双盘式磁力耦合器转矩特性的研究

以双盘异步式调速型磁力耦合器为研究对象,基于洛伦兹定律推导出转矩的数学表达式,并利用Ansoft Maxwell对双盘式磁耦合器的瞬态进行仿真分析,验证了该数学表达式。同时研究不同工作气隙、永磁体数量、转差和铜盘厚度对磁力耦合器输出转矩的影响。结果表明,选择合适的永磁体数量和适当减小气隙有利于提高耦合器的输出转矩;转差和铜盘厚度的增大会使输出转矩先达到峰值,再逐渐减小,为调速型磁力耦合器的优化设计提供参考。     

异步式磁力耦合器气隙改变对转矩影响的分析研究

为了研究气隙对异步式磁力耦合器传递转矩的影响,对10极盘式异步式磁力耦合器进行分析,首先利用理论层模型找出磁力耦合器的气隙与转矩大小的关系,然后利用Maxwell软件,对10极异步式磁力耦合器进行扭矩仿真分析,找出气隙改变对磁力耦合器转矩的影响;最后通过仿真结果得出:随着气隙的增大,磁力耦合器的转矩会不断减小,并且在6～15 mm时,转矩减小较快,在15～30 mm时,转矩减小较缓。为井下磁力耦合器气隙范围选择提供一定的参考。     

矿山爆破振动载荷下框架结构的动力响应分析

针对矿山爆破振动对邻近建筑结构的影响,对现场的爆破振动进行了监测,运用动力有限元法建立了包括确定爆破激振力的作用位置、大小和时程特征等爆破加载模型。采用ANSYS/LS-DYNA软件分别将爆破振动波输入建筑结构模型进行数值计算,通过建筑结构在爆破载荷作用下的结构自振周期随阶数变化和加速度、速度和位移时程曲线及各楼层测点的加速度放大系数的变化,分析了某矿办公楼对爆破振动的动力响应情况。研究结果表明:在模态4阶之前自振周期下降较快,5、6阶比较平稳,7阶后自振周期缓慢变小并趋于平稳,且模型的高阶振型出现扭转效应。随着楼层增加框架结构对矿山爆破振动响应的加速度增大的趋势。     

输入转速不一致对机电短程截割传动耦合轮系动态特性的影响

为解决采煤机截割部摇臂箱体变形导致传动系统失效的问题,提出了由多台电动机、耦合轮系和行星轮系构成的机电短程截割传动系统。耦合轮系汇集多台电机的动力,其动态性能影响系统的承载能力和使用寿命。分析了引起耦合轮系输入转速波动且不一致的原因,在输入转速波动且相位差恒定的情况下,通过仿真研究了输入转速不一致对耦合轮系动态特性的影响规律。机电短程传动系统中的制造装配误差、多台电机转速响应的差异等因素可使耦合轮系输入转速波动且不一致。输入转速波动且不一致使耦合轮系的动态啮合力出现低频波动,且各个传动路线中的动态啮合力的相位不同;随输入转速不一致程度的增加,动态啮合力波动幅度增加。动态啮合力的低频波动使得作用在主动齿轮上的载荷出现低频波动,影响主动齿轮的切向和径向振动加速度;输入转速不一致程度由0增加至0.005时,切向振动加速度增大11.89 m/s2,径向振动加速度增大7.07 m/s2,输入转速不一致对切向振动加速度的影响更大。进行了机电短程传动系统的动态特性实验,耦合轮系存在输入转速波动且不一致的现象,测得的耦合轮系输入轴振动加速度的时域特征与仿真结果的相近,振动加速度幅值谱的主要频率成分与仿真结果的相似,验证了仿真结果的合理性。     

矿用限矩型磁力耦合器有限元仿真与试验

矿用限矩型磁力耦合器是一种适合于煤炭行业应用的驱动连接技术。为了研究限矩型磁力耦合器的转差、空气间隙对输出转矩的影响,通过利用有限元软件建立限矩型磁力耦合器的三维有限元模型,得到输出转矩特性。通过搭建限矩型磁力耦合器试验平台,验证了有限元仿真结果的准确性。     

矿用潜水泵高功率密度永磁同步电机极槽配合选择分析

永磁同步电机的极槽配合是影响电机齿槽特性和电磁特性的重要因素之一,而齿槽转矩和反电势谐波会产生振动和噪声,严重时会提高电机温升。为了保障矿用潜水泵进行煤矿水害应急救援时设备运行的安全性和稳定性,以132kW永磁同步电机为对象,重点研究了削弱齿槽转矩和含有较少反电势谐波的极槽配合选择原则,首先分析了齿槽转矩的产生机理,并推导了齿槽转矩的解析表达式,分析极槽配合对齿槽转矩的影响,提出削弱齿槽转矩的极槽配合选择原则;然后提出了三种常用极槽配合方案,分别建立永磁同步电机的有限元仿真模型,分析得出反电势中的谐波分量和幅值,得出谐波含量最少、反电势波形更趋近于正弦波的极槽配合方案;最后仿真三种方案的齿槽转矩,验证之前提出削弱齿槽转矩选择原则的正确性。综合以上两种结果,分析对比得出矿用潜水泵高功率永磁同步电机极槽配合的方案。     

基于永磁涡流传动的长距离带式输送机启动特性研究

针对矿用带式输送机启动过程易出现打滑、淤带和断带等问题,基于永磁涡流传动技术,将双盘式磁力耦合器作为带式输送机的驱动装置,建立双盘式磁力耦合器动态数学模型,运用AMEsim软件搭建带式输送机系统仿真模型,设置启动时间分别为60、80和100 s,采用Harrison控制曲线启动时,研究带式输送机满载启动时机头、机尾部输送带的速度特性和张力特性,张紧装置位移特性以及双盘式磁力耦合器调速气隙特性,仿真结果表明:当启动时间为60 s时,带式输送机输送带速度波动大,动张力明显,尾部输送带最大张力达到29 kN,启动过程不平稳;双盘式磁力耦合器调速时,气隙变化与带式输送机启动速度变化趋势相反,启动过程气隙从22 mm减小到4 mm;当启动时间为80 s和100 s时,带式输送机启动过程相对平稳,速度和张紧装置位移波动小,尾部输送带张力波动幅度分别为5 kN和3 kN;带式输送机启动过程存在最佳启动时间,继续延长时间,对带式输送机启动特性影响越来越小,80 s可作为合理启动时间。     

齿轮-轴系耦合系统动力学特性有限元分析

采用三维实体单元有限元法,建立了某齿轮-轴系耦合系统动力学有限元模型,计算了考虑齿轮啮合接触的齿轮系统的固有频率和模态,分析了内部激励作用下耦合系统的非线性动力响应,研究了耦合系统的位移、速度和加速度响应。结果表明,耦合系统的第1阶固有频率远高于齿轮传动系统的工作频率,耦合系统中出现了多阶派生耦合振型。功率频谱呈连续分布,转子系统呈现典型的非线性振动特征。系统位移的最大值出现在1阶固有频率附近,而速度和加速度的最大值出现在高阶固有频率附近。     

爆炸振动频率对地下硐室动应力集中系数和振动加速度的影响研究

参考模型试验结果,利用波的函数展开法,推导出了应力波作用下的不规则硐室应力、位移表达式;给出了动应力集中系数和振动加速度分布规律,分析了爆炸振动频率对动应力集中系数和振动加速度的影响情况,得出了随着振动频率的增加,动应力集中系数、径向和切向振动加速度都相应增大,但对振动加速度比对动应力集中系数影响程度大的结论。     

基于Ansoft Maxwell的永磁磁力耦合器磁场分析

永磁耦合器能实现电动机和风机、泵类负载间的无机械连接传动,不仅具有调速性能,而且能实现隔振、软启动、软停止,可以适应恶劣环境。通过三维绘图软件绘制永磁磁力耦合器的传动部件,将模型导入Ansoft Maxwell软件进行三维静态场以及瞬态场的有限元分析,得出永磁耦合器传动部件在不同气隙下,转差和关键部件的磁密分布、电涡流密度、轴向力、输出转矩的关系,为磁力耦合器的设计制造提供理论依据。     

开关磁阻电机径向电磁力解析建模及有限元分析

在考虑磁饱和与开关磁阻电机实际定转子极弧不等宽的前提下,结合麦克斯韦张量法和磁路法,推导建立一套能直接应用于开关磁阻电机定、转子极弧相等与不相等两种情况下的径向力的通用解析模型。该模型符合实际开关磁阻电机结构及运行特点,为开关磁阻电机结构优化设计、电磁振动和噪声的预测和控制提供了理论参考。以1台样机为例,将解析模型的计算结果与三维有限元分析结果进行了对比,验证了所建解析模型的有效性。     

基于刚柔耦合模型的双螺杆压缩机动力学特性分析

针对双螺杆压缩机工作过程中振动剧烈以及噪声问题,基于模态叠加法建立螺杆转子的刚柔耦合模型,通过柔性化理论以及碰撞理论对螺杆转子进行动力学分析。得到转子变形、应力、啮合力以及转子质心的变化规律,对转子结构设计优化有一定参考价值。     

风机中调节方式的改造

介绍了煤气风机采用液力耦合器和电磁阀相结合自动控制和调整500 kW煤气风机转速,此方法以初冷器前吸力值的大小,通过变送器反馈给电磁阀和液力耦合器,实现500 kW煤气风机的吸、压力自动调节。不但比改造前传统的"大、小循环"方便、稳定,而且节能、环保、低噪音。     

Vibration measurement and modal analysis for tunneller

In this paper, the method of vibration measurement and modal analysis for AMS0 Tunneller machine is presented. When the machine was used for cutting man-made coal bed and real coal bed, the vibration of the machine was measured and the results of signal analysis show that the vibration characteristics under the two kinds of working situations are similar. The modal model of the machine is established, and then, the intrinsic vibration characteristics of AMS0 tunneller are investigated by means of the method of experimental modal analysis. The vibration response simulation under a set of loading spectra measured is carried out by force response simulation software.     

矿用重载双列圆柱滚子轴承振动特性研究

针对振动噪声对矿用重载双列圆柱滚子轴承疲劳寿命影响较大的问题,以矿用重载NN3040双列圆柱滚子轴承为研究对象,分析了矿用重载双列圆柱滚子轴承模态特性;以模态振动频率为加载条件研究了矿用重载双列圆柱滚子轴承振动速度、加速度等振动特性。仿真及研究结果表明:不同模态阶数下,矿用重载双列圆柱滚子轴承振动频率、振型不同;矿用重载双列圆柱滚子轴承不同零件受载不同,轴承振动速度、振动加速度不同。该研究为矿用重载双列圆柱滚子轴承振动噪声减小、疲劳寿命的提高等方面提供理论依据。     

煤矿轴流风机轮毂及外壳有限元分析

在进行煤矿轴流风机设计的过程中,针对风机主要受力部件轮毂及外壳采用有限元分析方法进行了模态分析,主要分析其变形及振动特性。通过在矿井通风机设计过程中将有限元仿真方法应用到风机部件强度及振动特性分析中,提高了设计的可靠性,具有重要的指导意义和应用价值。     

煤岩微弱电磁信号的噪声源识别及去噪方法

煤岩破坏可以产生电磁信号,分析其信号特征对于准确预测煤岩动力灾害有着重要作用,然而当破裂信号较为微弱时,外界干扰因素会对结果分析产生极大影响。为此,在分析实验条件下煤岩受载电磁信号的噪声来源及其各自特征的基础上,提出了循环带阻滤波、基于白噪声统计特征及经验模态分解(EMD)的均值滤波、基于模态分量自相关函数频谱的准周期特征识别及带阻滤波等方法,对不同源头的噪声进行了自动识别及去噪,同时,在信号源未知的情况下提出了评估去噪效果的噪噪比(NNR)方法。结果表明:基于分源去噪方法而得出的型煤电磁信号噪噪比仅为0.136 6,明显优于单一的小波及EMD去噪方法,表明分源去噪方法在煤岩受载微弱电磁信号去噪中有着良好的应用效果。     

不规则分层地层中电磁波透地传输的衰减特性

分层地层对透地通信电磁波的传播特性有重要影响。现有的研究主要是基于规则分层地层模型对电磁波透地传播特性进行分析,但分层地层往往是不规则的。为此,基于所建立的不规则分层地层模型,将分层地层模型分界面抽象为平面、正斜面和负斜面。根据电磁波入射角与分层地层倾斜角的几何关系,推导了电磁波在不规则分层地层中正向和反向传播时电场强度和磁场强度的衰减情况。仿真表明分层地层的不规则性与电磁波进入分层地层介质的先后次序均对电磁波的传输衰减有重要影响。虽然电场强度和磁场强度随着透地距离的增加都显著地衰减,但电场强度和磁场强度的衰减特性并不相同。此外,无论是对电场还是磁场,由于在分层地层分界面电磁波都要产生反射,因此,电磁波在进入到另外一层媒质时电场强度和磁场强度都会产生一定程度的突变衰减。     

3种环形拼接磁系磁场特性的Magnet仿真分析

针对现有永磁辊式磁选机存在的漏磁严重、磁场强度低等突出问题,提出了3种环形拼接磁系--轭铁锥尖环形拼接磁系（YC）、轭铁圆面环形拼接磁系（YR）和无轭铁环形拼接磁系（NY）,并采用Magnet软件仿真研究了它们的磁场特性。结果显示,3种磁系的近表面周向磁场强度极大值、近表面周向磁场梯度、径向磁场强度初始最大值和径向磁场作用力初始最大值均按YC→YR→NY的顺序递减,而径向磁场强度的作用深度和径向磁场作用力的作用深度则分别按YR→NY→YC和YR→YC→NY的顺序递减,从而反映出轭铁可有效聚磁,减轻漏磁现象,其中具锥尖结构的轭铁聚磁效果更为显著但影响磁场作用深度。根据仿真结果,可知YR的综合磁场特性最佳,YC其次,NY第3。     

基于变分模态分解和粒子群算法的微震信号降噪方法

为从含噪微震信号中提取有效信息, 并准确识别岩体破裂信号和爆破振动信号, 提出了基于粒子群算法和小波阈值去噪的改进变分模态分解方法。该方法利用粒子群算法实现模态数量和惩罚因子的最优取值, 以最优参数对微震信号进行变分模态分解, 再对由高频噪声主导的模态分量进行小波阈值去噪, 将去噪后的高频信号分量与原先的低频信号分量进行重构, 实现信号降噪。经验证, 该方法相比集合经验模态分解和单纯的变分模态分解方法具有更好的降噪效果。以该方法对200组岩体破裂信号和200组爆破振动信号进行去噪, 以第一模态分量能量占比50%作为区分爆破振动信号和岩体破裂信号的依据, 识别成功率达到97.25%, 证实了此识别方法的准确性。