悬臂式硬岩掘进机振动强度分布研究

为了解悬臂式硬岩掘进机井下工作时的振动强度分布状况,利用矿用便携式测振记录仪和振动加速度传感器测取了悬臂式硬岩掘进机在煤矿井下实际工况下的振动信号,基于实测数据对时域指标特征参量进行统计,得出了掘进机整机及其同一部位在不同测振方向的振动强度分布:截割部振动最剧烈,主机架振动最小;各部位不同方向的振动强度相差不大,表明掘进机运行平稳。     

掘进机截割部振动特性分析与仿真

根据掘进机截割部的工作状态,在假设煤壁的单轴压缩强度恒定等条件下,建立了截割部的振动方程,利用ADAMS/Vibration振动模块对实体模型进行自由振动分析和强迫振动分析,得到系统各阶模态主振型、频率响应曲线等振动特性,为验证掘进机工作过程中的动力特性及掘进机结构优化的提供了依据。     

矿用全断面硬岩快速掘进机位姿纠偏控制系统设计

介绍矿用全断面硬岩快速掘进机及其姿态测量与控制方法.结合盾构机和悬挂掘进机姿态测量方法,提出基于激光指示仪和新型电子激光标靶的测量系统,对掘进机进行实时三维坐标测量.通过采集的俯仰角、滚动角以及水平偏航角,来推导出掘进机切口、尾部中心的坐标以及位置偏差,经过误差仿真实验表明在本测量系统下,测量精度符合施工要求.PLC根据掘进机水平和垂直偏差量对掘进机进行实时纠偏,并给出了纠偏程序实现流程和友好的人机界面设计,实现了对全断面硬岩快速掘进机姿态的准确测量与稳定控制.     

TBM掘进机电磁换向阀动态特性仿真研究

TBM掘进机在掘进过程中会产生基础振动.当振动频率过快和振幅过大时会导致电磁换向阀阀芯位移超调量过大、阀芯自启和位移波动幅值过大,对稳定性影响较大.采用缓冲装置很难实现稳定性控制,需要对阀的结构参数进一步优化.根据阀芯力平衡方程分析三种情况下的电磁换向阀动态特性,重点研究基础振动和阀结构参数对阀超调量、位移波动幅值的影响规律.在Matlab/simulink上建立振动环境下电磁换向阀仿真模型,仿真验证各振动参数和阀结构参数对阀动态特性的影响规律,然后进行仿真优化,最后对仿真优化结果进行验证.结果表明:基础振动和阀结构参数会改变阀动态特性;优化后的模型能减小电磁换向阀阀芯位移波动幅值和位移超调量,提高阀的稳定性和振动适应性,为基础振动环境下电磁换向阀的选型和抑振提供基础理论参考.     

某发动机外场地面试车振动监测限制值确定研究

针对某发动机缺乏外场地面试车振动监测限制值,严重影响安全使用的客观事实,在对该型发动机结构特点分析的基础上,借助于转子动力学有限元技术,建模分析了该发动机的转子动力学特性,明确了应重点监测燃气涡轮机匣处振动,为外场振动实测提供了理论指导.结合大量的外场实测振动数据分析,基于旋转机械振动监测限制值确定的通用原则,初步给出了工程适用的外场地面试车振动监测限制值建议.     

我国最大直径全断面硬岩掘进机竣工下线

1月20日,成都南车隧道装备有限公司为兰渝铁路西秦岭隧道生产的两台直径10．23米全断面硬岩掘进机（TBM）竣工下线,一举填补了我国全断面大直径硬岩掘进机制造的空白,改写了我国该设备长期依赖进口的历史。成都南车隧道装备公司由此成为我国西部唯一一家同时具备硬岩掘进机和软士盾构机制造技术的企业。     

悬臂式掘进机截割机构振动特性研究

悬臂式掘进机工作中常会遇到煤层硬度突然变大,使截割机构发生异常,甚至导致截齿断裂、减速器齿轮受损、截割电机转子不平衡等故障,为了实现对掘进机截割机构运行状态的远程监控,在分析掘进机截割机构工作原理及重要部件频率特征的基础上,提出了采用Hilbert-Huang分析方法的掘进机截割机构异常振动特性研究,在MATLAB中进行了仿真,得到了截齿断裂、减速器齿轮断齿、截割电机转子不平衡状态下振动信号的频谱特征和能量特征,为实现掘进机截割机构运行状态的远程监控奠定了基础.     

支承舱减振性能分析

支承舱是运载火箭与航天器之间的重要连接结构,支承舱的振动特性是力学环境设计需要考虑的因素之一.本文从振动环境控制的角度进行支承舱结构动力学分析,阐述了一种基于支承舱振动特性研究的改善航天器力学环境的方法.在有限元建模过程中,引入了材料级性能试验.计算并比较了不同材料支承舱结构对航天器振动环境的作用,比较了连接面形式对振动环境的影响.基于分析结果给出了进一步研究的建议.     

纵轴式掘进机随机振动响应分析

为研究纵轴式掘进机在随机截割载荷作用下的随机振动特性,利用ADAMS软件建立了纵轴式掘进机多刚体动力学模型,利用该模型模拟了掘进机轴向钻进、垂直截割、水平截割工作方式下截割头、悬臂、机体的振动特征。仿真结果表明:轴向钻进工作方式对掘进机各部件的振动影响最大,且随机振动的纵向位移响应大于横向位移响应;垂直截割和水平截割时随机振动的横向和纵向位移响应相差不大,且水平截割对机体的振动影响最小。     

PLC在矿井掘进中的应用

本文介绍了矿井掘进系统的组成及工作原理,对矿井掘进机的控制原理进行了分析,提出了用SIEMENS S7200系列可编程逻辑控制器对矿井掘进机(EBZ-132/90)进行逻辑控制.结合矿井掘进机对控制系统的要求及运行工艺的需要,分别对系统硬件和软件构成及功能进行了详细说明;运行表明设备控制系统的硬、软件功能完善,工作可靠.     

激光陀螺速率稳定性测试仪的设计与实现

根据四频激光陀螺的输出特点,通过采用信号倍频和超高速采样滤波的数据处理方法,使其量化误差下降到0.003(″)/ms,能够实时准确地测量出转台在(0.01(°)/s,0.04(°)/s)范围内的角速率并绘出转台角速率的实时曲线,安装在转台上的被测惯性仪表就可以根据陀螺输出的角速率进行实时修正,从而降低转台角速率不稳定对被测仪表性能的影响。据此设计的激光陀螺速率稳定性测试仪对某型转台进行了实际测试,实现了以上性能指标。     

基于振动加速度信号与应力信号的掘进机载荷识别方法

针对煤矿井下工作面设备的动态载荷难以直接获得的问题,提出了一种基于振动加速度信号与应力信号的掘进机载荷识别方法,介绍了该方法的基本原理及实现步骤;以EBZ260型掘进机在地面开展的假岩壁截割为实验对象,选取掘进机从开始截割到停止共11s的数据进行分析,得出掘进机在截割过程中振动加速度平均能量与平均应力的对应关系,采用最小二乘法得出振动加速度平均能量与平均应力的拟合曲线,由拟合曲线即可得到振动加速度平均能量与平均应力的函数表达式。该方法为通过振动加速度间接测试掘进机动态载荷提供了新途径。     

基于激光导向器的悬臂式掘进机位置姿态自动测定方法

掘进机位置及姿态的自动测定是掘进机自动控制中的关键问题之一。文章结合悬臂式掘进机的结构和工作方式,分析了悬臂式掘进机位置及姿态对巷道掘进的影响,提出了一种基于激光导向器的悬臂式掘进机位置姿态自动测定方法,并分析了该方法的可行性。     

悬臂式掘进机截割断面极限位置分析

针对悬臂式掘进机机身位姿出现偏差时截割断面会出现偏差而严重影响定向掘进的问题,提出了一种控制截割臂进行截割断面自动补偿的方法;分析了截割臂回转和升降摆动控制原理,建立了截割臂回转和升降联合模型,并给出了该联合模型的Matlab仿真验证及控制截割臂进行截割断面边界补偿的应用方法。仿真结果验证了该方法的正确性。     

掘进机器人仿形截割建模与轨迹仿真研究

针对掘进机器人掘进过程中,尖峰负荷影响,及切割机构的非平稳振动,引起欠挖和超挖,机器损耗加剧等问题,以悬臂式掘进机巷道自动成形为研究对象,建立了掘进机仿形截割的动态数学模型,推导出截割头运动到半圆拱形巷道边界时,悬臂偏移角和油缸伸长量之间的通用公式,在使用数字液压缸按照所给巷道运动时,通过控制各个油缸伸长量来实现掘进机的自动控制机理。采用MATLAB软件仿真了截割头仿形截割运动过程,取得和实际工况相一致的结果,验证了模型的可行性和优越性,为掘进机器人研究奠定了通用的控制理论基础。     

试验台测控仪器隔振装置振动传递特性分析

试验台精密测控仪器在工作过程中会受到振动设备的干扰,从而对其正常工作产生影响,因此需要采用隔振装置进行振动保护.本文以双层隔振装置为研究对象,结合有限元法和阻抗综合法建立了多点多维柔性动力学模型,分析了不同仪器质量、系统结构型式和隔振器参数对隔振装置振动传递特性的影响,结果表明所设计的双层隔振装置可以满足使用需求,增加上台面厚度和减小隔振器刚度可显著提高隔振效率.     

数控回转工作台的几何误差测量和建模

作为五轴数控机床的关键零部件,数控回转工作台能够实现C轴和A轴的回转进给与定位,其精度在很大程度上决定了数控机床的加工精度。以此为研究背景,建立了回转工作台的空间误差模型,对回转工作台的几何误差进行测量,并建立了误差补偿的数学模型,为最终进行机床的误差补偿提供依据,从而实现数控加工中心加工精度的提高。     

基于数字孪生的煤矿掘进机器人纠偏控制研究

针对复杂巷道环境下掘进机器人自主纠偏控制难题,通过分析掘进机器人偏移原因,明确了掘进机器人纠偏控制功能需求,提出了一种基于数字孪生的煤矿掘进机器人纠偏控制系统,介绍了系统组成;以掘进机器人对中纠偏为例,分析了系统纠偏控制机理,提出了基于双目视觉图像信息的掘进机器人纠偏控制方法,以双目视觉检测的巷道图像为基础数据,通过提取巷道图像特征及分析巷道坐标系与掘进机器人坐标系关系,解算出掘进机器人相对于巷道空间的位姿参数,根据解算结果对掘进机器人进行纠偏控制;构建了掘进机器人及巷道数字模型和定位定向参数数据库,通过虚实映射关系,实现了掘进机器人虚拟远程纠偏控制。实验结果表明,基于数字孪生的煤矿掘进机器人纠偏控制系统在不同工况下均可有效补偿掘进机器人偏航角和偏移距离,纠偏过程可实时显示在监测监控界面,且纠偏路径规划仿真结果与实际工况一致。     

索膜结构自振特性的仿真分析

索膜结构属于风敏感结构,其在风荷载作用下的反应,与结构的自振特性密切相关.通过索膜结构的自振特性分析发现,索膜结构的自振频率较低且呈连续密集分布,振型也比较复杂;影响其自振特性的主要结构参数是膜中预应力和结构跨度,随着膜中预应力的增加,自振频率呈较大幅度提高,而随着结构跨度的增大,自振频率却大幅度降低;另外,加劲索的张拉刚度对自振频率特别是第一自振频率影响很小;运用有限元软件ANSYS模拟分析了一个实际算例,验证了以上结论.