纵轴式掘进机截割功率预测方法与试验验证

为了对纵轴式掘进机在不同工作条件下的截割功率进行预测,采用N.Bilgin在单齿破岩试验方面的结论,分析了截齿与岩石的相互作用过程,研究了定相关和欠相关状态下截割功率的计算方法并建立了相应预测模型。用EBZ260W掘进机对单轴抗压强度为(74±8) MPa的人工岩体进行横摆和升降6个步骤截割试验后发现,升降过程中掘进机对应的截割功率较大,其中向上截割过程最大值达254.1 kW,其余各试验步骤对应的平均截割功率约为掘进机额定功率的20%。按照相似试验条件对各步骤对应的截割功率进行预测计算,通过回归分析发现截割功率预测结果与试验数据线性相关,其最大值和平均值的相关系数分别为0.985和0.982,对应预测公式拟合度达到96.95%和96.34%。研究结果表明,基于单齿破岩试验的截割功率预测模型适用于对纵轴式掘进机的实际截割性能进行预测。     

悬臂式掘进机截割头设计要素

依据悬臂式掘进机截割需求,分析了截割头外形轮廓、安装方式,截齿排布等主要设计因素对整机性能的影响,并提出了应对方案,为悬臂式掘进机截割头设计提供参考。     

速度对掘进机钻进状态截割性能影响的研究

为了进一步研究纵轴式掘进机截割性能,采用理论与计算机仿真分析的方法,以生产率、块煤率、截割头载荷大小与波动这些截割性能指标为研究对象,利用lsprepost后处理软件绘制了截割头载荷曲线图,深入研究截割头在不同转速与钻进速度下截割煤壁时,这2个参数对掘进机截割性能的影响。     

基于模糊数学的掘进机截割头转速分档预测方法

针对悬臂式掘进机在井下掘进过程中截割载荷识别困难的问题,提出了一种基于模糊数学的掘进机截割头转速分档预测方法.通过分析掘进机截割头工作过程,基于模糊数学将井下实测的多传感器信息进行信息融合,得到截割头载荷的预测输出.依据不同工况将截割头转速分为四个档位,并进行了实验验证,为研究不同工况下截割头转速自适应控制提供了理论和...     

基于GA-BP-Adaboost模型的掘进机截割部故障诊断研究

针对掘进机截割部故障预测问题,选取某煤矿井下掘进机截割部采集数据作为实例进行研究。先对BP神经网络和GA-BP神经网络进行预测对比分析。接着以GA-BP神经网络为基础,用Adaboost方法训练若干个弱分类器和弱预测器,将多个GA-BP分类器通过Adaboost算法组合成强分类器和强预测器。对采集到的掘进机截割部运行数据进行预处理,消除信号中干扰和漂移,提取多个时域特征参数。用MATLAB对GA-BP-Adaboost算法中的重要参数进行分析,得出结果:基于GA-BP-Adaboost算法的模型预测精度较高,说明GA-BP-Adaboost算法具有良好的预测性能和泛化性能,能够准确对掘进机截割部故障进行诊断。     

不同工况下掘进机截割性能多目标优化

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。     

截割头运动参数对掘进机截割性能影响的试验研究

掘进机截割头运动参数包括截割头转速与进给速度。为使掘进机处于较为理想的截割状态,保证最佳的截割性能,需要使转速与进给速度处于一个合理的匹配关系下。利用截割试验台,将转速分成40,50,60,70rpm,进给速度分为0.4,0.6,0.8,0.9 m/min,对水泥和煤粉配比为1∶3.6的模拟煤岩进行截割试验,利用三向振动传感器、三向力传感器、扭矩传感器,采集截割过程中的数据,利用matlab中DSP工具箱分析信号,通过多目标优化函数进行优化,得到截割转速为70rpm、进给速度为0.4m/min时,试验台截割头截割性能处于最佳状态,为掘进机实际截割操作及掘进机自动化掘进,提供了参考依据。     

基于Pro/E和ANSYS的硬岩掘进机截割机构的有限元分析

为了研究硬岩掘进机截割机构在外载荷作用下的应力应变特性,应用Pro/E软件对某型掘进机截割机构进行建模,利用接口将模型导入ANSYS,进行网格划分,建立有限元模型.通过某型硬岩掘进机进行有限元分析表明,当截割f=14的岩石时,该机截割机构的最大变形量为2.7mm,位于截割头前端,最大应力为248MPa,发生在悬臂升降油缸的销孔处.所得结论为改进硬岩掘进机截割机构、改善其受力状况和工作性能、延长使用寿命提供了依据.     

EBZ-160型掘进机截割头最佳运动参数确定方法

为了保证纵轴式掘进机的截割性能,利用三维绘图和数值计算软件,建立了截割头三维模型,绘制了切屑图和截割头载荷曲线图,分析了崩落线间距对截割性能的影响,得出了一种选定截割头最佳转速与横向摆动速度的方法。所做的研究对于截割头运动参数的选取有一定的理论意义和参考价值。     

纵向截割头摆动截割时的运动学仿真

介绍掘进机摆动截割时截齿的运动学仿真方法和截割头切削过程的仿真程序 ,对实例作了仿真及其结果的分析与研究 ,为评价掘进机的截割性能、合理选择截割头的设计参数和工作参数提供有效的方法和手段。     

横轴式掘进机截割头2种截齿排布形式的对比分析

根据横轴式掘进机的工作特点,对截割头的设计要素进行了分析,介绍了横轴式截割头截齿排布螺旋线的设计方法及截齿空间定位的表示方法。通过分析4螺旋线和6螺旋线截割头的截线间距和圆周角间距参数,从有效截齿数和截割力两方面对这2种截割头的设计性能进行了研究计算和对比分析,得出了2种截割头各自的性能特点。分析结果表明:当工作条件相同时,按1线3齿排列的S形截割头可获得较小的截线间距和较大的截割力,截割载荷稳定,适宜于硬岩截割。     

矿用掘进机截割头的振动性能研究

在矿产资源开采中,掘进机是十分重要的设备.通过对掘进机截割头振动性能进行研究,据此对掘进机使用性能进行调整,能够有效提升掘进机运行质量.     

悬臂式掘进机截割减速器设计难点分析及解决方法

对比了纵、横轴悬臂式掘进机截割特点及在煤矿上的应用,分析了纵轴式与横轴式掘进机截割减速器的设计难点。用常规方法设计截割减速器设计周期长,不易保证设计要求,而将粒子群优化算法应用到设计中,效率高,易于实现,同时有利于改善掘进机的工作性能。     

EBH300A型矿用横轴掘进机截割部动态特性优化研究

针对悬臂式掘进机研究开发的热点及技术关键问题,对EBH300A悬臂式横轴掘进机截割部的结构动态特性进行深入研究。通过对掘进机及截割部的位姿、运动特性及结构动态特性的研究,揭示掘进机截割部在工作过程中的结构运动、结构振型动特性规律,为结构优化设计、提高承载能力及强度、状态监测及开发出性能更优的掘进机提供基础依据。     

掘进机截割臂静力学特性研究

当前纵轴式掘进机截割臂特性研究较少,截割臂的设计主要依据设计人员的经验。为此,对某型号掘进机截割臂进行建模,结合截齿的力学模型,通过ANSYS对截割臂进行静力学分析,得到截割臂在截割载荷作用下的变形和应力情况,给出了出现情况的原因,为截割臂动力学研究提供基础,为改进和完善适应半煤岩截割特性的纵轴式掘进机截割臂的设计提供理论依据。     

基于磁流变的巷道掘进机高效运行分析探讨

为了减少掘进巷道超挖欠挖现象,降低施工强度和成本,提高巷道掘进效率,采用一种基于磁流变截割环境感知与控制协同的巷道掘进机高效运行方法,依据掘进机截割环境感知数据,基于识别出的不同煤岩截割特性,针对巷道不同区域施工要求,采取相应的巷道掘进机多运动机构协同控制(行走速度,姿态,截割头摆动速度等参数),既能保证掘进机截割部处于恒功率高效运行,又能克服掘进机截割臂的惯性对截割成形质量影响,以高效的截割工艺路径控制掘进机完成断面自动截割作业,实现巷道掘进机精准、高效运行,改变采掘比例失调局面,满足煤矿集约化生产需求。     

掘进机纵向截割头的优化设计

介绍了掘进机纵向截割头优化设计的方法和步骤。利用该方法,可以提高截割头的设计水平,改善掘进机的截割性能。     

悬臂式掘进机转向半径的分析研究

基于现有的履带转向半径计算公式,综合考虑了悬臂式掘进机外形尺寸、截割臂水平摆动、履带转向半径对悬臂式掘进机转向半径的影响,提出了新型悬臂式掘进机转向半径计算模型,并进行了履带转向半径以及截割臂水平摆角对悬臂式掘进机转向半径的影响分析,得出履带转向半径以及截割臂水平摆角对悬臂式掘进机转向半径影响规律,从而为悬臂式掘进机设计及转向性能评价提供了参考依据。     

EBH300(A)岩石掘进机截割部设计及应用

通过对EBH300(A)岩石掘进机截割部与传统掘进机截割部的结构对比,分析得出EBH300(A)岩石掘进机截割部升降油缸作用力与力臂的夹角变大,使升降油缸作用力在截割臂上作用点的位置发生改变,进而使截割部升降过程的受力状况得到了明显改善.同时,EBH300(A)岩石掘进机截割部回转结构采用了齿轮、齿条传动,代替了传统的回转油缸直接驱动,使截割部回转过程的受力状况得到了改善.通过受力分析和力矩计算,得出EBH300(A)岩石掘进机截割部与传统掘进机截割部力矩变化图,得出EBH300(A)岩石掘进机截割部升降、回转力矩更大,运转更平稳,截割效率更高,基本消除运动中振动的结论.通过在山东新巨龙矿的应用,验证了EBH300(A)岩石掘进机截割部设计达到了提高截割性能的目的,为掘进机自动控制信号准确可靠传输奠定了基础.     

基于岩石截割试验的悬臂式掘进机设备优化选型

如何将悬臂式掘进机与金属矿岩体特性、采矿方法、采矿工艺相结合,进行合适的设备选型,成为制约掘 进机顺利使用及效率发挥的重点。通过分析悬臂式掘进机截齿截割破岩过程,以金属矿掘进机机械采矿为研究背 景,提出了悬臂式掘进机设备优化选型方法。以实际矿山为研究对象,获取矿山现场岩样来开展单截齿截割破岩试 验,测试截齿破岩的最大截割力与比能耗。将１６０、２００、２６０、３８０型号悬臂式掘进机截割头截齿截割力转化为单截齿 截割破岩力,并与截齿截割破岩试验结果进行对比,以此推荐满足破岩能力要求的掘进机截割功率。基于上述研究 成果,对实际工况下截割效率与生产能力进行预测,详细测算其采矿作业技术经济指标,从而实现对悬臂式掘进机进行 优选,最终推荐适用于矿山的悬臂式掘进机设备型号为２６０型。通过上述方法创新了地下非煤矿山掘进机设备选型方 法,弥补了传统仅靠岩石单体强度经验推荐掘进机的缺陷,适用于我国非煤金属矿山的悬臂式掘进机设备优化选型。