液压迈步式临时支架刚柔耦合支护特性分析

为进一步提高综掘工作面临时支护效果,设计了一种刚柔耦合临时支架,分析了无支护巷道受力情况,构建了模拟动力扰动下临时支架系统的仿真模型,求解了系统运动学微分方程。结果表明：无支护情况下,巷道开挖后,底板最大位移约7.65 mm,顶板下沉约9.20 mm,且持续增大;有支护情况下,支架在扰动力作用下,无阻尼支架纵梁速度与加速度峰值分别为0.32 m/s、3.45 m/s2,有阻尼的纵梁速度与加速度峰值分别为0.038 m/s、0.25 m/s2。无阻尼支架梁下质量速度与加速度峰值分别为0.75 m/s、18.0 m/s2,有阻尼的梁下速度与加速度峰值分别为0.38 m/s、6.5 m/s2,有弹簧阻尼的支架吸振效果、支护效果更好。     

人机工程学在薄煤层液压支架搬运车中的应用

为提高某薄煤层支架搬运车驾驶舒适性和安全性，构建了95百分位的中国人体模型。计算了座椅、操纵机构、脚踏板、仪表盘等关键件尺寸，完成了薄煤层支架搬运车驾驶室的整体排布。通过人机工程学模型，分别对驾驶员的操作舒适性、视野舒适性和坐姿舒适性进行了人机工程学仿真，结果表明：在长时间的正常驾驶模式下，驾驶员的整体姿态处在较高的舒适度范围，对提高辅助运输装备的驾驶舒适性和安全性具有较高的参考价值。     

榆林矿区厚松散层矿井水文地质特征与井筒涌水分析

西北地区地质结构和岩层含水条件不同于东部地区。为研究榆林矿区厚松散层和砂层地质结构条件下的矿井涌水情况,以袁大滩煤矿为工程背景,分析了矿井水文地质特征,计算了井筒涌水量,对矿井涌水进行了评价。结果表明：矿井岩层裂隙丰富,上覆松散层含水层和砂岩含水层较厚,对井筒安全使用存在威胁|主斜井、副斜井、进风立井和回井立井的井筒涌水量分别为243m/h、388m/h、1409m/h和1388m/h|袁大滩煤矿比榆阳煤矿、榆树湾煤矿的井筒涌水量大,进风立井涌水量特别显著,在开采过程中应该加强防水措施。     

矿用重型卡车安防辅助系统的研究

露天煤矿卡车驾驶内安装的防撞预警、盲区监控、驾驶员疲劳预警等系统都是独立的系统,占用驾驶室空间,影响安全驾驶,通过集成技术可将多套系统整合为一套综合安防系统。     

薄煤层低矮型铰接式自卸胶轮车关键技术研究

为解决薄煤层开采的辅助运输问题,针对薄煤层巷道掘进高度低于2.0 m的低矮狭小工作环境,提出了物料运输胶轮车设计为额定载荷为5 t,整车高度小于1.6 m、宽度小于1.9 m,以防爆柴油机为动力,前置前驱、前后油气悬挂、双向驾驶操纵的技术方案。前后车架之间采用摆动式铰接架和圆锥滚子轴承,实现前后车体能绕水平轴相对转动,以确保车辆行驶中四轮着地,有效提高了行车可靠性与安全性。阐述了整车总体方案设计、额定载荷的确定、轴荷估算、驱动桥及制动系统设计、运行路面及工况的确定、动力传动系统匹配设计、摆架设计和工作装置设计等关键技术。应用以上技术的胶轮车在神东保德煤矿和中煤平朔安家岭一矿完成了使用验证,试验结果表明:整车技术性能完全满足了生产条件的要求。薄煤层低矮型铰接式自卸胶轮车关键技术、设计思路及方法的研究,可解决薄煤层自卸胶轮车的低矮车身、驱动能力和快速运输等难题,可加速煤矿薄煤层智能开采新装备的推广使用,有效降低工人劳动强度,提高煤炭开发利用效率。     

WK-35大型矿用挖掘机驾驶室人机工程改进设计

为改善驾驶员工作环境,提高驾驶员工作效率与舒适性,对WK-35大型矿用挖掘机驾驶室的人机问题进行了研究分析,在人机工程学仿真软件研究的基础上,提出大型矿用挖掘机驾驶室的优化设计方法。该方法首先利用Rhino软件建立了WK-35大型挖掘机的三维模型,基于中国人体尺寸标准在JACK人机工程学软件中创建数字人体和分析对象,通过对驾驶员的可视性、上肢可达性、驾驶舒适性分析,明确现有驾驶室设计的人机缺陷,并相应进行改进设计及验证。结果显示:改进后的驾驶室在可视性、上肢可达性、驾驶舒适性方面均有较大提升,符合人机工学要求,可为驾驶人员提供更舒适和合理的工作空间。     

矿用自卸车驾驶室悬置系统动力学建模与动态激励研究

矿用自卸车驾驶室的振动和噪声严重影响其操纵稳定性和乘坐舒适性。由于矿用自卸车本身激励源复杂,而且受到外部路面激励影响,其驾驶室的振动和噪声问题一直是亟待解决的难题。针对某矿用自卸车驾驶室在实际中存在振动异常的问题,建立了驾驶室悬置系统动力学模型,研究了发动机和路面不平度激励同时作用下,驾驶室悬置系统的振动响应特征,并对实际路面激励下驾驶室悬置系统的振动加速度响应特征进行了测试,分析了引起驾驶室发生异常振动的原因。仿真结果与试验结果基本一致,验证了建立的驾驶室悬置系统动力学模型的正确性,为矿用自卸车驾驶室的振动特性优化分析奠定了良好基础。     

基于离散元法的煤矿井下筛分系统仿真分析

为研究煤矿井下筛分系统中的轨迹、堵塞、磨损及进、出料情况,使用EDEM离散元软件对筛分系统进行仿真分析。仿真结果表明:当入料带式输送机带速分别为1.65 m/s、3.0 m/s和3.15 m/s(加挡板)时,原煤入仓口的速度分别为7.4 m/s、6.7 m/s和6.6 m/s,原煤落入筒仓的最大速度分别为25.5 m/s、25.5 m/s和24 m/s。当物料未经筛分直接进入筒仓时,溜槽的磨损能量为3 000 J。当筒仓空载时,筒仓底部的物料冲击磨损能量达到10 000 J。     

隆德煤矿浅埋上下煤层协调同采技术研究

为了确定隆德煤矿浅埋深1-1煤与2-2煤协调开采合理安全间距,采用CT探测技术及钻孔应力监测系统两种测试方法开展了上下煤层同采应力实测研究。研究得出：CT探测确定了2-2煤层大采高工作面超前采动应力范围最大为59.5m,1-1煤工作面顶板在采空区后方47.5m开始垮落,并影响下方2-2煤工作面应力分布|钻孔应力计实测确定了2-2煤层工作面超前应力影响距离最大50.7m,应力峰值超前于工作面6m,应力集中系数1.23,而2-2煤层工作面不受间隔煤柱宽度20m的相邻工作面以及间隔顶板岩层厚度54m的上覆1-1煤回采影响|采用了3种方法综合确定了隆德煤矿上下煤层协调同采合理滞后距离为138.4m。数值模拟研究表明,安全间距50m以内拉应力贯穿整个层间距,从而验证了隆德煤矿上下煤层协调开采安全间距138.4m的安全性。     

煤矿用防爆胶轮运人车制动安全性的改进设计

针对煤矿用防爆胶轮运人车在使用过程中存在的安全可靠性问题,通过对车辆制动系统改进前后的组成及原理进行了分析,着重介绍了驾驶室和客厢门开启及关闭时车辆的制动状态,以及客厢门关闭由驾驶员操纵,从而确保了乘坐人员上下车的安全。同时,当司机开门下车时忘记拉驻车制动阀情况下,车辆也处于制动状态,通过气液联动实现了驾驶室与客厢门与制动的互锁,提高了防爆胶轮车的安全性能。该运人车经改进投入实际运行后,取得了良好的效果。     

铰接式双向驾驶混凝土湿喷车转向系统的设计与试验

在介绍铰接式双向驾驶混凝土湿喷车的用途和结构特点的基础上,针对现有技术的铰接式双向驾驶车辆在使用过程中存在的安全隐患问题,提出了采用转向闭锁阀进而实现双向驾驶转向技术的工作原理,并详细介绍了整车最大转向阻力矩的计算方法。利用虚位移原理理论计算的整车最大转向阻力矩与试验结果相比,误差小于5%。实践表明,采用该类转向技术能够很好地满足铰接式双向驾驶混凝土湿喷车对转向系统的要求,同时也可为类似车辆的设计提供参考。     

物料换装运输无轨胶轮车设计及应用

为提升山西东江煤业物料运输效率,降低安全隐患,确定在斜井巷道采用轨道平板车运输集装箱,由矿用提升机牵引运送到换装硐室,通过起重机起吊集装箱放置在无轨胶轮车货厢内部并固定,在平巷由无轨胶轮车将物料运输到指定地点。根据现场需求,确定了无轨胶轮车的主要技术参数,阐述了整车动力传动系统设计、车架及悬架设计、转向系统设计和自卸货厢及集装箱设计等技术要点; 整车满载在水平干硬路面上测试最大牵引力为90kN,运行最大速度为35km/h;将轴距加长600mm测试,四轮驱动和前轮驱动最大速度均为32km/h。实践表明两辆车单日平均运输16趟,单辆车单趟换装、自卸和往返运行的时间合计约1h,已使用12个月,性能稳定。     

自主行驶铲运机路径跟踪控制

铲运机是集铲土、运土功能一体化的铰接式车辆,常用于井下物料运输。跟踪控制是实现该类设备自动驾驶的核心技术之一。针对该种车辆特有的惯性大、响应慢、约束条件多、行驶易蛇形摆动等问题,提出了适用于铰接车路径跟踪的模型预测控制算法。引入铰接式车辆运动学模型预测未来车辆行驶状态,以路径跟踪的横向偏差、纵向偏差、航向角偏差、铰接角偏差最小化为目标函数,结合实际车辆的转向、加减速度、车速约束求解车速、转角速度最优控制序列。使用Matlab/MapleSim软件进行仿真试验,结果表明：使用该控制器可以实现y向偏差小于0.06 m,航向角偏差小于0.3°,最大铰接角控制偏差小于0.8°的控制精度。于三山岛金矿-645中段进行实车试验,实现从主巷道至溜进口的自动驾驶,具有实际工业应用前景与参考价值。     

铰接式防爆胶轮车转向运动学动力学分析与试验

针对双桥驱动铰接式防爆胶轮车在转向系统的设计过程中,目前尚无比较成熟的计算方法和指导公式,利用所建立的双桥驱动铰接式防爆胶轮车在空载和满载2种工作状态下的原地转向运动学及动力学模型,推导了车轮速度与折腰角之间的关系,分析了轮胎滚动、轮胎偏转以及传动件扭紧产生的转向阻力矩,并利用虚位移原理给出了空载和满载状态下的原地转向阻力矩计算公式。结果表明,根据该公式所计算的转向阻力矩与实测结果基本吻合,误差在10%之内,为其他双桥驱动铰接车辆转向系统的设计提供参考依据。     

煤矿用纯电动铰接车辆驱动控制系统研究

研究煤矿井下防爆铅酸蓄电池铰接车辆的先进驱动方式,包括集中式驱动、 双电机双桥驱动、 分布式驱动技术.分别对各驱动方式特点进行分析,针对不同类型的驱动方式以代表车型举例进行了介绍,并对各种驱动方式的优缺点进行了比较.综合比较,采用分布式驱动使电动车辆整车布置更加灵活,传动效率更高,且适用范围广,分布式驱动方式是煤矿用纯...     

防爆胶轮车铰接转向系统的设计计算

详细分析了井下铰接式防爆胶轮车全液压转向系统的组成和转向原理,归纳总结了转向液压缸、转向操纵机构等一些结构的布置原则,并对影响铰接式工程车辆液压转向的几个主要参数:转向力矩、转向时间、转向器排量、转向油缸缸径等进行了理论分析和详细的计算,为铰接防爆胶轮车铰接转向系统的设计提供依据。     

基于ADAMS的铰接式自卸车刚柔耦合动力学建模与仿真分析

以60t铰接式自卸车为研究对象,根据拓扑原理设计出整车的拓扑结构图,初步建立整车的多刚体系统动力学模型,在此基础上再建立考虑车架弹性变形的铰接式自卸车刚—柔耦合多体动力学模型,并对不同行驶工况下的动态特性进行仿真分析,得到了车架关键位置处的加速度响应及加速度功率谱密度曲线。仿真结果为铰接式自卸车的设计改进、车架的疲劳寿命预测分析提供了重要参考依据。     

煤矿井下多用途窄体式无轨胶轮平台

研究了一种适合矿井下使用的多用途无轨胶轮平台及其液压系统。设计了专用整体车架,其他部件均通过螺栓与车架连接,易于后期维护;针对矿井下工况需求和特点分析,研究开发了适用的全液压系统;通过对工况和液压驱动系统分析,提出适合胶轮车的全液压制动方案。完成组装调试后,在地面进行了模拟测试,结果表明:该设备机动性强,最大宽度1.5 m,最大行走速度20 km/h,转向灵活,制动安全,可在货台上安装钻探或掘锚类设备完成相应施工工作,也可安装货箱进行物料的搬运。     

煤矿铰接式运输车定轴式动力换挡变速箱设计及应用

为了方便煤矿铰接式运输车辆设计,需要对液力机械传动系统的变速箱设计开发,阐述了某型定轴式动力换挡变速箱档位数及换挡操纵设计、各档位传动比确定、输入与输出中心距确定、换挡和换向离合器设计、各档位离合器的组合方式、结构设计等关键技术。变速箱台架试验传动效率范围96.3%～98.5%,传动油最大温度为88.5℃|变速箱装车使用平均维修周期为8个月,全寿命成本与进口件相当,可替代进口。通过改变变速箱各档位传动比,系列化设计的定轴式动力换挡变速箱能应用于不同载荷的铰接式运输车辆,解决了无轨辅助运输车辆关键元部件及核心技术长期依赖进口的问题。     

基于Simulink的矿用电动胶轮车整车建模与能耗分析

针对国内矿用柴油机胶轮车在防爆和能耗方面的明显缺陷,基于柴油机胶轮车进行电动化改造的设计思想,利用MATLAB/Simulink搭建完整的目标电动胶轮车的整车模型,设计基于PI算法的驾驶员模型,并制定整车控制策略.以附加王家岭煤矿辅运巷道坡度工况的低速美国城市道路循环工况(LUDDS)为目标工况进行整车性能仿真,对整车...