基于双滚筒优化模型的采煤机运动参数优化

目前大多数学者在研究采煤机运动参数优化问题时,普遍采用仅包含一个牵引速度和一个滚筒转速的单滚筒优化模型,但由于双滚筒采煤机两侧滚筒受力情况及截割状态不完全相同,由单滚筒模型所得结果并不完全适用于双滚筒采煤机。本文以某型双滚筒采煤机为研究对象,以牵引速度和左、右滚筒转速三个运动参数作为设计变量,建立了双滚筒运动参数优化模型;利用遗传算法(GA)对双滚筒采煤机运动参数进行优化,并将最优参数下的截割性能与工业参数下的截割性能进行了对比,结果表明最优运动参数下的截割性能更优;对单、双滚筒两种优化模型下的优化结果进行了对比分析,结果显示双滚筒模型优化后的综合截割性能较单滚筒模型优化提高了16.35%,表明双滚筒优化模型下的截割表现更优。     

基于煤层分布预测的采煤机截割路径规划

针对采煤机截割路径的规划问题,提出了一种基于煤层分布预测的采煤机截割路径规划方法.建立了多输入、单输出的最小二乘支持向量机(LS-SVM)滚动预测模型,并将混沌粒子群算法用于LS-SVM参数的优化,以提高LS-SVM的预测性能.采用一种3次B样条对煤层分布的LS-SVM预测值进行拟合优化,从而得到足够平滑的曲线作为采煤机截割路径.结果表明:LS-SVM预测结果的最大相对误差为4.52%,平均误差为2.36%,满足工程要求;以3次B样条优化后的煤层分布曲线作为截割路径,可以及时调节滚筒高度,其截割电流最大为76.27A,比人工控制方法降低了10.27%,且持续时间较短.通过在中平能化集团十三矿11070工作面的试验验证,提出的方法能够用于采煤机截割路径的规划,对促进综采工作面自动化生产具有十分重要的意义.     

基于改进RBF神经网络的采煤机截割煤岩性状智能识别

综采工作面煤岩分界面识别是采煤机滚筒高度自适应调节的关键和难点,为了在不增加额外设备的情况下准确识别综采工作面煤岩分界面,从采煤机滚筒分别截割煤层和岩层的表现性状出发,提出一种基于改进RBF神经网络的采煤机截割煤岩性状智能识别方法,使采煤机滚筒能够高速实时判别煤岩。该方法根据采煤机截割电流、牵引电流和摇臂调高液压缸阻力的变化,采用改进的萤火虫算法对RBF神经网络的基函数参数进行优化,并采用优化后的RBF神经网络模型对当前截割的煤岩性状进行识别。在耿村煤矿12150综采工作面实测数据的基础上开展试验,结果表明,基于改进RBF神经网络的煤岩性状识别模型对采煤机截割对象的识别准确率达到93.94%。利用该模型进行煤岩性状识别,无需加装额外探测设备,响应速度快、识别率高,有较好的工程应用潜力。     

采煤机滚筒模化实验研究

本文利用人造模拟截割材料,在液压刨床和专用截割实验台上完成了单齿和滚筒截割系统的模化实验.根据相似准则函数理论,对实验结果进行定量分析,并进行了滚筒载荷的计算机模拟和一系列概率统计分析.研究表明,模化实验是一种经济和有效的研究采煤机滚筒的方法.     

滚筒式采煤机滚筒载荷谱的模拟分析与研究

根据单个截齿的受力模型和计算公式,建立了采煤机滚筒力矩模型和载荷波动模型。在此基础上,利用MATLAB编写了截割面积最大和波动系数最小时,转角与截齿力的关系程序和转角与力矩的关系程序,并对某型号采煤机滚筒进行了载荷模型的模拟和分析,分别得到了截割面积最大和波动系数最小时的滚筒转速;牵引速度和三向力的波动系数,为滚筒设计和实际使用提供理论依据。     

基于EMD和能量算子解调的采煤机截割部振动故障诊断研究

针对采煤机截割部振动剧烈,振动故障特征不易提取的问题,应用基于经验模态分解(EMD)和能量算子解调的故障诊断方法,首先对采煤机截割部振动信号进行EMD分解,进而得到一定数量的本征模态函数(IMFs)分量;其次对IMFs进行能量算子解调,提取出故障特征频率.通过对采煤机井下现场试验研究,结果表明,该方法能够有效地对采煤机截割部进行故障诊断,对及时发现采煤机故障,避免事故的发生具有重要的作用.     

PSO-BP神经网络采煤机截割系统故障诊断

截割系统是采煤机重要的组成部分,如果发生故障将导致连续采煤机停止工作,严重影响其生产率。采用粒子群算法（PSO）优化BP神经网络的方法,对采煤机截割系统故障诊断进行研究,与传统BP网络比较后,结果表明这种方法可确定连续采煤机截割系统的运行状态、降低故障率、提高生产率和使用寿命。     

薄煤层采煤机螺旋滚筒截割性能研究

为研究螺旋滚筒结构对薄煤层采煤机截割性能的影响,基于MATLAB和VB编制采煤机载荷计算软件,对截割过程中螺旋滚筒载荷、截割阻力矩以及截割功率进行分析,得到A、B两种型号螺旋滚筒的截割阻力矩及截割功率分布规律。通过对具有柔性摇臂壳体、行星架和行星轴的采煤机刚柔耦合模型进行仿真,得到相应结构件的应力水平。研究结果表明:A型螺旋滚筒的截割阻力矩和功率消耗均大于B型螺旋滚筒;采用B型螺旋滚筒与MG400/951-WD型采煤机进行配套后,采煤机关键零件的受力状态能够得到明显改善。对定型后的采煤机在生产过程中进行跟踪,并对所用分析方法的准确性进行验证。研究结果可为螺旋滚筒截割性能的综合评价以及采煤机运动参数的合理匹配提供一定参考。     

凸肩叶片抗共振的模糊可靠性评估方法

分析了凸肩叶片固有频率的模糊性,并提出一种确定模糊隶属函数的统计分析方法;利用截集理论,建立了凸肩叶片抗共振模糊可靠性模型,并分别以均匀分布和线性分布为截集分布,给出了模型计算的数值方法。同时通过分析指出:常规可靠性模型是模糊可靠性模型的特例,模糊可靠性模型是对常规可靠性模型的补充和延伸。最后应用文中模糊模型,对凸肩风扇叶片抗共振可靠度予以计算,结果表明:文中提出的模糊方法对固有频率中值估计值和各拟合参数都具有较好的稳定性;且考虑了固有频率的模糊性后,模糊方法的可靠度估计结果小于常规方法的估计结果。     

综合的结构可靠度函数预测模型

基于结构产品的现场失效数据样本较少以及物理结构模型可靠性评估存在误差,建立了综合考虑失效数据和结构失效模式及衰退机理的结构可靠度函数预测模型。采用一阶可靠性方法(FORM)进行物理结构可靠度评估,将失效数据方法得到的可靠度和物理结构方法得到的可靠度作为输入进行模糊回归,估计概率分布参数。建立的可靠度函数预测模型能较精确地预测结构产品随时间变化的可靠度,为结构产品的可靠性设计以及维修策略的制定奠定了理论基础。通过实例验证了该模型的可行性。     

谐波齿轮传动模糊可靠性设计

介绍了将模糊可靠性设计应用到谐波齿轮传动中,确定了隶属函数,推导了模糊可靠度公式,给出了各项强度计算的功能函数和标准差。举例说明计算过程,计算结果说明了由于同时考虑了变量的随机性和模糊性,在相同条件下模糊可靠度大于常规可靠度。     

机构运动可靠性模糊综合评判法

提出机构运动可靠性的模糊综合评判法，根据不同因素可靠度值来判定机构总体性能的可靠性度。先利用单因素评判方法，建立隶属函数数学模型，再进行多因素模糊综合评判，得到机构的总运动可靠度属于啊个评语集，最后利用加权平均法将定性的结论定量化，计算出机构的总运动可靠度值，并引用算例加以说明。     

采煤机螺旋滚筒结构参数的模糊优化设计

运用模糊理论对采煤机螺旋滚筒结构参数进行了优化设计。选择螺旋滚筒装煤生产率作为优化设计的目标,建立了其数学模型并确定了设计变量。通过选取煤壁破碎模式、滚筒工作转速、叶片螺旋升角等作为约束条件,讨论了其隶属函数。运用最优化水平截集法将采煤机滚筒结构参数的模糊优化问题转化为非模糊优化问题,建立了非模糊优化数学模型,再按普通的优化设计问题进行求解,使滚筒参数的设计结果更能符合工作实际,从而提高采煤机的工作效率。     

基于灰色关联与神经网络的瓦斯含量预测研究

为了解各影响因素对煤层瓦斯赋存规律的影响,准确预测煤层瓦斯含量,在分析潘一东勘探钻孔资料的基础上,基于灰色关联分析了影响13-1煤层瓦斯含量的各因素,确定了煤层埋深、顶板岩性、煤层厚度和地质构造是影响煤层瓦斯含量的主要因素;利用神经网络方法建立了煤层瓦斯含量预测模型,结合实际数据,对预测模型进行训练与检验。结果表明：预测精度较高,验证了基于灰色理论与神经网络预测模型的可靠性。     

基于贮存可靠度的不可修设备寿命预估方法研究

由于不可修设备本身固有特性、贮存环境条件等的影响,其可靠性总是随着贮存时间的增长而逐渐下降的,即贮存是可靠性负增长过程。通过建立贮存可靠度预测模型可对这一过程作较精确的描述,根据可靠度预测模型就可以对不可修设备的贮存寿命进行分析和预测。     

液压冲击截齿冲击煤岩的液压及电气系统设计

为改善采煤机煤岩截割过程中存在的截齿磨损严重、截割效率低等问题,对滚筒进行改装设计。以欲裂与截割联合破煤岩为设计方案,设计了一种液压冲击和截割联合的液压冲击截齿技术装置,并详细介绍了该装置的液压及电气系统。此设计方案对提高截割效率、增加截齿切削寿命方面具有一定的实践指导意义。     

滚筒结构参数对粉尘爆炸率的影响

通过假设与简化,建立了采煤工作面粉尘爆炸率与采煤机滚筒设计参数间关系的数学模型。以国产某型滚筒式采煤机为例,采用计算机模拟的方法得到了采煤机滚筒直径、螺旋叶片头数与粉尘爆炸率之间的关系曲线。通过分析,确定了各参数对粉尘爆炸率的影响,为预测不同结构滚筒参数的采煤机对粉尘爆炸率的影响,完善采煤机工作性能的评价体系,改进滚筒设计,减小采煤机的截割粉尘．降低粉尘爆炸率．提高煤炭生产的安全性提供理论依据．     

不同卸荷工况下采煤机滚筒截割性能研究

为提高采煤机的采煤效率,在EDEM软件中建立滚筒截割模型,利用正交试验法与极差法分析孔径、孔深、孔间距对截割阻力、截割力矩、破煤率、落煤量的影响规律及影响先后次序。以破煤率、落煤量为评价指标,通过矩阵求得最佳钻孔参数匹配及各因素对截割性能的影响先后次序。结果表明:随孔径增加,截割阻力减小,截割力矩、落煤量先减少后增加,破煤率增加;随孔深增加,截割阻力增加,截割力矩、破煤率减小,落煤量先增加后减小;随孔间距增加,截割阻力先减小后增加,截割力矩、落煤量减小,破煤率先增加后减小。3因素对截割阻力、截割力矩的影响先后次序为孔径、孔间距、孔深;3因素对破煤率的影响先后次序为孔深、孔径、孔间距;3因素对落煤量的影响先后次序为孔间距、孔径、孔深;3因素对截割性能的的影响先后次序为孔间距、孔径、孔深。最佳钻孔参数匹配为孔径60 mm、孔深180 mm、孔间距375 mm。     

基于FGM函数的带有冷贮备串联系统可靠性分析

基于FGM copula函数对带有冷贮备的串联系统进行可靠性分析。分别讨论了带有1个冷贮备的两部件串联系统的可靠度和带有两个冷贮备的三部件串联系统的可靠度。在此基础上,进一步讨论带有n个冷储备n+1个部件串联系统的可靠度。求出了3种不同系统的可靠度的具体表达式。并用实例分析验证了计算方法的可行性,得到部件FGM相依状态下系统的可靠度随着时间的增加逐渐降低。     

掘进机纵向截割头的运动学分析及简化计算

针对掘进机纵向截割头的不同工作状态,讨论了运动的简化问题,揭示了截割头各工况时的运动过程及速度变化规律,找出了各种情况下磨损最快截齿在截割头所处的位置。这对规划截割头的最佳截割路线,提高截割效率和掘进速度,都具有十分重要的意义。