实验室测定岩石两种截割性能指标的方法

岩石的截割性能指标是反映岩石抵抗截割能力的重要参数，是设计，选择截割刀具和工作机构以及整个机器的依据。文章介绍了实验室测定岩石两种截割性能指标的装置与方法，并分析了其各自的特点，这对于正确地测定岩石的截割性能有一定的指导作用。     

基于参数识别的截割头纵向随机振动响应优化

为减小纵轴式掘进机截割头的振动,利用Lagrange方法并结合虚拟激励法推导了该型掘进机的纵向运动微分方程,根据Daubechies小波函数多尺度逼近方法和最小二乘法原理,将掘进机在随机激励作用下系统的时变阻尼和时变刚度用多尺度函数的线性组合表示,从而将时变参数识别问题转化为时不变问题。将识别出的刚度和阻尼值作为初始条件,借助鱼群算法以截割头纵向振动的位移响应为目标函数对参数进行了优化。结果表明:参数优化后截割头纵向振动的位移响应的均值下降了18.3%。为验证优化结果的可靠性,利用ADAMS建立了整机的多刚体动力学模型。仿真结果表明,截割头的位移响应变化与理论计算的结果较接近,从而验证了优化结果的有效性。     

镐型截齿与齿座无相对运动时的有限元分析

为了查清掘进机上使用的镐型截齿与齿座无相对运动时的结构强度和应力分布、探究其损坏的原因,建立了截齿、齿座的三维实体模型和有限元模型,通过网格划分、添加载荷与约束,利用计算机模拟获得了截齿和齿座的变形和应力分布云图。分析认为,该工况下截齿的损坏并非强度不够所致,而是由于截齿在齿座中不转动引起偏磨,造成镐型截齿硬质合金的脱落。结果表明,研究结论与实际情况相符。     

不同刨削深度MK型刨刀强度与疲劳寿命研究

为了研究不同刨削深度下MK97-002型刨刀的强度和寿命特征，提出了一种实体模型刨刀刨削煤层过程的仿真方法。采用柔性体材料建立刨刀实体模型，根据无网格光滑质点动力学SPH理论、等向硬化理论、关联流动法则，构建煤层的本构模型，通过对刨刀薄弱位置（刀体和硬质合金头连接处）3种刨削深度刨削过程的仿真，得出该位置的应力变化及其统计值；采用改进雨流法、线性Miner疲劳累积损伤模型对刨刀疲劳寿命进行预测。结果表明，刨刀的应力随刨削深度增加而增加；刨刀的强度接近许用值，其裕量很小；随刨削深度增加，刨刀的累积损伤增长，有效工作时间减少，疲劳寿命降低，刨刀损坏加剧；所得结论与实际情况相符。     

基于人工鱼群算法的螺旋钻采煤机二次破碎率最低的参数优化设计

为了减小螺旋钻采煤机二次破碎率,选择螺旋输送机构的内径、螺旋叶片导程、螺旋叶片升角以及螺旋叶片厚度为设计参数,以螺旋输送机构二次破碎率最低为优化目标,采用人工鱼群算法(AFSA)对螺旋输送机构进行参数优化。优化结果表明,在输送机构外径不变、且保证结构强度与刚度要求和不堵塞等条件下,螺旋钻采煤机的二次破碎率减少了11.56%,煤流循环系数降低了3.65%。     

滚筒式采煤机截齿排列参数化设计系统的研究

为解决采煤机滚筒截齿排列设计水平低、研发周期长、截割性能差等问题,给出了截齿排列方式及其参数确定方法.利用MATLAB GUIDE语言编程,开发了采煤机滚筒截齿排列参数化设计系统.该系统通过输入设计参数便可设计出滚筒的多种截齿排列方案,利用截割顺序图、切屑图以及滚筒载荷图可判断设计方案的合理性.通过实例,对常用三头螺旋滚筒的2种截齿排列方式进行模拟分析,结果显示:畸变1式截割性能优于畸变2式.研究表明,该系统可提高滚筒设计质量,设计方案直观,设计结果可定性、定量分析,为设计质量好、性能佳的采煤机滚筒奠定了基础.     

采煤机滚筒参数对工作面温升影响的研究

针对采煤工作面的温度对工人健康、设备使用性能和煤炭生产安全的重要性,利用所建立的采煤机设计参数与工作面温升之间关系的数学模型,模拟分析了滚筒主要参数对工作面温升的影响.结果表明,滚筒的宽度和转速对工作面温升的影响较大,滚筒转速对工作面温度影响最大,滚筒宽度变化使工作面温升明显.所得结论为合理确定滚筒参数、进一步改进滚筒设计、降低工作面温升、改善采煤工作面的环境提供了理论基础.     

不同工况下滑行式刨煤机的动态仿真研究

为研究不同工况下滑行式刨煤机的动态性能，利用拉格朗日第二类方程建立了滑行式刨煤机纵向刨削时的动力学模型，利用计算机仿真得出刨煤机在往复运动、倾斜工作面、中部槽有转角的工况下刨头速度和刨链受力变化的曲线，并对其波动情况进行了分析。结果表明：刨煤机在上述复杂工况下，刨头速度和刨链松、紧边拉力变化很大，产生的波动将加剧刨头振动，使刨煤机的可靠性和使用寿命降低。     

基于Proe/Adams的纵轴式掘进机虚拟样机建模

基于Pro/e的变量化设计和实体造型技术,实现了纵轴式掘进机各组成部分的建模及装配,建立了纵轴式掘进机的三维实体模型,讨论并确定了截割头空间载荷和履带-地面载荷的计算方法,完成了Adams/view软件操作环境和虚拟样机分析的前处理过程,建立了纵轴式掘进机的虚拟样机模型,为研究纵轴式掘进机整机的动态特性奠定了基础.     

基于MATLAB-GUI的横轴式掘进机截割岩石的载荷模拟分析

通过建立横轴式掘进机截割头载荷模型,编制Matlab程序,利用Matlab的gui功能,设计了截割头载荷模拟的人机界面系统,对国产某型横轴式掘进机截割岩石的载荷进行了模拟,为了解掘进机截割硬岩时截割头的载荷,转矩及功率的大小与变化、掌握掘进机对岩石的适应性、确定横轴式掘进机的截割能力提供了方便.