基于地下铲运机铲斗斗刃位置的工作机构油缸行程解算模型推导及分析验证

以KCY-2地下铲运机正转六杆工作机构为研究对象,通过多刚体系统运动学分析方法获得的铲运机斗刃的运动轨迹方程,进行了动臂油缸和转斗油缸行程量解算模型的推导,并通过对实车数据进行测量和模型仿真数据对比进行了误差分析.结果表明,在正转六杆工作机构的运转范围内,数学模型可以准确描述动臂油缸和转斗油缸行程与铲运机斗刃位置坐标的...     

基于正逆运动学方程的地下铲运机铲斗斗刃运动轨迹分析

以多刚体系统运动学为基础,建立地下铲运机工作装置正转六连杆机构运动学方程,推导出基于矩阵的工作装置速度、加速度等数学模型;在此基础上,确定铲斗斗尖与动臂油缸和转斗油缸行程间的数学关系式。之后对铲斗斗刃运动轨迹方程进行分解换算,并与实车铲装轨迹数据对比,验证铲斗斗刃位置与两油缸行程间函数关系的正确性。研究结果可为铲装曲线的设计提供数学依据,并为其运动学仿真奠定基础。     

地下铲运机铲斗斗刃运动轨迹方程的中间参变量推导及分析验证

本文以KCY-2地下铲运机正转六杆工作机构为研究对象,通过多刚体系统运动学分析方法,获得了铲运机斗刃的运动轨迹方程。针对运动轨迹方程中所涉及到的三个中间参变量,进行了中间参变量关于动臂油缸和举升油缸行程的数学模型的推导,并通过对实车数据进行测量和模型仿真数据对比进行了误差分析。结果表明,数学模型可以准确描述中间参变量关于动臂油缸和举升油缸行程变化的变化,可以完全替代通过数据拟合进行中间参变量求解的方法,具有更小的计算误差,使铲运机斗刃的运动轨迹方程可以更为准确的描述动臂油缸和举升油缸行程在变化过程中的铲运机斗刃的位置,对地下铲运机真正实现自主铲装具有重要的应用价值。     

基于ADAMS装载机工作装置的仿真分析

通过在ADAMS软件中对装载机工作装置进行仿真分析,模拟出工作装置在插入工况、铲装工况、举升工况和高位卸载工况4种典型工况下的动作过程,通过运动学和动力学仿真,得到了铲斗位移变化曲线和动臂速度变化曲线,实现了铲斗高位卸载时达到3 500 mm的最高位置。在整个过程中,举升油缸和转斗油缸受力平稳,没有冲击作用,基本符合实际工况的要求,实现了满装卸净、动作平稳的要求,为装载机的实际运行提供理论参考。     

地下铲运机铲斗工作机构液压系统计算与仿真分析

本文以某大型地下铲运机铲斗工作机构为研究对象,对铲运机工作过程中铲斗工作机构的典型工况进行受力分析,得到了典型工况下举升力大小,从而计算出举升油缸、转斗油缸和液压工作泵的具体参数,完成了液压元件的选型,为液压系统的设计优化提供理论参考。又通过仿真软件对铲斗工作机构的液压系统进行仿真分析,完成了液压系统的优化,验证了理论计算分析的准确性,为后续大型地下铲运机的研制提供了理论参考和技术支持。     

液压挖掘机动臂油缸下沉分析及换向阀泄漏量计算

液压挖掘机在出厂检验时发现了动臂油缸严重下‘沉的质量问题。挖掘机在出厂前必须进行密封性试验，试验工况为连续作业3h、挖斗装载满斗、动臂油缸和铲斗油缸全伸以及斗杆油缸全收的状态（如图1所示），油温60℃时测量动管油缸的下沉量，结果发现动臂油缸下沉严重超标。1动管油缸下沉超标原因分析引起动臂油缸下沉量超标的原因有；（互）动臂油缸密封不严，产生内漏和外漏；（2）系统中过载阀的压力调整过低或密封不严；（3）液压油污染严重．污染物使周杆运动受阻，阀关闭不严，工作油液从缝隙中泄漏；（4）控制动臂油缸换向阀的配合间隙…     

基于WOA-FOPID算法的钻锚机器人机械臂运动控制研究

钻锚机器人是实现煤矿综掘智能化的重要装备,其机械臂的控制效果直接影响钻锚机器人支护作业的安全性和高效性。钻锚机械臂的控制通常采用PID控制器,但在环境恶劣、煤层复杂的工况下,PID控制器的参数选择对控制效果影响较大,且由于受整数阶PID控制算法和传统经验调参的限制,难以在短时间内找到控制效果最好的一组参数,导致机械臂末端不能及时准确定位。基于机器人技术、分数阶控制技术和智能优化算法,采用数值建模与仿真分析相结合的方法,利用鲸鱼算法(WOA)对分数阶FOPID控制器进行参数整定并应用于机械臂的运动控制。基于旋量理论利用D-H法建立机械臂关节坐标系及坐标变换矩阵表达式,采用蒙特卡洛算法求解机械臂工作空间点云图;基于独立关节控制理论利用Matlab-Simulink软件,并结合分数阶FOPID控制技术,搭建机械臂关节处液压马达/油缸单输入-单输出系统模型。基于遗传算法(GA)、粒子群算法(PSO)、鲸鱼算法(WOA),搜索算法(GPS)4种智能优化算法,从标准方差、超调量、稳定时间3个动态指标进行对比,分析液压马达/油缸的不同控制组合策略下阶跃影响的效果。通过仿真分析验证了鲸鱼算法(WOA)...     

装载机工作装置三维建模及有限元分析

在理论计算的基础上,采用Pro/E软件对装载机工作装置进行三维建模,并利用有限元技术对其动臂和转斗油缸部分进行了有限元静力学分析。结果表明,该装载机工作装置强度满足要求。分析结果还表明,采用组合分割法进行转斗油缸整体有限元分析的方法是可行的。     

基于模糊PID的带式输送机自动张紧装置研究

为解决带式输送机运输过程中输送带张力不平衡造成的打滑问题,以及保障输送机启动和制动稳定运转,提出了一种采用模糊PID进行控制的液压绞车自动张紧装置。对液压绞车张紧装置的液压系统工作原理进行分析,采用传感器测量张紧装置分离点的张力,将其偏差值作为反馈调节PID参数,提高模糊PID控制器的控制性能,分析模糊PID控制器的工作流程。仿真试验结果表明模糊PID控制比PID控制超调量更小、响应速度更快、控制效果更好。     

大洋富钴结壳开采控制系统的参数模糊自整定PID设计

设计了一套能够适应大洋富钴结壳微地形的采矿机构的控制系统,该系统由液压单元、地貌探测和处理单元、通讯单元、控制和显示单元以及数据存储单元等组成。并针对该控制系统进行了参数模糊自整定PID设计。仿真结果表明,与常规数字PID控制器相比,参数模糊自整定PID控制器阶跃响应超调量、调节时间明显减少,具有较好的动静态特性,表现出较强的自适应能力。     

防爆蓄电池铲运车工作机构的改进设计

针对煤矿井下防爆蓄电池铲运车多级缸伸缩时间长影响作业效率问题,介绍了铲运车工作机构和铲斗液压工作原理,分析了原铲斗多级缸结构以及多级缸伸缩时间长的主要原因,提出了铲斗结构和多级缸改进设计方案。通过对改进后的油缸装车试验研究,验证了所提方案的可行性,并为同类机器液压油缸设计提供了参考。     

基于ADAMS的挖掘机工作装置的仿真与优化设计

建立了该类反铲挖掘机工作装置虚拟样机的ADAMS仿真模型,基于虚拟样机技术和广义简约梯度法以铲斗、斗杆和动臂油缸的工作压力最小为目标,对铲斗机构、斗杆机构、动臂机构的构造点进行了仿真优化设计。仿真结果表明,在规定的约束条件下,工作装置达到了优化设计的目的。     

面向性能的挖掘机工作装置优化分析

挖掘机的工作装置是以动臂、斗杆和铲斗为主要工作部件,液压缸和连杆结合形成各种工况,其关键技术是保证各铰点的强度要求。以CAD和ANSYS软件为研究平台,探索在挖掘机工作装置工作过程中的强度变化,并结合分析结果寻找对工作装置进行优化改进的最佳方案。     

铲斗铲装过程中满斗率的数学模型研究

装载机铲斗的装载性能没有明确的评价标准。通过建立铲斗装载物料过程的数学模型,用数学语言对工程实际问题进行描述分析,再利用具体的铲斗数据代入数学模型中,求解出在铲斗铲入深度与铲斗空斗体积之间的数学关系。通过主动落入的物料体积函数与铲斗空斗体积函数的图形,得出结论:不同型号的铲斗都可以找到一个合适铲斗铲入深度达到最优满斗率。铲斗铲装过程的数学模型有很强的适用性,还可用于智能装载机器人装载作业的轨迹优化的参考计算,求解最优装载满斗率。     

矿山复杂工况下的监测设备防雷措施及应用

针对矿山复杂工况条件下的监测设备防雷问题,分析引起设备危害的雷电种类包括直击雷和感应雷,并进一步确定了不同种类雷电的危害方式。根据不同种类雷电的特点及监测设备的防护需求,采用多环节交叉防护的方式,详细设计了接地防护、避雷器防护、电磁屏蔽防护以及浪涌保护器防护等防雷措施,为矿山复杂工况条件下的监测设备防雷问题提供解决措施,为矿山监测设备发挥重要作用提供保障。     

地下铲运机动态称重系统的理论研究

地下铲运机在工作过程中对铲斗物料进行自动称重,当前实际应用中多采用测量举升大臂油缸的油压来计算铲斗中物料的质量。此方案中称重精度的提高是难点,误差产生的原因包括:1)工作机构的摩擦阻尼、地面不平、称重物料重心的变化等客观原因;2)称重模型较为复杂,目前理论分析有不足之处,导致推导的称重计算公式不够精确,只能运用插值、区间测量等手段缩小误差。通过对铲运机称重的力学模型进行分析,设计适合实际应用的称重方案,对此方案推导出更加完善的称重计算公式。找到油压值随举升速度变化的规律,给予合理的理论解释,并做了大量的试验进行验证,形成一套既有理论支撑、同时可应用于工程实际的高精度的地下铲运机动态称重方案。