液压支架与机采设备的约束关系及其控制模型

根据综采工作面的实际工况，分析了液压支架与采煤机以及液压支架与刮板输送机之间的运行约束关系，推导了液压支架与采煤机运行约束关系的数学表达式，建立了液压支架采煤机位置自动控制模型．制作并进行了10台控制器的联机试验，结果表明，模型实用，符合实际，为设计液压支架计算机电液控制系统提供了理论依据．     

滚简式采煤机截割部的动力学分析

本文讨论了用计算机分析滚筒式采煤机截割部的动态特性,以某种型号采煤机为例,建立了动力学模型,用矩阵迭代法计算了固有频率及相应的主振型,用模态分析法解出了在激振下的响应。最后计算了系统的动力系数,验证了其结构设计的合理性。     

基于分形网格维数的采煤机故障诊断

介绍了分形网格维数基本理论,概述了分形维数的分析方法和相关性判断,并介绍了采煤机齿轮箱的故障特点和诊断方法,计算了采煤机齿轮箱在正常状态、内圈点蚀和外圈裂纹三种状态下的网格维数,并利用网格维数距离对其进行故障判别,得到了较好的诊断结果。     

基于OMAP-L138的电牵引采煤机摇臂

针对煤矿井下电牵引采煤机摇臂信号的采集对便携式数采仪的功能要求，以OMAP L138为处理核心，硬件方面,根据便携式数采仪的功能要求对外围器件硬件进行选型并绘制电路原理图，根据原理图制作PCB电路板；软件方面,通过选择合适的Linux内核版本，完成对内核的裁剪和移植，并根据外围硬件开发相应的驱动程序，同时采用Qt软件开发应用程序及控制界面，形成了具有ARM+DSP双CPU的便携式数采仪,实现了对电牵引采煤机摇臂信号的采集、显示、存储、传输和分析等功能。     

采煤机破碎机行星机构轴承固定螺栓断裂分析

通过对采煤机破碎机行星机构轴承固定螺栓断口面进行分析,并结合相应螺栓的使用环境、受力情况及工作状况,分析和探讨其断裂的原因,同时提出了相应的改进措施,从而提高破碎机的承载能力,延长破碎机工作寿命,保证设备稳定运转,减少维修次数,降低维修成本。     

热处理对HVOF WC-17Co涂层组织结构及耐磨性能的影响

采用超音速火焰喷涂技术在42CrMo钢表面制备了硬质WC-17Co耐磨涂层,分别在500,700,900,1 100 ℃保温1 h进行热处理,进而研究了热处理温度对涂层微观组织、相组成、硬度以及耐磨性能的影响。实验结果表明：随着热处理温度的升高,W2C相逐渐减少而非晶态的Co发生再结晶生成Co3W3C和Co6W6C;硬度呈现先升高后降低的趋势,700 ℃热处理后,WC硬质相增多,硬度最高;喷涂态WC-17Co涂层的耐磨性较差,900 ℃热处理后,析出的Co6W6C细小且弥散均匀分布,涂层的磨损量最小、耐磨性最好。     

基于地理信息系统（GIS）的采煤机定位定姿技术研究

采煤机自主定位及其对煤层信息的感知是采煤机自动控制系统关键技术。以山西某煤矿18201工作面为试验地点,利用震波CT探测技术对工作面煤层进行了精细勘探,构建了工作面煤层地理信息系统。以具有自动寻北功能的惯性导航装置、轴编码器为传感元件,开发了基于工作面地理信息系统的采煤机定位定姿装置。经过工作面试验,采煤机定位装置可实时测量采煤机行走轨迹、截割轨迹及其与煤层顶底板关系,实现了采煤机在工作面煤层三维地质环境中的定位与煤层地质信息的感知。     

采煤机摇臂用数字液压缸反馈机构间隙问题研究

为研究反馈机构间隙对采煤机液压系统的静态误差及闭环稳定性的影响,分析了4个运动副及其间隙在反馈过程中的相互作用机理,建立了含反馈机构间隙的数字液压缸模型。通过比较间隙的负倒频曲线与线性部分奈奎斯特曲线的位置关系,发现间隙不影响系统稳定性。采用静态分析方法,导出各间隙引起的静态误差表达式,揭示影响静态误差的因素及规律。建立了数字液压缸的AMESim仿真模型并进行了仿真研究。试验验证了理论及仿真分析的正确性。     

采煤机截割状态与煤岩识别的关联载荷特征模型

针对采煤工作面煤层的厚度变化、含夹矸和包裹体的不确定性,以及复杂煤岩占比和岩层位置辨识的差异,致使采煤机在截割过程中会产生无效调整截割高度的情况,影响其可靠性和智能化技术水平。截割煤岩载荷特征及其关联截割状态的模型可以预测、修正和决策采煤机截割行为,提升采煤机智能化程度。借鉴多信息实时修正记忆截割与煤层三维地质信息建模等方法,提出了采煤机自主调高-调速二元协同控制模式及截割状态关联特征模型,考虑煤岩赋存条件以及滚筒相对煤岩层的位置和工作参数,划分滚筒截割过程为顺转截割、逆转截割、向和逆自由面截割以及截割顶底板和夹矸等截割状态,分析截齿截割煤岩的过程与状态,构建了向和逆自由面截割状态特征量的数学模型和截割顶底板位置与占比的识别定量载荷关联特征模型,给出了截齿垂直、平行于层理方向截割力的累计占比计算方法,通过旋转截割实验验证截割煤岩载荷特征模型的准确性。根据截割顶、底板、夹矸岩层前后载荷变化导致的截割电机电流变化规律与调高液压缸两腔压力的关联性变化规律,结合截割状态的关联载荷特征模型,修正与预测截割状态和岩层位置,确定了修正采煤机调高调速行为协调控制的截割状态特征参量。研究表明:向自由面截割煤岩断裂位置大于逆自由面的,向自由面易于破碎煤岩,且截割载荷与比能耗均小;分别获取截齿截割顶底板载荷增量与方向角,载荷增量均与岩层厚度呈正相关性,但截割顶底板方向存在明显差异;随截割夹矸岩层厚度增加,截齿截割载荷增大,且截割载荷与夹矸位置呈抛物线关系;给出截齿垂直和平行层理截割力特征值占比的度量,反映截割顶板易于截割底板的特征;截齿向自由面截割煤岩理论和实验的截割阻力功特征值、断裂位置和断裂崩落线与截割点垂线夹角的平均误差分别为3.10%,3.37%和8.07%,验证了截割煤岩状态特征量数学模型的正确性。该研究通过给出融合载荷特征的截割状态修正与煤岩状态识别的理论基础描述,为进一步精准实现智能化采煤机调高-调速二元协调控制提供了借鉴。     

单刀头采煤机系统设计研究

由于国家对煤层资源的大量需求,需要不断加大对煤矿的开采力度。为了提高采煤机的工作效率和安全性,对特殊煤层地质条件下的采煤机进行了设计,提出了单刀头采煤机开采煤炭的设计思路。以采煤机单刀头开采过程为研究工况,分析了单刀头设计的合理化以及对开采煤炭产量的影响,并进行了仿真分析。通过工程实践得出,单刀头开采与原开采方式相比,在煤层开采成本方面更具有优势,研究为矿井机械装备升级提供了重要参考。