基于多传感特征信息融合的采煤机截齿失效诊断

针对采煤机截割头截割过程中截齿失效状态不易在线识别的难题,提出了一种基于多传感特征信息融合的采煤机截齿失效诊断方法。通过测试采煤机不同磨损程度状态的截齿在截割过程中的振动信号以及声发射信号,建立截齿损耗和失效的信号特征数据库,采用基于最小模糊隶属度优化模型的多传感信息融合方法诊断采煤机截齿的磨损及失效状态。实验结果表明诊断结果的准确率可达95%以上,证明采用此方法可实现对采煤机截齿磨损程度及失效状态的实时精确诊断。研究结果对及时发现和更换失效截齿、提高采煤机截割头的工作效率和使用寿命具有重要意义。     

采煤机截齿的选材与制造分析

分析了采煤机截齿失效的工作原理及其形式,探讨了截齿材料的种类和性能,研究了截齿的制造工艺,尤其是截齿的表面处理工艺。通过对截齿材料表面进行处理,有利于提升其使用寿命,加强其耐磨性和机械强度。     

采煤机滚筒镐型截齿的失效分析及研究

针对滚筒采煤机中镐型截齿的工作过程,采用有限元分析的形式对其应力及变形进行分析,确认其最大应力及变形的位置,以及容易引发截齿的磨损及失效.针对截齿的失效形式,提出了一系列的改进措施,从而提高截齿的寿命和可靠性,保证矿井开采的效率.     

煤矿用截齿失效研究现状及发展趋势

为了充分认识和高度重视截齿的失效问题,通过对截齿的失效分析,提出截齿失效的主要形式是磨损,并进行了相应的对策探讨,对提高截齿的耐磨性和延长使用寿命提出了具体建议,为截齿的研制工作提供了参考。     

提高截齿寿命的措施

截齿的工作环境恶劣，承受的截荷较大，使用寿命较短，文中针对悬臂式巷道掘进机截割头镐形截齿的失效形式，进行了失效原因的分析，应用截齿运动学和力学分析研究的理论，结合实际给出了提高镐形截齿寿命的措施。     

基于LS-DYNA不同硬度煤壁下掘进机截齿强度研究

以不同硬度煤壁下截齿的强度为研究对象,针对掘进机截煤的真实载荷难以提取及负载特点不易规律化的问题,应用LS—DYNA建立了柔性截割头截齿的三维模型,应用光滑质点动力学原理构建煤壁的本构关系。通过对三种坚固性系数,煤壁下截齿截割过程进行模拟,得到掘进机截齿合金头处的应力动态数据及其统计数据。模拟结果显示：齿体合金头的应力集中现象较明显,当7〈f〈12时,应力峰值介于362-622MPa之间,符合强度特性,失效机理是疲劳失效;所得结论为研究截齿失效、增加其使用寿命提供了科学依据。     

采煤机截齿失效形式及对策探讨

为了提高煤炭开采效率及采煤机的使用寿命,分析了截齿的失效形式及原因,阐述了截齿失效造成的影响,针对截齿在不同地质条件下的选择、研发设计、制造工艺和使用进行了对策探讨,并提出了通过合理选择截齿类型及几何参数、优化截齿安装角及叶片螺旋升角、应用摩擦学理论、使用新型截齿材料、进行表面强化、加强工人操作规范等措施提高截齿的质量,为截齿的生产提供参考依据。     

BP神经网络在截齿合金头失效识别中的应用

为实现采煤机截割过程中截齿合金头失效形式的监测和识别,提出一种基于BP神经网络的多特征信号识别截齿合金头失效形式的方法。测试提取截割过程中合金头龟裂、合金头脱落、合金头崩刃和合金头严重磨损4种截齿x,y,z三个方向上的振动特征信号和截割电机电流特征信号,选取特征值信号的最大值、均值和方差作为特征样本对BP神经网络进行学习和训练,建立截齿合金头失效形式的识别模型,实现截割过程中截齿合金头失效形式在线监测与准确识别。实验结果表明,BP神经网络的判别结果和测试样本的实际失效类型相符,能够对截齿合金头失效形式进行准确识别,为实现采煤机截齿在线监测和失效形式识别提供新的方法和手段。     

横轴式铣挖机截齿更换规律与分区特性

以赵家湾隧道铣挖法施工工程为依托,介绍了截齿在铣挖鼓上的排列方式.通过对截齿位置进行编号、分类和现场截齿更换统计,研究了英国和德国铣挖机截齿更换规律和失效位置分区特征,得到两者截齿磨损的差异.最后从截齿的制作工艺、选择与安装、截割等方面提出一些建议,从而提高截齿使用寿命和铣挖机性能.     

新型组合式镐型截齿结构改进与仿真分析

为了提高截齿的使用寿命及经济性,借鉴有关经验,在采煤机镐型截齿的基础上提出了一种采用组合形式的新型镐型截齿;通过理论计算初步确定了镐型截齿采用组合式结构时的重要结构参数,加工工艺上拟采用包铸和钎焊相结合的方式进行生产加工;然后在Solid Works软件中建立三维模型,并应用有限元软件Workbench对改进后的组合式镐型截齿进行不同工况下的静强度分析和疲劳分析。结果表明:新型组合式镐型截齿在不同工况下连接处的应力、应变值较小;组合分段处的疲劳寿命及安全系数较大,疲劳损伤较小,说明在其他部位失效前组合分段处不会发生强度失效,即新型组合式镐型截齿在理论上是可行的。     

基于Pro/E5.0软件的截割头设计

截割头是掘进机的工作机构,其主要的失效原因是截齿的损坏,因此对截齿进行科学合理的定位尤为重要。笔者在Pro/E 5.0软件环境中,利用骨架模型和族表等功能,对截齿座的各个定位参数进行调整控制,便于产品优化和载荷计算。     

采煤机滚筒截齿最优参数的研究分析

为了提升采煤机滚筒的截割性能,以采煤机滚筒为研究对象,通过理论分析对滚筒的受力情况进行研究,为后续的数值模拟研究作出铺垫。利用数值模拟软件对不同截齿安装角度及不同截齿距下的截割过程进行分析,绘制截齿的受力曲线,并利用matlab计算出不同截齿安装角度及不同截齿距下的合力标准差及均值,找出了最佳截齿安装角度45°及最佳截齿距70 mm,为类似的研究提供借鉴。     

基于图像处理的对掘进机截齿磨损率的研究

为了研究截齿的磨损率,利用图像处理技术进行截齿磨损试验研究。用CCD摄像机获得完好截齿和磨损截齿的视频段,然后用Matlab读取图像并对其处理,利用统计学的方法,快速计算出两个截齿的平均面积,从而得到截齿的磨损率。该方法具有简单、准确、方便、快捷的特点,这对工作过程中及时采集截齿信息及改进截齿有重要的现实意义。     

复合莫氏锥度联接的金刚石截齿抗压性能研究

针对目前截齿存在的合金钢齿体易磨损造成的截齿齿头脱落失效问题,提出复合莫氏锥度联接的截齿新结构。应用ANSYS有限元软件,对复合莫氏锥度联接结构的金刚石截齿在单一正压力载荷作用下的抗压性能进行了有限元分析。结果表明,在普通结构截齿上复合莫氏锥度联接结构对PCD层的抗压性能影响不大。在齿头锥孔底部端面与钢制齿体锥台根部端面之间的间隙,采用焊料填充焊接可提高截齿在静载荷作用下的抗压性能以及抗齿头脱落性能。莫氏锥度结构中,锥体尺寸变化对齿头锥孔和齿体锥台的应力影响不大。     

采煤机截齿分析与优化

基于采煤机截齿破煤原理,列举了采煤机截齿失效形式,并根据采煤机力学分析,对截齿的载荷和受力进行了分析,利用模拟软件对采煤机的结构进行仿真模拟,进一步优化采煤机的结构。对比优化前后相关参数,采煤机的工作性能大大提升,延长了采煤机使用时间。     

高压水射流辅助掘进机截齿截割实验研究

高压水射流辅助掘进机截齿破岩能有效降低截齿受力,在分析适合掘进机截割头水射流配置方式的基础上,建立水射流辅助截齿破岩试验台,选定水射流前置式、后置式、中心式三种方式进行辅助破岩实验,分别得到不同水压下的截齿受力减小率和载荷方差,研究表明前置式和中心式射流辅助破岩效果好,后置式射流效果较差,当水压为40MPa时,三种方式截割力分别减少10.97%、13.67%和1.86%,载荷振动都有一定改善。三种截齿中,射流前置式截齿在低水压区出现截割力增长现象;射流中心式截齿旋转密封件易失效,齿尖易磨损;射流后置式截齿截割后,截槽破碎效果最好,可为后一个截齿截割提供便利。     

基于ANSYS/LS_DYNA的掘进机截齿截割煤岩动力学分析

利用ANSYS/LS_DYNA软件建立了截齿和煤岩的有限元模型,应用LS_DYNA的显式动力分析算法,对单个截齿截割煤岩的动力学过程进行了模拟,得到截齿在截割煤岩过程中受到的动态力变化曲线及煤岩的应力云图,对截齿在不同安装角及不同截割速度时,截齿在截割过程中的受力进行模拟,对比分析不同工况下截齿的受力大小,获得最佳的截齿安装角及工作速度,为截割头上截齿的分布及安装提供指导。     

端帮螺旋采煤机钻头截齿磨损性能研究

螺旋钻头截齿磨损性能直接影响端帮采煤机的工作效率及可靠性,文中采用离散元法分别研究螺旋钻头不同截割部截线截齿磨损特性与截齿受力情况;基于Design-Expert对肋板截齿做响应面分析试验,选取截齿安装角度、截齿排列方式、截齿个数为设计变量,以肋板截齿磨损率及颗粒黏结键断裂量为设计目标进行优化设计.结果 表明:端盘及轴毂外圈截线截齿磨损量最大,内圈截线截齿磨损量最小;端盘截齿载荷先有较大起伏,后趋于稳定,轴毂截齿载荷变化稳定;肋板截齿在中间截线处磨损最严重,载荷量最大,两端磨损量、载荷量最小.响应面试验得到设计变量对肋板截齿磨损率及颗粒黏结键断裂量的影响规律及显著关系;肋板截齿最优设计参数为:截齿安装角度为42°,截齿排列方式为棋盘式,肋板截齿个数为6个.     

基于裂纹的截齿破岩力学性能研究*

采用颗粒流PFC2D软件建立镐形截齿截割岩石的离散元模型,通过改变截割角度和截割深度,对岩石颗粒裂纹、截齿载荷以及截齿的综合截割性能进行分析。结果表明：截割角度越大,对岩石的剪切作用越明显,产生裂纹的数目越多,但岩石深处颗粒接触失效较少,不利于裂纹的扩展;随着截割深度的增加,岩石参与截割的部分增大,产生裂纹的数目增多;随着截割角度的减小和截割深度的增加,截割切向力和法向力均增大;截割角度为52°,截割深度为3 mm时,截齿的综合截割性能最佳。讨论仿真模型参数,如颗粒间摩擦因数和颗粒的弹性模量对仿真结果的影响。结果表明：随着摩擦因数和弹性模量的增大,得到的截割力也随之增大,其中摩擦因数和弹性模量对截割力的影响分别为0.48和0.37。研究结果为截齿和采掘机械截割系统的设计以及截割工艺的优化提供了参考。     

重型掘进机截割机构的优化分析

应用Matlab仿真分析软件对截割机构上截齿排布对截割时的动力学特性的影响进行了分析,通过对截齿各排列因素的分析选定以不同的截齿截线间距为研究对象[1],根据现有截齿的截线等间距分布规律及截齿截割作业时的截割规律设置优化后的截线间距为由前到后逐渐增加,使截线的间距分布规律和截割机构截割作业时的截割阻力分布规律及截割作业时的煤层的压张效应相符合,从而分析优化前后的截线间距。该优化方案极大地提升了掘进机掘进作业时的稳定性,减轻了截割作业时对截齿的磨损,增加了掘进机截割机的使用寿命。