提升机钢丝绳张力变化规律特性研究

设计了提升机钢丝绳张力数据采集装置,实现了箕斗运行过程中钢丝绳的张力数据采集,完成了张力变化曲线绘制,并结合简化的张力计算模型和提升机的运行曲线对钢丝绳张力变化规律进行了分析。试验数据分析表明:在提升机爬行终了时钢丝绳的张力最大,在箕斗装载和提升机停车卸载时钢丝绳的张力突变最大,对钢丝绳的损坏最严重。     

基于计算机仿真的矿井提升机钢丝绳张力研究

建立了提升机钢丝绳张力在提升过程中的数学模型,在分析计算出张力的微分方程后通过Matlab软件提供的Simulink仿真功能对系统进行动力学建模同时对张力进行仿真分析,得到张力在提升过程中的变化曲线。通过研究分析该曲线可以对煤矿生产中提升机参数的设置和钢丝绳的选型进行优化,从而提高生产效率和安全性。     

矿井提升钢丝绳动力学仿真与实验研究

在建立提升钢丝绳力学模型的基础上,引入S形速度曲线和算法,用Simulink建立仿真模型并对两种速度曲线的提升过程进行动力学仿真。仿真和实验研究结果表明:S形速度曲线大大减小了提升冲击,改善了钢丝绳的受力状况,提高了系统的稳定性;对提升钢丝绳的选择和提升机运行控制方式的设计与改善具有一定的参考价值。     

矿井提升系统振动与行程控制仿真研究

给出了矿井提升系统振动微分方程和S形曲线算法,并分别在折形速度给定和S形给定下,对提升过程进行仿真,最后对两种仿真结果进行定量比较分析。研究表明,S形速度给定可以大大减小提升中的系统冲击,改善钢丝绳受力情况,提高提升的平稳性,同时还可为提升钢丝绳的选用和提升机运行控制方式的设计与改进提供参考。     

多绳提升箕斗悬挂点钢丝绳张力变化规律分析

通过对多绳箕斗提升系统的运动学和动力学分析,建立了多绳提升箕斗悬挂点钢丝绳张力计算模型,得出了提升各阶段箕斗悬挂点钢丝绳张力计算公式,分析了在整个提升过程中该张力的变化规律,并以淮南某矿提升系统为例,计算出提升过程中各个阶段钢丝绳张力大小,绘制出沿提升高度钢丝绳张力变化曲线,确定了箕斗悬挂点钢丝绳最大张力点,为安装在箕斗悬挂点并用于钢丝绳张力测量的力传感器的设计选择提供依据。     

矿井提升系统恒减速制动特性分析

运用Recur Dyn建立了多绳摩擦式矿井提升系统刚柔耦合动力学仿真模型,运用控制变量法分别讨论了最大运行速度和提升载荷等参数对恒减速制动过程中系统动力学特性的影响;结果表明,制动开始时,提升侧和下放侧钢丝绳张力有突变,重载下放侧钢丝绳张力波动频率比提升侧低;最大运行速度对钢丝绳张力影响不大,提升载荷对钢丝绳张力有较大的影响。     

双绳缠绕式煤矿深井提升系统钢丝绳张力主动控制方法

针对双绳缠绕式煤矿深井提升系统运行过程中钢丝绳张力不平衡问题,提出了钢丝绳张力主动控制方法。首先,分析双绳缠绕式煤矿深井提升系统钢丝绳张力与浮动天轮液压缸负载力之间的关系,考虑系统存在的非线性问题,建立了提升系统钢丝绳张力主动控制模型;其次,由于煤矿深井提升环境恶劣,因此钢丝绳张力反馈信号通过无线装置进行采集,考虑提升系统运行过程中钢丝绳张力反馈信号通过无线传输存在不确定延时问题,基于系统控制模型构建了钢丝绳张力主动控制矩阵,设计了钢丝绳张力无线反馈信号传输延时补偿观测器,证明了包含延时补偿观测器的钢丝绳张力主动控制模型的稳定性;然后,考虑钢丝绳张力主动控制模型是一种严格反馈模型,存在输出约束问题,提出了反步控制和障碍李雅普诺夫函数相结合的钢丝绳张力主动控制方法,并证明了钢丝绳张力控制下的提升系统稳定性;最后,利用双绳缠绕式煤矿深井提升试验台对提出的传输延时补偿观测器及钢丝绳张力主动控制方法开展了实验验证,实验结果表明,延时补偿观测器可有效减小由于无线传输造成的钢丝绳张力反馈信号滞后量,与传统的被动式钢丝绳张力调节装置相比,在高速和低速工况下,提出的钢丝绳张力主动控制方法均可以更有效地减小2根钢丝绳张力差,进一步保证提升系统的安全运行。     

矿井提升机浮动导向轮组的设计及仿真研究

针对超深立井多绳提升系统中提升钢丝绳之间张力不平衡的问题,在分析现有张力平衡装置的基础上,设计了一种并联浮动导向轮装置。该装置将天轮结构与密闭连通器等压传递原理相结合,兼具导向和平衡各绳张力的功能。与现有张力平衡装置相比,具有结构简单、易于维护等优点。为了测试浮动导向轮组对提升绳张力的调节效果,在AMESim软件环境下对整个多绳提升系统的运行状态进行了仿真分析。仿真结果表明:该装置可以有效减小系统动态运行过程中各提升钢丝绳之间的张力差,保障提升容器安全平稳运行。     

风阻对矿井提升系统钢丝绳张力测量的影响

通过在线监测系统监测矿井提升系统钢丝绳张力值时,偶尔会出现监测值与实际值偏差较大的情况,考虑到矿井井口风力较大,从提升机罐笼运行过程中所受迎面阻力、壁面摩擦力、紊流阻力3个方面,探讨风阻对提升系统钢丝绳张力测量值的影响。首先基于流体力学理论分析了提升系统不同运行阶段风阻的作用规律,并对风阻作用下的钢丝绳张力测量干扰量进行了仿真。其次为了验证假设理论的正确性,利用上位机对测得张力数据进行补偿。最后通过对比提升系统的理论张力、实测张力及补偿张力曲线,证实了风阻对钢丝绳张力及提升载荷的测量具有一定的干扰作用。分析结果为提升系统钢丝绳张力的精确测量提供了重要的理论依据,也为定量消除风阻产生的张力测量误差量提供了方法。     

海洋绞车钢丝绳缠绕过程动力学分析

针对电驱动海洋绞车钢丝绳缠绕系统,研究钢丝绳在缠绕过程中的动力学特性.运用弹性振动理论建立提升钢丝绳的数学模型,并对柔性钢丝绳建模参数进行了详细计算,利用Solidworks和Adams建立了钢丝绳缠绕系统的虚拟样机模型并对其进行了仿真分析.结果表明,在绞车提升、下放过程中,波浪对钢丝绳张力有一定程度的影响,加速度的变化对钢丝绳动张力影响明显,尤其在加速度突变节点与层间过渡段,会对钢丝绳缠绕系统造成较大冲击,加剧磨损的发生;同时进一步分析验证了同层缠绕时钢丝绳张力的衰减现象与卷筒接触力的变化规律.这些结果为海洋绞车提升系统设计与优化有着重要的参考价值.     

锻造加工对30CrNi2MoV钢在低温长时间回火下的组织与性能的影响

采用拉伸试验机、冲击试验机、金相腐蚀试验、硬度测试等实验研究了在低温回火及延长回火时间条件下,锻造方式对30CrNi2MoV钢的微观组织与性能的影响。结果表明,经过2次镦拔锻造工艺后,再经过1次镦粗或1次镦粗 1次拔长后,30CrNi2MoV钢的拉伸强度分别从1070.1MPa提升到1215.4MPa和1189.8MPa,冲击韧性显著提高分别从39.67J提高到85.33J和84.67J,其硬度一定程度上有所增强,从375HB分别增加到417.83HB和393.87HB。锻件的强度提高来源于材料内部晶粒的细化和均匀性,并且发现经过对材料进行后续的锻造,其强化效果要明显高于只经过2次镦拔锻造工艺的效果。     

磨辊轴平砧拔长时孔洞闭合的模拟研究

大锻件由钢锭直接锻造成形,内部不可避免存在孔洞、裂纹等缺陷,严重影响锻件的质量,需通过合理的锻造工艺来改善或消除这些缺陷。磨辊轴锻件的拔长需要多工步锻造,每一工步之间相互影响,如果参数控制不当,缺陷就无法被改善。运用有限元软件DEFORM-3D对平砧拔长时磨辊轴内部孔洞的闭合过程进行了数值模拟,研究了不同的工艺参数对锻件内部孔洞闭合效果的影响,得到了较佳的砧宽比、压下率,为实际生产提供理论依据。     

高恒阻大变形锚索静力学特性数值模拟分析及应用

近些年,滑坡地质灾害发生的强度和频率逐年上升。 在滑坡发生过程中,传统预应力锚索无法 抵抗岩土体大变形而发生拉断、破坏、失效等问题。 针对上述问题,自主研发了三种不同类型的高恒阻 大变形锚索(NPR锚索),其核心结构由恒阻装置与传统锚索连接组成。 首先,通过现场静力拉伸试 验,得到该新型锚索结构最大恒阻力值约850kN,最大变形量达2000mm;其次,在ABAQUS中采用 STATIC,GENERAL准静态分析方法对静力拉伸条件下恒阻装置的应力应变特性进行数值模拟分析, 分析结果证明NPR锚索拉伸过程是一个恒阻且吸收能量的过程;最后,现场应用验证了NPR锚索结 构能够随着边坡失稳而产生大变形的特性,避免了传统锚索因大变形而被拉断破坏,实现了滑坡灾害 防治、监测、预报智能一体化的目标,为合理解释滑坡体运移规律与监测预警曲线之间的关系提供了科 学依据。     

白云母粉体超细磨过程研究

为了解白云母粉体超细磨过程的特点,对白云母超细磨产品进行了SEM、XRD、XPS和FTIR表征。结果表明:当超细磨时间小于0.5 h时,元素K的结合能漂移较大,白云母主要沿解理面断裂;当超细磨时间为1 h时,元素Al的结合能变化最大,白云母主要沿端面断裂。随着超细磨时间的延长,白云母形貌由不规则多边片状变化为颗粒状,并且粉体颗粒明显细化。白云母的特征衍射峰强度逐渐减小,Si-O键的非对称伸缩振动峰发生简并扩宽,其对称伸缩振动吸收峰则发生分裂,白云母粉体有序结构逐渐遭到破坏并出现无定形化现象。研究对白云母超细磨工艺参数的优化及工业化生产有一定参考意义。      

Si添加对快速凝固/粉末冶金镁合金组织及力学性能的影响

采用快速凝固/粉末冶金工艺分别制备Mg-8Al-0.5Zn-0.15Mn及Mg-8Al-0.5Zn-0.15Mn-2Si合金挤压棒材。利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)及拉伸机,研究了Si添加对Mg-Al-Zn-Mn合金显微组织及室温力学性能的影响。结果表明,与热压Mg-Al-Zn-Mn合金相比,热压Mg-Al-Zn-Mn-Si合金内晶界上网状分布的Mg17Al12相减少,晶内出现多边形状Mg2Si相。热压后的反向挤压过程中Mg-Al-Zn-Mn合金与Mg-Al-Zn-Mn-Si合金组织均发生连续动态再结晶,其中Mg-Al-Zn-Mn-Si晶粒细化较好,伸长率较大,第二相Mg2Si与基体接合良好,但Mg2Si相周围出现的应力集中导致屈服强度和抗拉强度降低。随着反向挤压温度上升,反向挤压制备的两种合金屈服强度和抗拉强度均降低,而伸长率增大。     

基于突变理论的煤层关键层复合体失稳理论分析

根据突变理论,在煤层与岩层关键层复合的基础上,探讨了煤岩复合体失稳破坏的机理。基于势能原理,建立了尖点突变模型,导出其失稳的力学判据及突变时的突变变化。得出了在水平力和垂直力共同控制的空间中系统失稳的分叉集合并分析其突变过程。分析结果表明:系统发生突变的影响因素除了复合体的弹性模量与惯性矩外,主要是水平力,水平力越大,越容易失稳。     

基于高速动态的颗粒气泡脱附过程动力学研究

通过颗粒气泡脱附高速动态测试系统,研究了颗粒气泡脱附过程动力学。运用Image-Pro Plus图像处理软件测量颗粒气泡间接触角、三相润湿周边,计算颗粒气泡间毛细黏附力随颗粒运动时间的变化。结果表明：颗粒从气泡表面脱附主要分为气泡拉伸变形接触角增大和气泡滑动三相润湿周边减小两个阶段。气泡拉伸阶段,三相润湿周边固定在颗粒表面,接触角由平衡接触角增大到前进接触角;气泡滑动阶段,接触角保持不变,三相润湿周边滑动减小。毛细黏附力在气泡脱附过程中随接触角增大而增大,随三相润湿周边滑动而减小,当外力超过颗粒气泡间临界黏附力时,颗粒从气泡表面脱附。     

类纤维对油井水泥作用机理的实验研究

为了改善普通油井水泥物理力学性能的均衡性，提高普通油井水泥抗拉伸破坏的能力，研制了类纤维水泥。利用室内实验系统研究了类纤维改善水泥石抗折强度、抗冲击韧性和胶结强度的机理，并进行了验证。结果表明类纤维水泥较普通油井水泥，其抵抗拉伸破坏的能力显著提高，原因在于类纤维水泥中的活性物质与水泥水化过程中的水化产物耦合反应，在水泥基体中生成了类纤维物质，该物质的生成和合理分布显著改善了普通油井水泥物理力学性能的均衡性．提高了水泥石抵抗拉伸破坏的能力。     

煤矿井下提升钢丝绳的机械损伤与防护

由于钢丝绳是矿井提升物料的重要大型材料之一,它的安全状况直接牵涉到矿井的安全。钢丝绳的机械损伤和维护至关重要。钢丝绳在使用过程中主要承受振动疲劳、弯曲、拉伸、扭曲,以及过载引起的弹性形变等损伤。加强这方面的维护将大大提高钢丝绳的使用寿命。     

变频调速一体机在长运距大功率带式输送机上的研究综述

针对长距离工作面顺槽带式输送机启动不平稳、单位时间内运量不足、带速高电耗大、开机率低、无法满足高效产能释放的需求,提出了一种变频一体机驱动带式输送机的新型驱动和控制方式,在输送机启动阶段采用S-曲线加速方式实现输送机的平滑启动,解决了启动难题。针对多机功率不平衡问题,采用动态PID调节转速控制、从机转矩跟随的控制方式实现主从机的动态功率平衡调节。从系统方案和保护功能两方面阐述变频一体机在带式输送机上的使用优势。