基于GA-BP神经网络薄煤层采煤机装煤性能预测

提高装煤量是薄煤层采煤机设计中的重要内容。针对传统方法难以解决多因素影响采煤机装煤量的问题,提出了基于遗传算法(GA)与BP神经网络相结合的薄煤层采煤机装煤率预测方法。建立了薄煤层采煤机装煤量的数学模型,利用遗传算法对神经网络的权值和阀值进行优化,以仿真数据为训练和检测样本,用GA-BP算法训练网络,避免了单独使用BP神经网络训练容易陷入局部极小值以及单独利用仿真的办法工作量大,仿真时间长的问题。结果表明:利用提出的方法即加快了收敛速度也提高了训练精度,对薄煤层采煤机装煤性能的预测具有重要意义。     

薄煤层采煤机滚筒装煤效率的研究

针对薄煤层采煤机滚筒装煤效率低的问题,采用离散元仿真方法对滚筒装煤过程进行研究。在UG中建立滚筒模型,利用颗粒流离散元软件PFC3D,建立模拟煤壁模型,将滚筒模型导入,形成滚筒、煤壁的组合仿真模型。通过顺转和逆转装煤对比实验,得出滚筒逆转装煤效率比滚筒顺转装煤效率高9.3%左右。通过正交实验,得到了叶片螺旋升角、滚筒转速、牵引速度三因素对滚筒装煤效率影响的显著性和最佳取值。仿真研究结果对薄煤层采煤机滚筒的设计具有一定的指导意义。     

新型薄煤层采煤机装煤量与可靠性研究

为提高薄煤层采煤机的装煤量,建立了螺旋滚筒装煤量的数学模型。研究发现采煤机装煤量随叶片螺旋升角的增大呈先增后减的变化规律,并获得了最大装煤量时的螺旋升角;建立了采煤机截割部虚拟样机模型,基于实际工况加载仿真后发现,摇臂壳体和行星架的强度均显不足,根据仿真结果分别对其结构进行优化,优化后力学性能明显提高;摇臂壳体及行星架的可靠性随采煤机牵引速度的增大而降低,而叶片螺旋升角的变化对其可靠性的影响很小,可以忽略。综合以上考虑,在原设计基础上增大叶片螺旋升角、增加挡煤板,使采煤机装煤量提高了53%。     

基于EDEM对薄煤层采煤机装煤性能的研究新方法及应用

介绍离散元法的数值计算方程和螺旋滚筒理论装煤率的计算方法,并结合工程实际项目,根据采煤机滚筒叶片的螺旋升角、厚度、煤与叶片的摩擦因数、滚筒转速等相关参数计算出采煤机的理论装煤率。利用Pro/E软件建立了采煤机装煤系统模型并将其导入到通用CAE软件EDEM中,根据煤层赋存条件及采煤机实际工况对装煤系统仿真模型的材料和属性等参数进行设置。通过对滚筒装煤率离散元仿真的结果和理论装煤率进行研究和分析,验证了离散元法对采煤机滚筒装煤效果仿真研究的可行性和分析的准确性,为离散元法在采煤机装煤性能方面的研究提供了重要参考。     

采煤机滚筒螺旋升角对装煤性能影响分析

针对采煤机滚筒螺旋升角对装煤性能影响进行研究。推导了滚筒螺旋叶片抛煤力与装煤量的理论计算公式。通过理论分析可知,保持其他条件不变,叶片抛煤轴向力与螺旋升角、滚筒转速成反比,与牵引速度成正比。理论装煤量与滚筒转速成正比,并随着螺旋升角的升高而呈现先升高后下降的抛物线。使用Adams软件仿真不同螺旋升角时采煤机滚筒轴向受力和采煤机截割功率变化情况,与理论分析结果基本一致。在对采煤机滚筒进行设计时,要考虑螺旋叶片对采煤机截割性能的影响,使得采煤机的实用性和经济效益达到最优。     

影响螺旋滚筒装煤性能的因素分析

为研究多因素影响下螺旋滚筒的装煤性能,通过对煤炭颗粒的运动进行分析,建立了螺旋滚筒装煤的数学模型;基于煤样测试结果结合莫尔-库伦强度理论,对煤壁离散元模型中相关粘结参数进行设置,建立螺旋滚筒装煤的离散元模型。通过数值模拟得到装煤过程中煤炭颗粒的运动分布,对不同统计区域内煤炭颗粒质量统计得到了螺旋滚筒截割过程中的装煤率变化规律。对具有不同结构和运动参数的螺旋滚筒装煤过程进行了四因素四水平正交试验,分析了不同因素对滚筒装煤性能的影响权重,其中螺旋升角的大小对其装煤效率的影响最大,牵引速度和截割深度次之,滚筒转速对装煤率的影响最不显著。研究结果为螺旋滚筒的结构设计及其装煤性能提高提供了一种新的方法。     

薄煤层开采中工作面走向倾角对滚筒装煤性能的影响

薄煤层开采过程中，由于煤层地质条件的不同，存在不同的工作面走向倾角，对采煤机滚筒的装煤性能产生影响。针对走向倾角的影响作用，采用离散元仿真的形式，对推挤及抛射两种工艺下的滚筒装煤性能进行分析。结果表明，在两种工艺方式下工作面走向倾角越大则滚筒的装煤性能越好，在10°走向倾角下的装煤率是-10°时的约1.9倍。     

采煤机滚筒装煤效率优化

以雁崖薄煤层矿井采用的WG-2×125/571-WD型滚筒采煤机为研究对象,在阐述了滚筒装煤机理的计算过程后,利用MATLAB软件对叶片螺旋升角与装煤效率进行了模拟仿真,获得了螺旋升角的最佳值,接着利用PFC颗粒流软件将改进后的滚筒结构与原滚筒结构进行了模拟仿真.通过仿真得知:改进后的滚筒结构不仅能有效提高抛煤速度,而且能缩短煤流在叶片上的滑移时间.     

薄煤层采煤机行星机构强度分析

基于刚柔耦合多体系统动力学和疲劳累积损伤理论,通过多软件构造协同仿真平台建立了以行星机构为柔性件的薄煤层采煤机多体模型。通过对模型进行动力学仿真分析发现:截割部行星架主要发生弯曲变形和扭转变形,主应力值均在其材料的许用应力范围之内,强度方面满足要求,可靠性较高;牵引部行星架输出端花键根部与退刀槽连接处受力较大,存在局部应力集中现象。对动力学仿真结果中行星机构关键节点的原始载荷谱进行雨流计数和外推处理后,分析其疲劳寿命,得到了疲劳寿命循环次数和疲劳寿命云图。分析结果为研究复杂条件下结构的动应力分布和疲劳寿命提供了新的方法。     

薄煤层采煤机截割部可靠性分析

利用MATLAB、Pro/e、ANSYS、ADAMS四款软件联合构建了某煤机公司的薄煤层采煤机截割部刚柔耦合仿真环境,对摇臂系统进行多体动力学与运动学仿真,并对壳体进行了强度分析,根据分析结果对壳体的结构进行了优化,为提高该产品的可靠性提供了依据,降低了新产品的研发成本与时间。     

薄煤层采煤机截割部可靠性分析

结合"含硫化铁矿结核体薄煤层采煤机截割部可靠性研究"项目对采煤机截割部液压调高系统和壳体工作的可靠性进行了研究.利用Pro/E、MATLAB、ADAMS、ANSYS、NSOFT构造的协同仿真环境,对摇臂系统进行多体动力学与运动学仿真;基于ADAMS/Hydralllic对截割部液压系统进行了溢流压力校核并对壳体进行了强度分析,根据分析结果对壳体的结构进行了优化;并对优化后的壳体进行了疲劳寿命分析,保证了全国首例富含硬结核体的薄煤层采煤机的成功研制.     

薄煤层大功率采煤机摇臂部件有限元分析

为提升采煤机摇臂部件的工作性能,利用ANSYS数值模拟软件对采煤机摇臂壳体及摇臂二轴进行数值模拟分析,发现摇臂壳体受力较低,安全系数取得较大,可以适当降低材料的尺寸,同时对模型进行强度校核的同时应当对刚度进行一定的校核,避免出现疲劳失效。     

全机载薄煤层采煤机面世

近日,由西安煤矿机械有限公司研制成功的全机载薄煤层采煤机运往河北正式交付使用。该采煤机可开采出被许多煤矿企业放弃的1．2m以下的薄煤层、极薄煤层及三角地带煤层,对我国节约资源、提高煤炭回采将起到重要作用。     

新型薄煤层采煤机行星架的可靠性分析

研究通过Pro/E、ANSYS、ADAMS软件建立新型薄煤层采煤机刚柔耦合虚拟样机模型,再利用协同仿真技术对关键零部件行星架在五种工况下的可靠性进行仿真分析。研究结果表明,行星架结构满足新型薄煤层采煤机可靠性设计要求。本次研究的分析方法为采煤机及其他零部件可靠性分析提供理论依据。     

薄煤层采煤机摇臂壳体的瞬态动力学分析

以某煤机公司设计的含硫化铁矿结核体的薄煤层采煤机摇臂壳体为研究对象,基于Pro／ENGINEER建立了采煤机截割部的三维实体模型,并应用有限元分析软件ANSYS与多体动力学仿真软件ADAMS之间的双向接口,实现了考虑柔性体对机械系统动力学行为的影响;基于MATLAB软件生成了螺旋滚筒的瞬时负载文件,并将其导入ADAMS环境下的采煤机截割部刚柔耦合虚拟样机系统中,解决了含硫化铁矿结核体薄煤层采煤机截割部的输入实现问题;利用ADAMS的载荷文件对摇臂壳体进行了瞬态动力学分析并得到了基于精确动力学仿真结果的应力应变结果,发现了采煤机摇壳体设计上存在的问题,并对薄弱环节进行了优化,提高了产品质量,研究成果具有重要的理论意义和实用价值。     

薄煤层采煤机摇臂输出轴轴承特性分析

研究采煤机摇臂输出轴轴承,利用项目组开发的采煤机载荷模拟程序得到采煤机受力曲线,通过对采煤机的整体受力分析得到输出轴轴承的载荷。综合考虑轴承在工作中所受到的约束及外界环境等因素,利用ANSYS-DYNA软件对其进行显式动力学仿真,建立轴承的有限元模型,获取轴承的应力特性,为进一步研究输出轴轴承的运动特性提供了依据。     

基于ANSYS的薄煤层采煤机摇臂模态分析

以J71A型薄煤层大功率采煤机的摇臂为研究对象,针对采煤工况中摇臂关键零部件易过载和疲劳失效的现状,采用Pro/E创建了摇臂的模型,使用ADAMS和ANSYS软件模拟分析了不同工况下摇臂的位移和应力分布规律,并对最危险工况状态的摇臂进行了模态分析。分析得知:在摇臂前10阶振型模态下,最大振幅均在行星头和电动机外壳上。分析结果为采煤机的优化设计提供了依据。     

大倾角煤层开采条件下的采煤机滚筒装煤性能研究

分析了滚筒式采煤机的装煤原理,介绍了大倾角煤层开采条件下影响滚筒装煤性能的因素,对大倾角煤层开采条件下的不同参数的滚筒性能进行仿真分析,得出了运输机和采煤机的各参数对滚筒性能的影响规律。分析认为:"前滚筒抛射,后滚筒推挤"的双滚筒模式是大倾角煤层开采采煤率较高的方式,值得在采煤机中推广;受滚筒装煤空间的限制,滚筒直径在550~600 mm之间、螺旋角度在18°附近是较为理想的滚筒结构;低转速、高牵引力对提升滚筒装煤性能作用明显。滚筒转速120 r/min、牵引力6 m/min是比较高效的。     

复杂煤层赋存条件下薄煤层采煤机可靠性分析

以刚柔耦合多体系统动力学理论为基础,建立了采煤机截割部刚柔耦合模型,研究了内齿圈在啮合过程中的动力学行为;根据采煤机在复杂煤层赋存条件工作时滚筒受力情况,基于Matlab编程模拟出滚筒的载荷文件。通过Recur Dyn多体动力学软件进行仿真分析,得到采煤机内齿圈的应力分布及其与行星轮的接触力和接触力矩,与理论值进行比较验证了其正确性;通过疲劳寿命计算,得到了内齿圈齿面的最小疲劳循环次数,对内齿圈疲劳寿命的薄弱区域提出改进方法,延长其使用寿命。在产品设计时对其可靠性进行分析,降低了研发成本,为研究采煤机设备在大范围刚性运动与柔性构件小变形运动时的应力和疲劳寿命情况提供了新的方法。     

薄煤层电牵引采煤机的发展与对比分析

基于薄煤层的特点和电牵引采煤机的发展历程,分析电牵引采煤机的主要构件和设计内容,并通过与同类型产品的对比分析,探讨电牵引采煤机的关键技术及其特点与发展趋势。最后以MG100/111-TD型链式电牵引薄煤层采煤机为例,进一步探讨将其改造为无链牵引采煤机的改进点。