部分断面掘进机截割头截割性能研究

截割头是掘进机直接实现截割功能的关键部件,其设计在一定程度上直接决定了整机的性能。采用混凝土制作煤岩,对自制煤岩进行单轴压缩试验,确定其抗压强度和弹性模量。针对掘进机截割煤岩过程的复杂性,以部分断面掘进机截割头为研究对象,基于单轴压缩试验所确定的物理参数,利用动力学有限元软件LS-DYNA建立截割头截割煤岩过程仿真模型,探讨了截齿切削角和旋转角对截割载荷、载荷波动和截割比能耗的影响规律。由仿真结果可知,当截齿的切削角在48°~50°范围,旋转角在12°~16°范围时,截割头的截割能力较佳;将由试验确定的自制煤岩截割力矩时域曲线与仿真结果进行对比,验证了所建立的仿真模型的正确性。上述研究为部分断面掘进机截割头截割性能的改善提供了理论基础,同时为其他类型截割或切削问题的研究提供了理论借鉴。     

掘进机截割头配套系统的优化与改进

以掘进机截割头配套设备的受力分析与计算公式为基础,利用计算机仿真模拟,对截割头配套系统进行模拟分析与验算,确立了掘进机截割头配套系统在运行状态下的受力情况以及扭矩值,通过计算与建立坐标模型,分析了截割头切割煤层时的形状,提出对截割头配套系统的优化改进措施,即:通过改变截割头直径的长度,避免截割头切入程度过深造成过载停机;通过选择进口合金材料制成的底座,使掘进机截割头受力均衡,以提高截割头底座的稳定性。     

高压水射流掘进机截割头设计

掘进机是煤矿巷道掘进的主要设备,国内现有的掘进机主要依靠截齿截割,当煤岩硬度较大时,截割头振动剧烈,大大缩短了截齿的使用寿命。为了改善截割头的振动情况,在截割头上引入高压水射流辅助截齿截割,并对高压水射流掘进机截割头关键环节进行具体设计。研究发现,截割头上高压水射流配置方式包括四种:前置式、后置式、中心式和侧置式,其中应优先选择前置式,当水压达到40MPa时,截割头上一般可布置(5~15)个喷嘴,且优先布置在工作环境比较恶劣的球面与锥面的过渡位置。进行高压水射流掘进机截割头截割实验,研究表明所设计的截割头能有效降低截割头振动,当水压达到40MPa时,振幅平均值降低45.6%,且振动更加平稳。     

EBZ-260型掘进机截割头截割性能研究

通过对EBZ-260型掘进机截割头的截割性能进行分析和研究,深入了解和掌握了相关截割头的数据参数、设计结构及载荷等情况,进一步研究了截割头的受力情况、形状结构及其截齿运行轨迹及安装分布等特性,可为截割工作提供必要的数据参考及理论基础,有利于重要部件的有限元分析,对研究掘进机整机受力的情况、截割的性能、所具备的可靠性及稳...     

掘进机截割头截齿的布置研究

为进一步提升掘进机的掘进效率,降低掘进能耗,保证最终巷道的成型质量,重点对掘进机截割头机器截齿的布置参数进行理论分析,尤其是对截齿截割角度的优化采用数值模拟手段进行分析,主要从单齿截割工况和多齿截割工况下的数值模拟截割头的受力、能耗等因素确定最佳截割角度,为煤矿高效生产奠定基础.     

悬臂式掘进机截割头截齿的优化与改进

针对悬臂式掘进机截齿磨损严重、过载停机以及截齿受力不均而被损坏等情况,通过建立截割头和煤岩的3D模型,分析截割头载荷的数学模型,对截割头截齿部分进行受力分析,针对截割头的截齿排列提出合理性方案,使各截齿受到外力差异减小,进而提升掘进机的性能并获取更大的生产价值。     

掘进机不同参数截割头截割特性的分析

针对掘进机截割部截齿寿命低、截割效率低的问题,在分析截割头结构及其掘进过程中常见问题的基础上,基于Pro/E搭建三维模型,对不同旋转角、切削角情况下截齿的受力情况进行仿真分析。经分析,得知当切削角在48°～52°的范围之内、旋转角范围在8°～12°之间时截齿所受外力较小。     

掘进机截割头的加工与焊接夹具

掘进机截割头有许多不规则的空间孔或斜面,需要进行钻削、铣削和对截齿座的焊接。加工工艺复杂,工装设计较困难。一、前锥体钻模前锥体上14-φ10斜孔为喷水孔,深60～80mm,呈近似双螺旋线分布(见图1)。设计该零件钻模的难点在于孔的方向复杂,工件较重(约350kg),还需考虑操作方便和安全。为此,我厂采用如图2所示钻模加工14-φ10孔。     

掘进机截割头截齿参数的优化

为进一步提升掘进机设备的掘进效率和巷道的成型质量,降低设备的能耗,进而降低煤矿的生产成本,对截割头长度、直径、锥角以及截齿螺旋头数、螺旋升角、不同工况下的截割角度等参数进行初步确定,并着重基于数值模拟手段对不同工况下截割角度进行最优化设计,从根本上降低实际截割过程中设备的振动及能耗.     

关于纵轴式掘进机截割头主要参数的研究

本文通过对纵轴式掘进机截割头主要参数的研究确定,能够提升纵轴式掘进机的截割效率,为掘进机截割头设计奠定一定的基础。     

基于线性规划的工件稳定性建模及其应用

工件在实现定位后,在加工过程中将要受到工件重力和切削力等外力的作用。为使工件保持定位精度与生产安全性,必须保证工件在整个加工过程中具有稳定性。系统地讨论了工件稳定性建模及其求解方法,在摩擦锥线性近似以及变量非负转换的基础上,提出了工件稳定性的定量判断准则;利用线性规划方法对工件稳定性模型进行分析。结果表明,稳定性模型不仅能够验证工件的稳定性,而且还能够分析夹紧力大小、作用点以及夹紧顺序的合理性。这种方法既适用于夹具夹持稳定性分析,也适用于机械手的抓取稳定性分析。     

基于轴头垂向加速度响应的车轮载荷推断方法研究

介绍一种可替代六分力测量车轮垂向力载荷的测量新方法。通过对某轿车车轮的轴头垂向加速度和车轮垂向力时域信号进行分析,建立了轴头与车轮之间的线性模型。利用实时信号转化法和数理统计的方法对采集得到的车轮垂向载荷和轴头垂向加速度信号的实时数据进行统计分析,得到了在试车场道路下轴头垂向加速度和车轮垂向力信号之间的统计推断模型。以某车型轿车车轮进行验证试验,利用四立柱道路模拟试验台对该轿车车轮垂向载荷和轴头垂向加速度进行标定,并且进行了试车场道路载荷谱采集。通过对比采集到的车轮垂向力载荷谱与推断的车轮垂向力载荷谱,验证了该模型的有效性,研究结果表明:基于轴头加速度响应的车轮载荷估计方法切实可行。     

超精密加工机床新进展

介绍了超精密加工技术的特点及应用背景、当前超精密加工机床发展现状、国际著名的产品及研究中心。着重介绍了目前机床结构和部件、传动系统、检测环节、数控系统和环境控制等领域的最新研究水平和成果。从超精密加工技术推广应用的角度阐述了其精度目标和其模块化、廉价化发展趋势。     

烧结机新型头尾星轮及复合齿形研究

在长期研究的基础上，为解决烧结机台车起拱而研制了一种新型烧结机星轮。从引入运动的匀速、加速条件入手，逐步形成齿廓曲线，构造星轮齿形。给出了该星轮的齿廓曲线方程及对应的计算机绘制的星轮及齿形，这为实现台车有序的加速、匀速的逻辑运动建立了理论基础。应用该理论制成的星轮齿形可以消除台车列的附加惯性力，减少台车起烘，从而减少漏风率。     

基于案例推理和事物特性表的零件工时估算方法

零件工时估算结果是确定产品交货期和编制复杂ETO产品粗生产计划的重要参考依据.分析零件工时定额的确定方法和用于零件工时估算的事物特性表的构建方法,提出零件工时估算的相似性机理与过程模型,给出基于事物特性表的相似零件识别方法,以提高用于工时估算的参考零件选择的合理性和准确性.在此基础上,提出一种基于案例推理和事物特性表的零件工时估算方法.以某企业工业汽轮机主轴的机械加工工时估算为例,对所提出的估算方法进行验证,并对估算误差进行分析.     

基于计算机数字控制弧齿锥齿轮加工机床的准双曲面齿轮的制造

基于五轴联动数控铣齿机的概念模型,提出一种新的加工准双曲面齿轮主动设计齿面的切齿原理.推导出相应的切齿啮合方程、工件齿面二阶参数展成控制方程和工件齿深控制方程,并给出机床运动函数、刀盘中心速度以及刀尖半径的具体求解方法.在求解过程中,不涉及刀盘中心加速度以及更高阶运动参数的计算,可简化求解过程.使用该切齿原理进行切齿时,可在有效保证齿深的前提下,在切齿加工过程中实现对沿工件齿面设计接触迹线切矢和切齿接触线切矢两个方向上齿面二阶参数的精确控制.同时,该切齿加工理论还可以推广到其他多种复杂点啮合齿面的加工过程中.     

基于压缩感知与改进的深度极限学习机的轴承故障诊断方法

大数据时代下的轴承故障监测存在海量数据处理实时性和故障特征选取的主观性问题,为了实时、智能的实现轴承故障诊断,提出了压缩感知(Compressed Sensing,CS)与改进的深度极限学习机(Multilayer Extreme Learning Machine,ML-ELM)相融合的轴承故障诊断新方法.该方法首先通过压缩感知理论从大量轴承监测数据中获取能够表达特征信息的少量数据,然后用轴承信号在压缩感知变换域中的测量值进行由PSO改进的深度极限学习机分类识别,实现故障智能诊断.此方法大幅减少了轴承诊断信号的数据量并省去了智能诊断时特征选取的步骤,充分利用了深度极限学习机从少量测量值中挖掘轴承信号的特征信息,实现了智能、准确的分类.实验分析表明:该方法对不同位置、不同损伤程度的故障能够准确的识别,为轴承状态监测和故障诊断提供了新方法.     

基于模糊理论和可靠性分析的零部件优化方法及应用

基于模糊数学理论,在进行可靠性分析的基础上,建立了机械零部件的模糊可靠性优化设计方法。对设计中的主要问题,包括：规格化优化模型,可靠性分析方法,隶属函数的确定以及模糊可靠性优化模型的求解等进行了探讨,并以某型齿轮传动为例给出应用实例。理论和应用表明该方法具有广泛的实用价值和推广前景。     

基于小波包分解和支持向量机的机械故障诊断方法

提出应用小波包分解和支持向量机进行机械故障诊断的方法。该方法将振动信号小波包分解后的频带能量作为特征向量,输入到由多个支持向量机构成的多故障分类器中进行故障识别和分类。试验结果表明,与神经网络相比,采用支持向量机进行故障诊断可以获得更高的诊断精度,表明该方法是有效的、可行的。     

基于磁流变阻尼器的机床液体静压导轨主动抑振方法研究

针对液体静压导轨在高速启停及变速瞬间切向振动的问题,将磁流变阻尼器应用于机床静压导轨切向运动方向的抑振.建立了系统单自由度振动模型,基于增量谐波平衡算法,以弧长作为控制增量研究了系统的动态响应.通过数值计算发现:磁流变阻尼器抑制静压导轨的振动是可行的;阻尼器控制电流由零逐渐增大时,振动系统幅频响应由硬特性向软特性转变,...