。对链条长度的变化量进行曲线拟合,并对曲线拟合的结果进行误差分析。分析结果表明拟合的曲线方程完全正确合理,对于链条的精确张紧控制具有指导作用与参考价值。该研究的方法和思路,不仅能够合理地指导设计,提高设计精度,而且为同类型取料机链条长度变化的设计研究提供了理论参考。     

复合缆长度对采矿系统空间形态与动力学行为的影响

以50 m浅海海试为工程背景,基于多刚体离散元法,根据海洋环境、作业要求等建立采矿系统模型,给出了复合缆线缆构形设计方案和采矿系统动力学分析过程。分别对复合缆长度为80 m和100 m的2种采矿模型进行横向联动折返作业分析,验证了线缆构形设计方案的可行性。仿真结果表明,复合缆长度以及水下构形对集矿机在海底的作业有至关重要的影响。     

分体顶梁悬移液压支架回收放顶技术应用

结合鹤煤十矿1303外工作面的地质条件,对工作面终采线的设计、超前护顶以及在工作面回收放顶中分体顶梁组合悬移液压支架回收放顶技术进行了分析,提出了循环回收放顶技术.针对回收放顶作业过程中出现的问题,提出了应对措施.采用循环回收放顶技术,可减轻工人劳动强度,提高安全系数和经济效益.     

基于AMEsim的轨道架线车收放线装置液压系统仿真

以轨道架线车收放线装置为研究对象,利用AMEsim软件建立了收放线装置液压系统模型,通过设置主要参数,实现了液压系统动力学仿真。仿真结果表明,在收线过程中卷筒运行平稳,系统压力越来越小,马达输出扭矩越来越小,符合实际收线情况,为轨道架线车收放线装置液压系统的性能评估和优化设计提供了一条新途径。     

履带式微型海底钻机行驶动力学建模与分析

概述了履带式微型海底钻机组成结构及其作业过程；应用仿真软件Recurdyn建立了履带式微型海底钻机多体动力学模型；开展了底质土力学特性试验研究，构建了深海底质力学模型；进行了履带式微型海底钻机深海底行驶过程动力学仿真。结果表明，在深海沉积物底质条件下，履带式微型海底钻机在行驶过程中存在轻微打滑现象和一定的沉陷量与仰角；深海底质(特别是稀软底质)力学性能显著影响履带式微型海底钻机动态特性；在钻机低速行驶时行驶速度对履带式微型海底钻机动态特性影响较大。     

煤矿用光电复合缆的应用分析

我国矿用电缆产品的正向着大容量、高电压等级方向发展,其光电复合缆技术将成为发展采煤装备自动化和远程监控的核心技术之一。为探讨复合缆技术的安全可靠性,介绍了三种不同性能的煤矿用光电复合缆的应用。从结构、性能两方面对其进行分析,并探讨了其在煤矿推广应用中存在的问题。     

梭车收放缆装置的设计研究

针对煤矿井下梭车布置收放缆装置的必要性,分别从结构组成、电缆参数和卷筒尺寸的确定、收放缆逻辑控制及排缆机构逻辑控制等方面对收放缆装置进行了具体设计和研究。实际应用结果表明:梭车收放缆装置工作安全、可靠,连续使用400 d无故障,极大缓解了现场工人的劳动强度,保障了煤矿的安全生产。     

悬链线法在水平定向钻轨迹设计中的应用探究

铝孔轨迹设计是非开挖水平定向钻施工中一项重要内容。其最优化设计在国内已较成熟,但多数优化设计未从力学方面进行优化设计。针对这一情况,引入悬链线法来优化水平定向钻轨迹设计。通过悬链线法的计算可知,优化后的轨迹不仅有利于降低钻杆回转阻力和扭矩消耗,提高机械钻速,增长管道使用年限,同时与传统设计方法相比较,其计算出的轨迹长度也比传统圆弧轨迹长度略短,表明了悬链线法在水平定向钻轨迹设计上具有一定的优势。     

矿用梭车凸轮式排缆机构的仿真分析

矿用梭车排缆机构的凸轮轴凹槽轮廓轨迹是保证梭车实现整齐有序自动收放缆的基础,设计不合理会引起排缆机构产生较大的振动和噪声,减少寿命。将矿用梭车凸轮式排缆机构适当简化,通过多体动力学软件建立仿真模型进行运动及动力学分析,验证了该机构具有良好的凸轮轴凹槽轮廓轨迹,受力工况最恶劣的滑动滚轴受力情况始终良好。     

深海电机无功功率就地补偿技术研究

许多用于深海的机电设备上都使用三相交流深海电机,需要通过脐带缆从海面支持母船供电。由于深海电机功率因素低,供电脐带缆需要传输大量无功功率,这使得供电电流大幅增加,导致水下设备可用电功率不足、供电缆发热严重及缆端供电电压波动大等问题。解决这些问题的最经济实用的办法就是对深海电机进行无功功率就地补偿。以深海岩芯钻机及其配套的深海电机为例,导出了对深海电机进行无功功率就地补偿的一般理论计算公式,给出了实现该技术的一般方法。试验研究表明,在合适的条件下采用无功功率就地补偿技术,可使电缆供电电流下降30%以上(或者水下可用电功率提高30%以上),电缆沿程发热功率降低50%以上。     

深海海底钻机多支腿依次着底碰撞稳定性分析

受海洋环境因素的影响,深海海底钻机着底过程中支腿依次与海底底质发生碰撞,易造成深海海底钻机的结构破坏或倾覆.针对忽略单组支腿着底过程仅考虑多组支腿均匀着底稳定性分析结果偏差大的问题,采用修正后的线性黏弹性碰撞模型(MLV模型)处理支腿与海底底质的碰撞,建立了2-1着底模式下(2条支腿先着底另1条支腿再着底)3腿支撑式深海海底钻机着底碰撞全过程动力学模型,提出了深海海底钻机着底稳定性评价标准.通过仿真计算,重点分析了钻机初始姿态角和海底底质倾角对钻机着底稳定性的影响,结合单组支腿着底稳定区间和双组支腿着底稳定区间得出2-1着底模式下深海海底钻机着底稳定域,为深海海底钻机选址及后续调平控制工作提供理论支持和操作参考.     

矿用提升钢丝绳松绳长度对下垂量的影响

通过运用悬链线知识,分析研究了矿用提升钢丝绳松绳长度以及松绳保护水平安装位置与下垂量的关系,为拉杆—钢丝拉线式松绳保护装置的设计和安装提供依据。     

轨道架线车升降平台和收放线装置液压系统设计与仿真

以轨道架线车升降平台和收放线装置为研究对象,利用AMESim软件建立了升降平台和收放线装置液压系统模型,通过设置主要参数,实现了液压系统动力学仿真。仿真结果表明,升降平台液压系统响应速度较快,上升和下降稳定性较好;在收线过程中卷筒运行平稳,系统压力越来越小,马达输出扭矩越来越小,符合收线过程中不卡线情况,为轨道架线车液压系统的性能评估和优化设计提供了一条新途径。     

深海海底超深孔钻机支撑稳定性分析

深海海底超深孔钻机在使用过程中,钻机的稳定性极为重要.针对深海海底超深孔钻机支撑稳定性展开分析,提出了深海海底超深孔钻机稳定性系数,分析了钻机稳定性系数与钻机质心位置、钻机及其支撑系统自身尺寸以及钻机设定的海底底面倾角等参数之间的关系.深海海底超深孔钻机支撑稳定性分析表明:在未打开支撑系统的情况下,钻机的稳定性系数为1.47,虽然钻机的稳定性具有一定的安全余量,但建议在钻机着底时就打开支撑系统,以保证钻机使用时更加稳定可靠;在支撑系统打开的情况下,钻机稳定性系数为2.41,但在极端条件下深海海底超深孔钻机的稳定性仍然具有风险,建议适当增加钻机底座和支撑宽度.     

基于弹性悬链线理论的辊间输送带垂度特性的研究

针对输送机两托辊间垂度采用悬链线理论存在的不足,在分析现有辊间输送带垂度平衡方程的基础上,引入输送带弹性模量,建立了变形相容条件的辊间输送带弹性悬链线参数方程,导出了辊间最大垂度的解析解,并通过实例分析和仿真研究,验证了该参数方程及解析解的正确性。研究结果表明:辊间输送带最大垂度与弹性模量呈非线性倒数关系,与辊间距呈非线性平方关系,与输送带张力也呈非线性,张力越大,垂度越小,并进一步导出了基于弹性悬链线的相对垂度及相对垂度限制下的最小张力。     

基于 GK 聚类的深海钻机电池系统故障诊断研究

深海钻机作为深海科学考察的重要装备,保障钻机可 靠运行是保证顺利完成科学考察任务的前提。为了保证深 海钻机电池系统连续稳定地向深海钻机测控系统供电,提出 了一种基于 GK 聚类的深海钻机电池系统故障诊断方法。 利用该方法对电池系统测试数据进行研究分析,通过数据试 验得出,利用 GK 聚类进行故障诊断的准确率为94.4%。研 究结果表明,提出的 GK 聚类故障诊断方法对深海电池系统 有较好的故障诊断效果