排土机双履带行走装置驱动轴有限元静力学分析

悬臂式排土机履带行走装置是排土机实现行走排土作业的重要承载部件,作用是带动回转机构、俯仰机构以及配重等上部结构在地面行走,而履带驱动轴是履带传动装置的核心部分。利用ANSYS针对驱动轴进行静力学分析,得出应力云图和总变形图。验证了其满足使用强度和刚度的要求,为履带行走机构设计提供了必要的参考。     

履带架三维结构拓扑优化及ANSYS实现

履带架作为掘进机行走机构的主要部分,它的设计质量将直接影响整机的工作可靠性。首先讨论了结构拓扑优化方法,其次分析了履带架工作过程受力情况,在此基础上提出了基于拓扑优化方法与有限元技术相结合的履带架快速设计方法,提高了履带架的设计效率及其可靠性。     

双履带排土机静定门座结构的受力分析

以双履带排土机静定门座为研究对象,对其结构进行简化,采用MATLAB软件数值求解,并分析履带静定门座各点支反力取得极值时与排土机上部部件重心变化之间的关系,为履带静定门座的设计提供理论依据。     

基于行驶理论的掘进机履带参数优化

针对掘进机在稀软底板行走能力较差的弱点,依据车辆地面力学原理,分析掘进机履带相关参数对履带—底板系统附着力的影响,借助优化理论建立以附着力最大为目标、确保掘进机转向和保护底板土壤承载性能为约束的优化模型,并借助处理约束优化问题的遗传算法加以求解。结果表明,优化后的履带与原设计相比,履带—底板系统附着力提高8.82%,有效提升了掘进机的行走性能。履带板的这种优化方法也可为其它履带车辆行走机构的设计提供借鉴。     

SP1400/50+50型排土机履带行走装置动力学仿真

针对排土机履带行走装置不易进行物理试验,按照传统理论计算时选择参数困难,需要依靠经验进行类比设计,而导致设计过于保守、设备成本增加的问题,以SP1400/50+50型排土机为研究对象,基于Recur Dyn软件的低速履带模块,建立排土机履带行走装置虚拟样机模型,分别对其在硬、软路面上直行、转弯、爬坡6种典型工况进行了仿真分析,得到了履带行走装置驱动力矩和张紧力的变化曲线,并与理论计算结果进行对比。结果表明,所建的动力学模型有很好的准确性,仿真结果与理论计算结果的误差在6%以内,可以作为传统理论计算的补充和对照,为排土机履带行走装置及类似的大型履带装置的设计优化提供依据。     

井下有轨机车齿轮箱体动态特性仿真分析及优化

以矿用14 t锂电式CJY14/6、7、9G-LD型有轨电机车行走齿轮箱体为研究对象,建立其三维模型,并将三维模型导入ANSYS有限元分析软件进行动态特性分析。确定在不同电机转速下,均因箱内齿轮传动振动引发和齿轮箱体的共振,在电机转速2 000 r/min下,箱体振动剧烈,易引发箱体失效。通过对齿轮箱体拓扑优化,在箱体中间薄壁处重新设计加强肋,结果表明优化后箱体抗振性能有一定程度的改善,其中在电机转速2 000 r/min下箱体抗振性能大幅提高,达到优化目的。     

装载机变速箱体轻量化设计

将拓扑优化应用到ZL50型装载机变速箱体轻量化设计。用Pro/E建立箱体模型时采用了简化;在ANSYS Workbench中建立拓扑优化模型并根据危险部位的受力定义了优化设计的空间;根据拓扑优化的结果提出箱体结构调整和减材料的改进措施。重新造型变速箱体并与原箱体进行比较发现:优化的箱体重量不但减轻了,而且刚度也得到了提高。     

矿段内排土场方案优选及设计参数优化

以矿段内排土场为研究对象,通过对单台阶全段高排土法、压坡脚式多台阶排土法和覆盖式多台阶排土法3种排土工艺的模拟计算实现内排方案的优选,并设计正交试验模拟分析边坡角、台阶高度2因素3水平的排土场边坡稳定性,以此得到了安全系数随2因素水平的变化规律,进而实现设计参数的优化。     

悬臂式掘进机转向半径的分析研究

基于现有的履带转向半径计算公式,综合考虑了悬臂式掘进机外形尺寸、截割臂水平摆动、履带转向半径对悬臂式掘进机转向半径的影响,提出了新型悬臂式掘进机转向半径计算模型,并进行了履带转向半径以及截割臂水平摆角对悬臂式掘进机转向半径的影响分析,得出履带转向半径以及截割臂水平摆角对悬臂式掘进机转向半径影响规律,从而为悬臂式掘进机设计及转向性能评价提供了参考依据。     

高功率密度齿轮箱优化设计

针对齿轮箱设计的特点,将齿轮箱优化设计分为传动系统优化和结构优化。传动系统优化是采用以经验数据为基础传统优化或以动力学分析为基础的动力学优化方法获得最优的传动系统参数。结构优化采用三维结构优化设计和拓扑优化方法进行齿轮箱的最优结构。结构优化时,先采用三维结构优化完成结构设计,再利用ANSYS拓扑优化对箱体等主要零件进行拓扑优化。     

排矸能力与车皮需量计算分析

排矸能力直接影响矿井煤炭产量,通过对潘一矿中央区排矸系统的分析,剖析了影响排矸能力的各个环节,并就系统改造后能达到的程度,对车皮需要量进行计算并提出提高车皮利用率的方法。     

矿用综采工作面炮眼钻机小型履带车体设计

手持气动式凿岩机或煤电钻、风钻广泛应用于煤矿综采工作面断层的炮眼施工,但劳动强度大、机动性差、安全性低。结合具体工况需求,设计一款适用于炮眼钻机的小型履带车体,以提高钻机在综采工作面中的通过性和机动性,提升了施工作业效率。对履带车体进行结构设计,并分析履带底盘的设计过程,经验证达到设计要求。     

基于iSIGHT的桁架结构优化设计

针对目前履带起重机臂架设计冗余度过剩等问题,以某型履带起重机3 m中间节臂为研究对象,以臂架轻量化为优化目标,建立扭转工况下参数化有限元优化设计模型。在iSIGHT软件中搭建优化流程,进行DOE分析与优化设计研究,仿真结果表明,DOE分析结果与试验结果一致;在保证强度和稳定性的情况下,重量减轻10%。     

基于双指标深部高应力岩体完整性的评价研究

地下岩体结构工程稳定性是地下工程的研究热点,而其中岩体完整性对地下岩体结构变形、失稳起着决定性作用,同时也是为地下工程的开挖设计、制定支护策略提供理论依据。针对会泽铅锌矿深部高应力、多地层交错等复杂地质环境,采用钻孔RQD统计法与现场声波测试技术,综合对会泽铅锌矿1274m水平岩体进行完整性评价。研究结果表明：统计的RQD均值在25.1%~29.8%之间,结合非连续面条数统计,表现岩体完整性整体上较差；声波测试显示岩体完整性系数范围在0.29~0.53之间,属于破碎及较破碎岩体。两种评价方法的实际应用,可互相评价结果的准确程度,对钻孔所揭露的岩体完整性进行定量分析,为矿山设计提供依据,可为类似矿山提供借鉴。     

全岩巷道掘进中排矸系统的设计与应用

 排矸系统一直是影响岩巷掘进正规循环速度的一个重要环节。针对店坪煤矿900水平南翼轨道巷掘进过程中的矸石量大、出矸缓慢等问题，通过制定合理的排矸路线，设计皮带联锁装置、矿车搭接设施等，形成了一套完善的排矸系统，并在实践中取得了良好的应用效果。     

复杂地质构造带高应力区破碎围岩注浆加固技术研究与应用

以五阳煤矿南丰76采区生产系统受天仓向斜、断层带和陷落柱群等地质构造影响巷道破坏变形严重为背景,介绍了动压巷道围岩变形破坏机理。通过采用注浆与锚杆锚索强力支护综合加固技术,使围岩体结构得到改善,破碎围岩恢复了完整性,承载能力得到有效提高,可锚性增强,能够为锚索提供足够的锚固力。围岩在高应力作用下发生变形的趋势受到锚索制约,并显著提高了围岩抗扰动能力,实现了矿井的安全生产。     

Preliminary estimation of rock mass strength using diamond bit drilling operational parameters

In many mining engineering applications such as prospecting, development, production and grouting, diamond bit drilling is widely used due to high penetration rate, core recovery and its ability to drill with less deviation. It has been well known that the operational parameters of diamond bit drilling are closely related with rock mass strength properties. One of the most widely discussed subjects in drilling is the possibility of using diamond drill bit operational parameters for preliminary estimation of rock mass strength and deformability properties used in many mining engineering design projects. Once such rock properties are estimated, it will be possible to make tactical planning decisions as mining progresses. In this study two different techniques, multiple regression and adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) were used to develop the models for preliminary estimation of rock mass strength. The variables used in the models are widely known and recorded operational parameters of diamond bit drilling such as bit load, bit rotation and penetration rate. To develop the models, a database covering the rock properties and the machine operational parameters collected from seven different drill holes in Turkey was constructed. Results indicate that both regression and ANFIS-based models can successfully be used to predict the rock mass strength. Adaptive neuro-fuzzy inference model exhibits better performance according to statistical performance indicators. By means of the developed models it is possible to estimate the strength of rock mass during drilling operation, especially in weak and highly fractured rock masses. The estimated strength parameters can be related to further mining engineering applications such as the assessment of excavatability, blast design and even mine design studies.     

岩体力学参数确定的GA-FLAC~(3D)位移反演方法

在矿产资源开采、采矿设计及施工、地下结构物稳定性预测等岩土工程领域中,初步的也是重要的研究课题之一是确定岩体力学参数。经过综合分析多种岩体力学性质反演法,提出了一种智能位移反演方法。首先,在工程经验和GSI体系的基础上选定待反演的岩体力学参数的数值范围,通过巷道现场位移量测获得拱顶下沉和水平收敛位移。然后,运用遗传算法(GA)与FLAC3D数值模拟软件相结合,进行位移反演,确定比较正确的岩体力学参数。根据上述方法采用VC++高级程序语言开发了将遗传算法与FLAC3D软件相结合的位移反演系统,以某铅锌矿体和上下盘岩体为例,进行了矿岩体力学参数反演。进行与其他反演法的对比分析,证明了该方法的正确性和实用性。     

分体式履带钻机的研制与应用

目前常用的分体式钻机和整体式履带钻机存在这样的缺陷：不能将井下机动性高、外形尺寸小、操作人员安全性高等特点融合在1台设备上,使瓦斯抽采钻孔施工效率低,钻机对复杂钻场和矿井条件适应性差。分体式履带钻机是一种新型瓦斯抽采钻孔施工装备,由于采用分体式履带结构,新型钻机外形尺寸小、井下移动灵活,工人可远离孔口和主机对钻孔施工进行控制和操作。结合复杂条件矿井煤/岩层赋存条件与钻场施工条件,通过分析和研究分体式履带钻机的结构特点、主要功能、关键技术和液压系统,设计了适用于不同工况和施工环境的分体式履带钻机系列。工业性试验表明,分体式履带钻机外形尺寸小适中、井下机动性能强、综合钻进效率高、工艺适应范围广,在复杂条件矿井具有良好的应用前景。