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不同工况下掘进机截割性能多目标优化

煤炭工程 2023年第9期55卷 103-107页

作者：张洪清韩振国马传斌王国徽王斌孙安磊谢苗蒋泽旭吴霞扎赉诺尔煤业有限责任公司生产技术部内蒙古满洲里021400 扎赉诺尔煤业有限责任公司灵露煤矿内蒙古满洲里021400 扎赉诺尔煤业有限责任公司铁北矿内蒙古满洲里021400 辽宁工程技术大学辽宁阜新123000

为了提高掘进机的截割效率,以掘进机截割部的运动参数为设计变量,研究悬臂式纵轴掘进机的截割头自转速度、摆动速度等运动参数对截割性能的影响,用MATLAB模拟各性能参数变化规律,以单个截齿载荷分析为基础,建立截割头各向载荷数学模型,... 详细信息

为了提高掘进机的截割效率,以掘进机截割部的运动参数为设计变量,研究悬臂式纵轴掘进机的截割头自转速度、摆动速度等运动参数对截割性能的影响,用MATLAB模拟各性能参数变化规律,以单个截齿载荷分析为基础,建立截割头各向载荷数学模型,根据现场经验给定运动参数设计空间,建立截割头的截割阻力、负载转矩、截割比能耗和截割生产率目标函数,采用线性加权法将多个优化目标转为单个目标,分别给出正常工况和夹矸工况的加权系数,求解截割运动参数最优配置,在EDEM仿真软件中对优化前后的截割性能进行验证,结果表明最优运动参数下的掘进机综合截割性能更优,截割能力、破岩能力提升,截割比能耗降低,生产率得到了显著提高,产尘量得到了一定程度的控制。

关键词：掘进机截割性能运动参数多目标优化

基于ANSYS的矿用掘进机回转台振动疲劳分析方法

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煤炭技术 2023年第6期42卷 248-250页

作者：张振山王建军武秋俊马振河北机电职业技术学院河北邢台054000 邦迪管路系统(重庆)有限公司重庆404100

掘进机截割过程易受到强冲击载荷而导致回转台产生振动疲劳现象,对作业的可靠性和稳定性影响较大。经分析掘进机回转台的作业原理,依据Palmgram-Miner疲劳判断法则,利用ANSYS仿真软件对回转台振动疲劳情况进行分析。结果表明:回转台X轴... 详细信息

掘进机截割过程易受到强冲击载荷而导致回转台产生振动疲劳现象,对作业的可靠性和稳定性影响较大。经分析掘进机回转台的作业原理,依据Palmgram-Miner疲劳判断法则,利用ANSYS仿真软件对回转台振动疲劳情况进行分析。结果表明:回转台X轴向的振动对回转台疲劳损伤影响较大,通过减振能够较好的提升回转台的整体寿命;回转台与油缸连接的4个销轴位置易产生疲劳损坏现象,最小循环载荷为38965次;仿真结果与现实情况相一致,分析方法具备一定的合理性与可行性,能够作为回转台结构优化和改进的参考依据。

关键词：掘进机回转台 ANSYS 振动疲劳

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掘进机外喷雾负压二次降尘装置的研制与应用

煤炭学报 2014年第12期39卷 2446-2452页

作者：聂文程卫民周刚薛娇崔向飞山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地山东青岛266590 山东科技大学矿业与安全工程学院山东青岛266590

为了有效喷雾沉降综掘工作面掘进机截割产尘,数值模拟确定了喷雾负压二次吸风装置吸风及内部风流场的运移规律,研制了可形成完全覆盖截割产尘的水雾幕及对截割臂周围粉尘有效吸入净化的新型掘进机外喷雾负压二次降尘装置,并对其性能进... 详细信息

为了有效喷雾沉降综掘工作面掘进机截割产尘,数值模拟确定了喷雾负压二次吸风装置吸风及内部风流场的运移规律,研制了可形成完全覆盖截割产尘的水雾幕及对截割臂周围粉尘有效吸入净化的新型掘进机外喷雾负压二次降尘装置,并对其性能进行了测定实验,结果表明:喷雾压力由2 MPa增大至8 MPa过程中,选用喷嘴在4 MPa压力时,喷雾场雾化角及距喷口1.5 m处雾滴群的索特平均直径D32分别为87.6°及56.295μm,综合雾化性能最优,新型装置的气液比先增大后减小,4 MPa时达到最大值1.269,因此,选定4 MPa为最佳喷雾压力;新型装置的现场试验结果表明:相对于原有方式,对全尘和呼尘的平均降尘率分别提高了19.4%和20.1%,其中,负压二次降尘分别提高了6.0%和6.5%。

关键词：综掘工作面掘进机外喷雾负压二次降尘气液比

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掘进机

掘进机

1980年

作者：（苏）巴塞尔（Я.И.Базер）赵殿明译

来源：汇雅图书（南通市图书馆... 评论

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汇雅图书（南通市图书馆）

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悬臂式掘进机硬岩掘进技术应用与发展

煤炭技术 2022年第4期41卷 151-153页

作者：王本林中煤科工集团太原研究院有限公司太原030006

根据围岩分级和掘进设备规格界定了硬岩掘进范围,介绍了硬岩掘进机和当前硬岩掘进水平,提出了硬岩掘进一些特有问题;然后阐述了硬岩截割技术、耐磨技术、减速器润滑技术的发展,包括各种破岩机理能力水平,提高截齿等零部件耐磨性措施,以... 详细信息

根据围岩分级和掘进设备规格界定了硬岩掘进范围,介绍了硬岩掘进机和当前硬岩掘进水平,提出了硬岩掘进一些特有问题;然后阐述了硬岩截割技术、耐磨技术、减速器润滑技术的发展,包括各种破岩机理能力水平,提高截齿等零部件耐磨性措施,以及降低截割减速器温度的润滑与冷却技术;最后,结合各种岩巷掘进技术的应用,提出了提高硬岩掘进能力的技术发展展望。

关键词：掘进机硬岩掘进截割技术耐磨技术润滑与冷却

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悬臂式掘进机截割臂加载试验研究

煤炭技术 2022年第5期41卷 235-237页

作者：张忠海赵继云刘玉涛陈世其曹超中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221116 徐州徐工基础工程机械有限公司江苏徐州221018

掘进机截割工况复杂,掌握复杂负载条件下的截割臂动力输出特性对掘进机关键性能优化研究具有重要意义。设计形成了悬臂式掘进机截割臂加载测试平台,通过水力无极加载方法调定不同负载,开展了不同载荷条件下的截割臂功率和扭矩输出测试... 详细信息

掘进机截割工况复杂,掌握复杂负载条件下的截割臂动力输出特性对掘进机关键性能优化研究具有重要意义。设计形成了悬臂式掘进机截割臂加载测试平台,通过水力无极加载方法调定不同负载,开展了不同载荷条件下的截割臂功率和扭矩输出测试和对比分析,测试结果为截割驱动电机的动力控制提供了数据支撑。

关键词：掘进机截割臂水力加载测功

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掘进机外气动涡旋雾幕控尘装置的研制与实验

煤炭学报 2019年第10期44卷 3233-3240页

作者：陈景序荆德吉葛少成马恒孙丽英辽宁工程技术大学安全科学与工程学院辽宁阜新123000 矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室辽宁阜新123000 太原理工大学安全与应急管理工程学院山西太原030000

为有效控制由掘进机截割头旋转破碎引发的粉尘污染,基于高压喷雾在涡旋气体射流场中的运动规律及二次雾化破碎特性,研制了一种可以阻隔工作区域高质量浓度粉尘迁移扩散的新型掘进机外气动涡旋雾幕控尘装置。绘制了包含掘进系统的气动涡... 详细信息

为有效控制由掘进机截割头旋转破碎引发的粉尘污染,基于高压喷雾在涡旋气体射流场中的运动规律及二次雾化破碎特性,研制了一种可以阻隔工作区域高质量浓度粉尘迁移扩散的新型掘进机外气动涡旋雾幕控尘装置。绘制了包含掘进系统的气动涡旋雾幕控尘装置的比例模型,并通过利用CFD数值模拟软件获得该型设备外部风流场迁移规律和液滴粒子运动规律,以模拟结果为理论基础建立实验平台,并对设备的雾化性能及控尘性能进行了实验测定。模拟结果表明:在环状风筒前端形成了完整旋转风幕,外环高压喷雾受内环高速旋转风流冲击,加剧了液滴的破碎、迁移扩散与捕尘性能。雾化性能实验结果表明:该型设备雾化性能主要由气体射流与高压喷雾的相间速度差决定,喷雾夹角为45°~75°,相间速度差较大,气相射流风速对雾化性能影响占主导地位;喷雾夹角大于75°时,相间干涉减小,喷雾压力占主导地位;随着沿流向方向的距离增大,风速快速衰减,液滴运动趋于稳定。控尘性能实验研究结果表明:当喷雾压力、喷雾夹角不变的情况下,单独提高引射射流风速时,涡旋雾幕前方粉尘捕集较差,全尘和呼尘平均捕集率分别为21.21%和26.24%;而雾幕后方,不同风速下的全尘捕集率分别为84.98%,87.88%和90.70%,呼吸性粉尘捕集率为83.89%,87.87%和88.71%,照比传统高压喷雾表现出更好的控尘性能。

关键词：掘进机雾化冲击射流涡旋气动雾幕装置除尘性能

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掘进机姿态调整模型辨识方法与精准控制

西安交通大学学报 2021年第6期55卷 9-17页

作者：张敏骏吉晓冬李旭瞿圆媛吴淼清华大学机械工程系北京100084 中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院北京100083 天地科技股份有限公司北京100013 煤炭科学研究总院储装技术研究分院北京100013

针对因掘进机姿态控制精度较差导致巷道掘进轨迹偏离进而影响煤矿生产安全与效率的问题,提出了一种基于粒子群算法的掘进机姿态调整控制模型辨识方法及模糊神经网络PID姿态控制方法。首先分析了掘进机姿态角误差与巷道断面之间关系,基... 详细信息

针对因掘进机姿态控制精度较差导致巷道掘进轨迹偏离进而影响煤矿生产安全与效率的问题,提出了一种基于粒子群算法的掘进机姿态调整控制模型辨识方法及模糊神经网络PID姿态控制方法。首先分析了掘进机姿态角误差与巷道断面之间关系,基于姿态运动学与液压模型确定了姿态控制系统传递函数结构,通过粒子群算法的寻优特性与输入输出信号的响应对传递函数参数进行拟合进而实现辨识。仿真结果表明,与采用最小二乘和遗传算法的辨识方法相比,所提采用粒子群算法的模型辨识方法的辨识精度分别提高了96.75%和95.15%。此外,利用模糊控制的强非线性适应性与神经网络的自学习能力设计了姿态调整的PID控制系统。搭建了EBZ-55型掘进机俯仰角控制试验平台,并在不同的试验工况下进行了多组俯仰角控制试验。试验结果表明,基于粒子群模型辨识方法的模糊神经网络PID控制方法比模糊PID控制方法最多可降低57.1%的超调误差以及53.5%的响应时间,并能稳定实现1°以内的姿态角控制。该方法可为掘进机及大型液压设备的姿态控制提供有效的技术支撑与参考。

关键词：掘进机姿态调整粒子群算法模型辨识模糊神经网络控制

基于数字孪生的悬臂式掘进机虚实交互系统研究

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基于数字孪生的悬臂式掘进机虚实交互系统研究

作者：王鑫安徽理工大学

学位级别：硕士

掘进机作为巷道挖掘设备,由于作业环境相对封闭,且围岩环境复杂多变,掘进作业时工作面作业人员难以对掘进机的运行状况进行全面的掌控,由于数字孪生技术具有高保真的特点,被广泛应用于智慧矿山的建设当中,建立以实时物理数据在虚拟空间... 详细信息

掘进机作为巷道挖掘设备,由于作业环境相对封闭,且围岩环境复杂多变,掘进作业时工作面作业人员难以对掘进机的运行状况进行全面的掌控,由于数字孪生技术具有高保真的特点,被广泛应用于智慧矿山的建设当中,建立以实时物理数据在虚拟空间中的映射,可以实现跨空间、跨区域的设备运行状况监测,本文将数字孪生技术应用到悬臂式掘进机的动作运行监测上,可以有效解决设备层监测不全面、不安全的问题,为未来智慧矿山新模式提供技术支持。针对以上情况设计并开发了基于数字孪生的悬臂式掘进机虚实交互系统,具体从如下几个方面介绍相关技术与内容:首先,基于数字孪生技术研究以数字孪生的五维构架为本文的基本结构,将本文分为“物理实体”、“掘进机虚拟模型”、“数据连接”、“数据驱动”、“终端显示系统”五个部分的内容。其次,针对EBZ200Z悬臂式掘进机虚拟模型的建立,以物理实体为建模对象进行逆向建模,结合Solidworks、3D Max和NX共同完成虚拟模2型的建模、简化与渲染处理,建模过程中根据悬臂式掘进机工程图与测绘进行建模,将零件逐一分析并通过Solidworks进行建模,通过UG MCD进行物理属性的添加以实现虚拟模型的建立。然后,从掘进机虚拟模型、数据采集、数据连接、数据映射、电控网络优化方向出发建立信息传输构架,对应掘进机需要映射的数据,通过OPC服务器进行数据转送,建立真实数据驱动的虚实交互架构,同时在仿真、半实物仿真、有线连接实验的基础上最终实现三维可视化跨平台监测。最后,针对终端显示系统,在已完成远程监测的基础上,将掘进机运行监测数据进行集中监测,使监测终端更加全面。图[85]表[13]参[81]

关键词：掘进机数字孪生数据采集数据映射虚实交互