复杂煤层采煤机螺旋滚筒多参数优化研究

为了有效提高复杂煤层条件下采煤机螺旋滚筒的截割性能,利用离散元仿真软件EDEM建立含夹矸煤岩与螺旋滚筒耦合模型,模拟采煤机截割含夹矸煤岩过程,得到多种工况下采煤机螺旋滚筒的截割性能指标。基于单因素分析法,分析采煤机牵引速度、滚筒转速、叶片螺旋升角、截深等对截割性能指标的影响。分别编写GA-BP网络与遗传算法程序,对截割性能指标进行优化,对比两种优化算法,得到螺旋滚筒最优参数。相比于优化前的结果,使用GA-BP网络优化后采煤机生产率提高了33.3%,截割面积增大了115.6%,虽然最大截割阻力增加了7 353.4 N,但截割比能耗降低了24.3%,截割性能整体得到提高。研究结果为探究复杂煤层条件下采煤机螺旋滚筒截割性能提供支撑,对提高煤矿企业的生产效益有重要意义。     

相似理论在采煤机螺旋滚筒结构设计中的应用

为了提高采煤机螺旋滚筒的截割性能,利用量纲分析法得到了滚筒截割系统的相似准则方程及各参数的相似比;以某型采煤机螺旋滚筒为原型,基于相似理论设计了一种新型大采高采煤机滚筒,并用采煤机滚筒辅助设计软件进行了相似性验证,再将其与缩尺模型进行对比分析。结果表明:相似模型与原型保持着良好的截割性能相似性,其切削面积比原型增加了17%,且基于相似理论的设计方法优于缩尺转换方法,为采煤机螺旋滚筒的快速设计提供了一种新途径。     

采煤机螺旋滚筒动态截割过程研究

为研究采煤机螺旋滚筒动态截割过程动力传递规律,基于相似理论建立螺旋滚筒模型与原型的相似准则,确定了模拟螺旋滚筒结构参数、运动学参数及截割材料特性参数,应用三维实体建模软件Pro/E、离散元分析软件EDEM联合仿真分析验证原型滚筒和模型滚筒动态截割过程中煤颗粒运动轨迹、量变规律、滚筒装煤率、滚筒载荷等性能。验证结果表明:原型滚筒和模型滚筒在截割过程中煤颗粒流动轨迹一致,截落的煤分布规律相似,载荷波动规律一致,滚筒装煤率预测误差1.82%,载荷数值误差小于2.1%,装煤率和载荷均值均满足推导的相似关系,验证了螺旋滚筒相似准则正确性。     

采煤机截割滚筒设计方法的研究

针对采煤机滚筒截割参数之间的相关性及其设计流程的复杂性,以某型采煤机滚筒设计为例,系统地介绍了一套简洁、高效的滚筒设计方法。该方法从截割比能耗出发,依次推导出切削厚度、截线距、滚筒转速、牵引速度、截割功率等主要参数,进而利用截齿排列图进行布齿设计,最后通过载荷计算验证设计可行性。该方法全面考虑了各截割参数之间的关系,并引入载荷校验环节,避免参数设计的盲目性,简便易行,对采煤机截割滚筒设计具有较强指导意义。     

矿井采煤机截割滚筒性能分析研究

以MG2×55/250-BW型采煤机为研究对象,在对该型号采煤机截割滚筒结构进行简要介绍的基础上,利用EDEM软件建立了截割滚筒与煤岩之间的耦合有限元模型,以截割比能耗、生产效率、截割面积、截割阻力为性能指标,选取了叶片螺旋升角、截割深度、旋转速度3个对截割滚筒使用性能影响比较显著的结构或者工艺参数,分析了3个结构和工...     

采煤机滚筒截割过程仿真及试验研究

综合分析了研究滚筒截割时的主要考虑因素,并且开展了滚筒截割过程的仿真研究,以此为基础,对滚筒截割过程的试验进行分析,得出在滚筒运行过程中,需对关键作用部位进行结构保护和动力施加,将驱动力主要集中施加在X方向上,以此提高滚筒的结构性能的结论。该结论可对掌握滚筒截割过程受力的变化规律提供参考。     

朱家店煤矿薄煤层采煤机滚筒的技改实践

针对朱家店煤矿在0401工作面薄煤层区域技改小滚筒确保正常回采的试验,分析在薄煤层使用小直径滚筒回采的各种参数,对比对在回采工程中原煤与次煤产量的变化及其带来的直接与间接经济效益。实践表明此次技改试验成功,为薄煤层快速开采开辟了一条可行的技术途径。     

滚筒采煤机薄煤层自动开采系统设计应用

针对薄煤层开采难度大,设备研发落后,生产效率低的问题,提出开发滚筒采煤机薄煤层自动化开采系统方案.结合筒采煤机结构特性,采用布置电动机并行的方式,在切割电动机和牵引机电动机的安装位置上选择纵向运行,利用远程监控和集中控制实现工作面自动化.通过对设计方案的实际应用,该设备能实现薄煤层开采的自动控制,完成无人自动化的生产,月均产量超过10万吨,年均产量超过100万吨,对薄煤层开采的安全和高效具有重要意义.     

采煤机螺旋滚筒使用寿命的探讨

本文分析了提高采煤机滚筒一次使用寿命的因素 ;端盘设计、螺旋叶片、齿座、截齿、内喷雾、焊接工艺、防护等七个因素 ,并对这七个因素的重要性提出了自己的见解。     

采煤机螺旋滚筒的优化设计

结合晋煤集团西区煤质状况，分析了影响采煤机滚筒使用效果的设计参数，对提高块率、装煤效果、结构强度提出了改进措施。     

考虑受力均衡性的采煤机截割滚筒优化研究

利用UG和Ansys软件建立采煤机截割滚筒的受力分析模型,发现不同截齿之间的平均受力呈现出显著的不均匀性,差异系数K值为0.425,滚筒不同方向上的受力波动系数也较大,会影响截割滚筒运行过程的稳定性,缩短结构的使用寿命.以螺旋叶片升角、截齿的平均截线距和平均截距为优化对象,以受力均衡性为优化目标开展优化工作,结果使得差...     

薄煤层采煤机强力螺旋滚筒设计研究

为提高夹矸煤岩开采效率,运用理论计算和离散元数值模拟的方法对采煤机螺旋滚筒进行设计研究。利用PRO/E、EDEM构建离散元仿真煤壁模型,导入螺旋滚筒三维实体模型进行耦合模拟截割、破碎含夹矸煤岩过程;以MATLAB为基础利用正交试验法研究夹矸坚固性系数、滚筒螺旋升角、截齿排列方式对滚筒载荷的影响,根据实际工况进行模拟仿真。研究表明:利用正交试验法得出对滚筒受载影响由大到小的顺序为:夹矸坚固性系数、截齿排列方式、螺旋升角;对滚筒载荷波动影响顺序为:截齿排列方式的影响最大、夹矸坚固性系数的影响略次之、螺旋升角的影响要小得多;通过对仿真结果的分析,得到不同煤层赋存条件下螺旋滚筒最优的结构参数,截割夹矸坚固性系数在6.8以上恶劣工况时,相对比于利用交叉式滚筒波动系数最大降低了39.2%;利用设计的强力滚筒对8种典型工况进行模拟仿真试验,验证滚筒设计的可靠性。     

矿井采煤机截割滚筒性能分析

以MG800型采煤机为研究对象,对其截割滚筒的刚柔耦合动力学进行分析.采用有限元数值模拟分析方法,结合实际工况载荷作用力,得到截割滚筒的振动频率,并对截割滚筒发生共振的频率进行分析.分别从截割滚筒刚柔耦合和刚性模型两个方面的模态进行对比,结果表明MG800型采煤机截割滚筒在生产过程中不会发生共振现象,其截割滚筒的安全性能可靠.     

矿井采煤机螺旋滚筒截齿关键参数优化设计研究

采煤机由螺旋滚筒切割煤炭物料,螺旋滚筒的结构影响着切割性能及效率.因此,通过有限元仿真技术方法,对截齿的安装角度及截线距两个关键参数进行优化设计,提高螺旋滚筒对于煤炭的截割效率并且延长截齿的使用寿命.通过仿真计算得出,截齿安装角度为45°和截线距为70 mm的截割比能耗最优.研究成果可为采煤机螺旋滚筒在实际工程中的应用提供理论依据.     

基于深度信念网络的滚筒采煤机截割载荷预测

为了准确预测采煤机螺旋滚筒截割载荷,提出了一种基于深度信念网络(Deep Belief Network,DBN)的预测模型。DBN模型以2个导向滑靴受力、2个平滑靴受力、摇臂振动、惰轮轴受力、截割电机电流7个特征参数作为可视输入,通过非监督逐层贪婪学习得到更好的高层特征表示,增强识别过程的智能性,避免人工特征提取的繁琐与不精确,最后预测出前滚筒的三向载荷和负载扭矩。对所提出的方法进行了测试,测试结果表明该方法适用于采煤机螺旋滚筒载荷预测,具有强大的特征提取能力且性能优于BP神经网络,可以为滚筒及采煤机的设计、研究、评价提供理论参考。     

对连续采煤机侧滚筒的有限元分析

为分析连续采煤机侧滚筒发生撕裂失效原因及估计其易发生位置,建立连续采煤机侧滚筒有限元模型,得到其应力分布云图.结果表明;在正常截煤工作和截割较硬矿岩时,滚筒不会因强度不足而引起撕裂失效,应力集中和材料缺陷是滚筒撕裂的主要原因.     

采煤机截线距对滚筒截割性能的影响

为进一步提升采煤机的截割性能,在研究影响采煤机截割性能因素的基础上,基于数值模拟仿真软件建立滚筒截割煤壁仿真模型,对不同截线距下对应截齿、整体滚筒的受力情况进行仿真分析,与此同时对不同截线距下对应采煤机的比能耗进行对比研究,从而得出采煤机的最佳截线距。     

复杂煤层条件下滚筒截割性能参数优化分析

为进一步提升采煤机的截割能力和落煤能力,达到提升其截割性能的目的,基于EDEM软件建立采煤机与复杂煤层的耦合仿真模型,分别对采煤机螺旋滚筒结构参数和运动参数对截割性能的影响开展对比仿真分析;采用多目标数学优化模型对螺旋滚筒参数进行优化,并得出优化后的滚筒参数对采煤机截割性能有明显改善的结论。     

采煤机滚筒截割动力学研究

为了解决采煤机滚筒截割效率低的问题,利用数值模拟软件对不同截割模式下截线距、切削厚度对截割效果的影响进行了一定的分析,发现在同一切削厚度下,剪切断裂所占的比例随着截线距的增大而增大,同一截线距下剪切断裂所占的比例随着切削厚度的增大而增大.同时随着截线距的增大,截割阻力呈现增大的趋势,为采煤机滚筒的设计提供一定的参考.