薄煤层采煤机自校正定位系统研究与设计

根据对薄煤层采煤机行走机构的研究及现有采煤机定位系统的分析,提出了采集采煤机行走部传动轴转角的采煤机位置直接检测法,并设计了适合薄煤层采煤机的角度编码器。同时设计了基于接近开关的采煤机位置自动校验装置,通过调整误差系数实现对薄煤层采煤机位置的实时监测与自动校正,为薄煤层采煤机的自动化控制提供了数据支持。     

采煤机液压系统的研发和应用

围绕采煤机液压系统的研发和应用,首先简要介绍了采煤机液压系统及其工作原理,然后分别从负载敏感采煤机液压系统、采煤机液压系统故障分析及处理方法、采煤机油液污染控制措施三方面进行了研究,最后简要阐述了采煤机液压系统的实践应用情况。     

采煤机技术发展历程(二)——铣削式滚筒采煤机

铣削式滚筒采煤机是采煤机械的一次变革,已成为煤炭开采的主力装备,我国滚筒采煤机开采煤炭产量占比达到80%以上。笔者梳理了国内外滚筒采煤机的发展历程,考证了滚筒采煤机的技术变革节点。英国安德森公司于1948年改制成第1台滚筒采煤机,开启了滚筒采煤机的制造史,我国自主生产滚筒采煤机比国外晚,但在采煤机结构调整时期,我国特大型滚筒采煤机研发及机型更新速度明显快于国外,近5年来更是创造了一批采煤机功率或采高的世界新记录。至今,滚筒采煤机发展经历了7次变革,第1代采煤机是1952年诞生的安德森型固定滚筒采煤机,第2代采煤机是1963年创制的AB型可调高单螺旋滚筒采煤机,第3代采煤机是1972年出现的AM500型液压牵引可调高双滚筒采煤机,第4代是无链牵引采煤机,第5代是电牵引采煤机,第6代是仿形(记忆)截割采煤机,第7代是无人驾驶采煤机。本篇仅介绍机械牵引和液压牵引的滚筒采煤机,电牵引滚筒采煤机将另文叙述。统计表明,国外各公司设计生产了50余种非电牵引的滚筒采煤机,而我国设计生产了近100种非电牵引的滚筒采煤机。     

融合传感数据和模型的采煤机VR系统研究

为了提高采煤机虚拟现实（VR）系统的场景显示效果，首先构建了采煤机姿态虚拟仿真方法流程，设计了采煤机VR系统总体架构；确定了以UDP网络协议为基础的采煤机实时传感数据流通信方法，提出了基于采煤机状态的实时模拟量数据插补推测融合算法；结合物理光照模型、实时渲染等新兴技术，提出了采煤机关键监测数据的实时特效渲染及传感数据和模型融合渲染方法，为采煤机VR监控提供了准确、直观和真实的表达方案。搭建了采煤机VR监控实验平台，验证了所设计采煤机VR系统的可行性和实用性。     

MG-150W型采煤机存在的问题及其改进

介绍了MG-150W采煤机的使用性能,通过对采煤机的受力情况分析,并结合采煤机在实际使用中易出现的问题进行了分析,找出了采煤机行走轮易损坏的原因,完成了对该采煤机行走部的技术改造。     

MG200-QW型采煤机存在的问题及其改进

介绍了MG200-QW型采煤机的使用性能,通过对采煤机液压系统的分析,并结合采煤机在实际使用中出现的问题进行了分析,找出了采煤机主油泵易损坏的原因,完成了对采煤机牵引部的技术改造。     

基于Virtools以及WinCC的采煤机远程监控平台构建

提出了采煤机远程监控数字化平台构建方案,详细阐述了采煤机工况参数的归档及实施获取的具体方法,深入研究了采煤机工作状态真实具体内容和再现原理,以及通过采煤机远程监控数字化平台对采煤机实施远程控制的新技术。     

MG150/380-WD型电牵引采煤机在鹤壁中泰公司的应用

液压系统采煤机在矿井生产应用中有较多缺点,新的电牵引采煤机在高产高效矿井生产中则显示了突出优势。阐述了电牵引采煤机的结构、相关参数及主要功能,以及与液压系统采煤机相比电牵引采煤机所具备的优点。实践证明,电牵引采煤机在矿井生产中的应用效果良好,是采煤机的发展趋势。     

国内外采煤机螺旋滚筒研究现状

针对采煤机技术、经济等相关问题进行了研究,分析了采煤机的研究现状,并结合现有采煤机在井下的实际应用情况,指出国内外采煤机滚筒的差距。通过对影响采煤机滚筒性能各因素的考虑,提出建立采煤机滚筒的计算机辅助设计方法。运用该方法设计的滚筒可以改善采煤机的截割性能,提高截割效率。     

移动无线传感器网络下的采煤机定位精度分析

为了提高煤矿开采效率,实时掌控采煤机的精准工作位置,提出了移动无线传感器网络下的采煤机定位精度分析研究。构建了采煤机定位感知模型,对移动无线网络下的采煤机定位精度进行详细分析,通过定位仿真测试,得到2种提高采煤机定位精度的方法。通过研究,为今后采煤机定位精度研究奠定了基础。     

采煤机生物学模型构建及技术参数预测

为提高采煤机主体参数设计的效率和综采三机的协同配合效率,面向采煤机技术参数设计过程以及综采三机之间协同配合过程,借鉴生态学基本概念进行采煤机技术参数设计,提出采煤机生物学模型。研究了采煤机相关技术参数,确定参数之间的潜在关联以及采煤机与液压支架、刮板输送机之间的协同配合关系,并基于极限学习机建立采煤机技术参数预测模型。经试验表明该模型精度保持在95%以上,符合应用要求。利用预测模型实现采煤机技术参数及输送机和液压支架配套参数求解,提高了设计效率和设计质量。     

采煤机惯性导航安装偏差对定位误差的影响

惯性导航装置安装于采煤机机体上,导航解算时以惯性导航装置坐标系代表采煤机坐标系,当其安装存在偏差时,惯性导航装置坐标系不能代表采煤机坐标系,进而会影响采煤机的定位精度。根据航位推算原理,建立了采煤机惯性导航安装偏差所引起的采煤机定位误差模型,获得惯性导航装置安装偏差与采煤机定位误差之间的关系。安装偏差中的航向偏差与俯仰偏差对采煤机定位误差的影响较大,横滚偏差对采煤机定位误差影响较小,并且定位误差主要集中在高度方向及垂直于采煤机运动的方向。构建的定位误差模型为确定惯性导航装置的安装精度要求与补偿安装偏差引入的采煤机定位误差提供了理论依据。     

基于遗传算法行星齿轮减速机构优化设计

为了减小采煤机牵引部的体积,以MG650/1500-WD采煤机为例,建立牵引部行星齿轮减速机构的优化数学模型,并利用MATLAB软件编写模型的遗传算法优化程序对采煤机牵引部行星齿轮减速机构优化。优化后的行星齿轮减速机构体积减小,采煤机牵引部体积也相应减小,进而降低制造成本。优化结果对采煤机牵引部的进一步改进设计有一定的指导作用。     

基于高精度三维动态地质模型的采煤机自适应智能截割技术研究

采煤机使用“记忆截割”技术割煤时,需要进行人工领刀,且对煤层赋存条件要求较高,当煤层起伏较大时需要频繁示教领刀。“记忆截割”技术仅针对下一刀煤层顶板截割路径进行优化,在采煤机推进方向无法根据煤层的赋存形态对采煤机俯仰采路线进行精确规划与控制。本文基于采煤机自适应智能截割理念,设计了综采工作面采煤机智能截割系统运行模式,利用煤层精细化物探数据构建工作面高精度三维地质模型,而后利用地质模型对采煤机的未来截割路径进行规划,并在开采过程中根据工作面揭露的最新地质资料动态修正高精度三维地质模型。将高精度三维动态地质模型与采煤机开采规划算法耦合,提出可自适应煤层变化的采煤机开采控制基线规划算法,实现对采煤机推进方向的俯仰采控制与牵引方向的截割控制,以及地质模型更新、开采基线规划与采煤机滚筒调整之间的高效协作。设计了智能截割系统内滚筒调整参量的计算服务接口,以及智能截割系统与采煤机控制系统间的通讯协议,实现了采煤机滚筒基于规划截割路径的精准控制。实践表明,采煤机智能截割系统适用于底板倾角各种变化程度的煤层,采煤机截割线更好地贴合煤层顶、底板线,节约资源,提高生产效率。     

采煤机概念设计生态学模型构建与实现

为提高采煤机概念设计和综采工作面三机协同设计的效率和质量,面向采煤机概念设计中内部结构之间以及综采三机之间协同配合过程,将生态学理论引入到采煤机概念设计中,构建基于生态学的采煤机概念设计模型。在对比综采工作面与生态学相似性的基础上,提出综采工作面生态学模型和采煤机个体生物学模型。研究了采煤机与刮板输送机和液压支架多种群之间的参数耦合关系以及采煤机内部部件之间的协同配合关系,通过同质种群的竞争与异质种群的协同合作筛选出优势功能结构基因解,并根据三机的参数耦合关系运用公式计算与模型推理相结合的方法,实现了采煤机功能结构的设计和总体技术参数的求解。在上述理论研究基础上,基于web平台开发出具有友好交互界面的采煤机多种群协同概念设计系统,实现了该方法的应用。最后以大采高工作面采煤机的协同设计实例验证了该方法的有效性。     

一种采用捷联惯导的采煤机动态定位方法

针对采煤机定位是三维体定位的情况,运用捷联惯导系统中三轴加速度计和陀螺仪对采煤机的实时线性加速度和实时角速度进行测量,得到采煤机在载体坐标系下的加速度和角速度。由于在载体坐标系下不能直接进行定位计算,故进行坐标变换,构建了采煤机在惯性坐标系中的导航方程,通过对加速度和角速度进行积分运算,获得采煤机位置和姿态数据。最后,...     

采煤机工作机构载荷模拟

通过对采煤机工作机构实际工况的分析,建立采煤机滚筒在复杂煤层条件下受力模型,并通过Matlab软件编写计算程序,求得滚筒瞬时负载时变曲线,同时将生成的负载导入到多体动力学软件ADAMS中,为研究采煤机截割部受力提供了理论依据,也为采煤机负载计算提供了新思路。     

基于RecurDyn的采煤机搬运车转向动力学仿真

采用UG建立采煤机搬运车车体模型和履带支架,导入RecurDyn的履带车辆子系统Track(HM)建立采煤机搬运车虚拟样机,对履带车辆在松散土路、坚实土路、水泥路面3种地面的原地转弯过程进行动力学仿真,得到采煤机搬运车各种路面下仿真的转矩,为采煤机搬运车转向性能的研究与设计提供一定的理论基础。     

基于EDEM的采煤机滚筒工作性能的仿真研究

为研究不同工况参数下采煤机滚筒的落煤特性,以MG500/1180-WD型号采煤机为研究对象,采用EDEM离散元仿真软件建立三维仿真模型,综合考虑煤岩块度、顶板压力对采煤机截割性能的影响,研究采煤机截割煤岩的动态过程,利用单因素试验法分析截割过程中煤岩颗粒的运动轨迹,研究不同截深、转速对采煤机装煤率、滚筒三向载荷、截割比能耗的影响以及滚筒包络范围内颗粒平均速度的变化曲线。结果表明:采煤机装煤率随转速增大先增后减的趋势,随截深增大而增大;滚筒三向载荷随转速增大而减小,随截深增大而增大;截割比能耗随转速、截深增大而增大。综合考虑选择低转速、大截深的滚筒可以在一定程度上提高采煤机装煤率;同时为提高采煤机的截割效率,减小耗损可以在保障装煤率的前提下,适当减小截深。研究结果为采煤机高效截割提供了改进参考。     

基于ANSYS的采煤机摇臂的有限元分析

由于采煤机工作条件恶劣,所以要求采煤机截割部摇臂壳体有足够的强度和刚度。利用三维软件Pro/E建立了采煤机截割部摇臂壳体的实体模型,导入有限元分析软件ANSYS后对其结构进行应力分析,获得了采煤机截割部摇臂的应力和变形状态,为采煤机截割部的进一步改进提供了依据。