基于混沌粒子群算法的采煤机优化设计

为了能够提高采煤机的性能,利用混沌粒子群优化算法对采煤机螺旋滚筒进行了优化设计。讨论了采煤机螺旋滚筒的优化数学模型;分析了混沌粒子群算法的基本原理;利用MATALAB软件编制优化设计程序,对采煤机滚筒进行了优化设计。     

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。     

采煤机滚筒参数计算及软件设计

介绍采煤机滚筒重要参数的计算公式,并利用Delphi7设计了滚筒参数计算软件。根据三一重型装备有限公司MG300/710-WD采煤机参数计算得出配套滚筒的参数。结果表明:通过本软件计算得到的滚筒参数与国内知名厂家的滚筒参数接近,该软件在滚筒设计方面具备一定的参考价值。     

滚筒采煤机截割载荷的模拟系统开发及其模拟

为解决因采煤机螺旋滚筒截割载荷计算难、导致滚筒设计缺少依据、产品质量低、截割性能差的实际问题,在给出滚筒截割载荷确定方法的基础上,基于Matlab/GUI开发了采煤机螺旋滚筒截割载荷的模拟系统。该系统采用Matlab/GUI界面,利用Matlab软件为平台,通过输入不同的滚筒及采煤机参数和煤岩的特性参数,可模拟采煤机截割各种对象、以各运动参数工作时滚筒的截割载荷,并能直观显示各载荷的图形、数据和统计结果。该系统具有数据与程序分离、操作简便、适应性强等特点,能快速、准确地获取滚筒的截割载荷。以国产某型薄煤层采煤机为例,对其滚筒截割载荷进行了模拟分析,得出了前、后滚筒三向载荷和负载扭矩曲线及统计结果,搞清了该采煤机截割载荷的大小、变化规律及其相关关系,为改进滚筒设计、研究、评价和改善采煤机的截割性能提供了参考。     

采煤机滚筒计算机辅助设计系统

以截割理论为基础,通过对影响采煤机滚筒性能各因素的考虑,建立了采煤机滚筒的计算机辅助设计方法,介绍了采煤机滚筒计算机辅助系统设计软件及其内容、特点和工作过程;利用该软件可以设计新滚筒,也可以对已使用的滚筒进行改造设计,所设计的滚筒可以改善采煤机的截割性能,提高截割效率,增加机器的稳定性,图4,参5。     

采煤机螺旋滚筒的参数化设计

本文论述了采煤机螺旋滚筒设计的基础理论,通过软件编程和参数化CAD设计,初步实现了滚筒三维模型化设计。     

基于C语言和Access数据库的镐型齿螺旋滚筒计算程序的开发

在采煤机的设计过程中,需要计算大量的数据,而作为采煤机的重要部件——滚筒,也不例外。传统的滚筒计算过程比较耗时,通过编程实现的应用程序,可以大大减少计算工作量,并且提高准确率。文章中的程序就是以镐型齿螺旋滚筒为例,所编制的一套简单实用的计算程序。该程序是以C语言和Ac-cess数据库技术为基础开发而成。     

采煤机调高控制系统的数字仿真

本文以滚筒采煤机自动控制滚筒调高系统的控制器为理论模型,采用结构图法数字仿真算法编制计算机仿真程序,验证所设计的数字控制器的合理性。     

连续采煤机滚筒切屑图的可视化设计

以截割理论为基础,通过对影响截齿切屑图形状的各项因素的分析,建立了连续采煤机滚筒切屑图的数学模型。基于VB6.0软件,开发了连续采煤机滚筒的计算机辅助设计系统,通过改变不同的参数,得出不同条件下的切屑图,以检验滚筒结构设计的合理性,为提高连续采煤机滚筒的设计效率提供了有效的手段。     

矿井电牵引滚筒采煤机姿态控制电气系统设计

电牵引滚筒采煤机是煤炭物料生产的关键性设备,根据综采工作面位置的变化,滚筒采煤机会变换工作位置并且根据地质情况调整工作姿态。为了提高电牵引滚筒采煤机的快速工序响应,提升综采工作面采煤的生产效率,对电牵引滚筒采煤机的工作姿态检测、控制为一体的电气系统进行设计。以MG2×200/550-WD型采煤机为研究对象,通过仿真技术软件对设计出的姿态控制系统进行验证计算。结果显示,该系统能够对采煤机姿态信息实现监测和控制,能在实际工程现场中实践应用,提升的综采工作面的自动化控制水平。     

指数曲线型滚筒的装载特性和CAD问题

通过对煤流中煤块的静力分析和运动分析，揭示了指数曲线型采煤机滚筒的装载过程比传统的圆柱型滚筒的显著优越性，对提高块煤率和降低粉尘率产生了有利影响，在理论分析的基础上，研制了设计指数曲线型滚筒的计算机应用软件，为推广应用这种新型的采煤机滚筒做了大量的开拓性工作．     

采煤机滚筒结构参数的优化分析

以采煤机滚筒为研究对象,用UG三维软件对煤层和滚筒各零部件进行建模,应用ANSYS/LS-DYNA软件对滚筒截割煤层的过程中所受的阻力进行动态分析,使用后处理软件LS-Preport分析滚筒所受阻力的情况,得知截割煤层过程中滚筒所受阻力较大。为改善滚筒受力,对滚筒的螺旋升角进行模拟优化,优化后显著降低了滚筒的载荷波动系数、阻力峰值、截割比能耗。     

采煤机截割滚筒工况载荷仿真系统研究与应用

在采煤机零部件的强度计算中,实际工况下截割载荷的确定尤为关键。准确的载荷是零部件有限元分析的前提和基础。国内常规的方法是通过对煤矿岩石样本的实验测试,获得相关对应的煤岩硬度情况,在此基础上计算截割阻力系数,得到单个截齿的截割力和扭矩。然而对企业而言,在实际产品的强度分析中广泛深入的对截煤理论的研究并不现实可行。     

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。     

采煤机滚筒智能优化CAD软件中切削图与块煤率的研究

要达到满意的块煤率,关键是合理的截齿排列。通过对截齿排列的研究,介绍了滚筒智能优化CAD软件中切削图的绘制。     

采煤机截割滚筒自适应作业技术研究

截割滚筒是采煤机的重要工作部件,其运行性能会对采煤机整体性能产生决定性影响。以MG132/320-W型采煤机截割滚筒为研究对象,在对滚筒基本运动形式进行分析的基础上,研究了滚筒的自适应速度调节技术。在测试滚筒实际力矩的基础上,可以预测煤岩硬度并确定滚筒的目标转速,利用PID控制器对截割滚筒速度进行自适应调节;在采集采煤机截割滚筒历史数据信息的基础上,通过LSTM-ResNet网络可对截割滚筒的运动轨迹进行预测,并根据预测结果对滚筒的运行轨迹进行调节控制。对截割滚筒自适应作业技术开展实验验证工作,结果发现滚筒的轨迹预测以及轨迹跟踪结果与实际情况虽然有一定误差,但误差相对较小,完全在可接受的范围以内,说明本文提出的自适应作业技术是可行的,能显著提升采煤机的智能化水平。     

低速截割是提高滚筒采煤机截割能力的有效途径

建立了采煤机工作时滚筒具有的截割能量方程,分析了相关参数对滚筒截割力的影响,指出了降低滚筒转速是提高滚筒截割能力的有效途径,以及不同采高的采煤机滚筒转速的合理选择范围。     

瑞利随机分布下滚筒截割载荷重构算法与数值模拟

为了获得滚筒截割载荷特性曲线,对截齿与滚筒的受力进行了分析研究,得到了截齿轴向阻力与滚筒截割载荷的数值关系,运用自制的多截齿旋转截割煤岩实验设备,进行了截齿截割煤岩实验,得到了截齿三向力曲线,建立了滚筒截割载荷随机载荷曲线重构模型,给出了载荷重构算法,利用测试数据对滚筒截割载荷进行了数值模拟,得到了滚筒截割载荷重构载荷谱。研究结果表明:实验条件下煤岩崩落周期约为0.04 s,滚筒截割载荷数值上大于滚筒上各截齿同一时刻各截割阻力之和;滚筒截割载荷与参与截割的截齿截割阻力峰值、随机分布状态、截齿位置角、煤岩崩落周期及各截齿作用位置有关;所提算法与修正离散正则化算法比较,计算速度提高了约70倍,少样本数据下,该算法精度优于修正离散正则化算法,但重构数据只在重构点处具有真实性;使用改进的FFT算法进行重构曲线数值拟合,与FFT算法相比,计算量减小为原来的1/16,计算速度提高了约27倍,拟合优度相同,均为0.94,拟合曲线在总体趋势上比较平滑,呈现月牙形,与截割厚度变化规律一致,波形特征比较容易辨识,特征值便于判断和提取。研究结果为截齿三向力与滚筒截割载荷的关联提供依据,同时为滚筒截割载荷重构及数值拟合提供高效便捷的算法。     

采煤机工作面截割试验分析

由于当前针对采煤机的有关研究中,缺乏来自工作面现场的截割载荷研究。因而从分析螺旋滚筒主要截割载荷的角度,对具有记忆截割功能的采煤机在人工示教截割试验阶段拾取的截割电流和牵引转矩信号及螺旋滚筒主要截割载荷进行了分析。对采煤机螺旋滚筒截割含有不同煤岩界面煤层时载荷特征地分析表明：采煤机截割力响应信号的均值特征能真实反映截割介质的本质差别;采煤机实际工作过程中,在各典型截割工况下,螺旋滚筒截割力响应信号服从正态分布,且在正常截割工况下,截割力响应信号的方差最小,即截割力响应信号的波动最小;滚筒高度和截割状态持续时间可用于滚筒截割状态的精确识别;截割功率约占总消耗功率的70%。