Characteristics of different rocks cut by helical cutting mechanism

To research the loading characteristic of rocks with different structures cut by helical cutting mechanism (HCM), three different structures of rock (hard-soft-hard rock, soft-hard rock and soft-hard-soft rock) were built. And each type model was further divided into three types when the experiments were carried out. To reduce the errors of cutting load caused by manually configured rock in each test, the cutting load of soft rock was taken as a benchmark, and the differences of the cutting load of the different structures of rocks and the soft rock were used to reflect the cutting load change rules of the HCM. The results indicate that, the cutting load of only the HCM top cutting hard rock is larger than that of only the HCM bottom cutting hard rock for dextral HCM, and the cutting load fluctuation is larger, too. However, when the top and the bottom of the HCM cutting hard rock simultaneously, its cutting load is the largest, but the cutting load fluctuation is the least. And the HCM cutting load increment is increased linearly with the increase of rock compressive strength. The HCM cutting load increment is increased exponentially with the increase of hard rock cutting thickness.     

基于LabVIEW的提升机制动器监测系统

通过对矿山提升机运行原理和实际工况的深入分析,提出了实时监测系统的总体设计方案,对系统功能进行了划分,确定了软件的开发环境和开发工具,并提出了基于虚拟仪器的设计思想,以图形化开发平台LabVIEW为技术核心,设计开发了基于虚拟仪器的矿井提升机监测系统。该系统采用模块的思想进行编写,实现了数据采集、处理、显示及主态量的监测等功能;并在LabVIEW环境下使用MATLAB中的BP人工神经网络工具箱进行故障分析。     

采煤机开关磁阻调速系统的无位置传感器控制技术

为实现采煤机控制的数字化,提高采煤机控制的可靠性,解决采煤机无反转启动问题,对采煤机调速系统进行了无位置传感器控制技术的研究,建立了无位置传感器开关磁阻调速系统的硬件和控制模型,研制了无位置传感器控制系统及其实验平台,进行了控制系统的位置精度检测、负载特性和样机测试。试验结果表明：所设计的无位置传感器控制系统,转子位置的估计位置与真实位置之间误差较小,转子位置观测精度很高;负载实验中,对开关磁阻电机的加速和减速进行了测试,其电流、磁链、转子脉冲和角度波形可以较好的进行相切换,并可以很好的控制电机转矩,表明系统控制性能较好;样机测试中,控制系统可以正确的控制采煤机左、右牵引电机,证明了无位置传感器控制系统的可行性和可靠性。     

冲击速度对煤岩破碎能量和粒度分布的影响

为研究冲击速度对煤岩破碎能量、粒度分布的影响,根据断裂力学理论建立了煤岩冲击破碎断裂耗能的计算表达式,并建立了煤岩冲击破碎粒度的威布尔分布表达式,以此为基础,研究冲击速度对煤岩破碎能量和粒度分布规律的影响。利用冲击破碎实验台对不同冲击速度的煤岩进行破碎实验,结果表明：冲击速度对煤岩破碎粒度的分布规律影响较小,威布尔分布表达式可以很好的表征不同冲击速度情况下的煤岩破碎质量累积概率,但煤岩破碎特性指数和表征破碎程度的参数随冲击速度增大分别呈指函数上升和下降;煤岩冲击破碎断裂耗能和耗散能都随冲击速度的增大而上升,煤岩冲击破碎的能量利用率随冲击速度增大而减小,且它们之间呈指函数关系,能量耗散率与冲击速度也成指函数关系,但冲击速度越大耗散率越高。     

井下煤矸分离机弹性筛面变直线振动筛的研究

为克服目前井下煤矸分离机筛分效率低、出料难等问题,提出一种用于煤矸分离机的弹性筛面变直线振动筛。基于拉格朗日法建立了振动筛的五自由度振动模型,获得筛面上任一点的运动学方程,基于此,进行了激振力位置和方向角对筛面运动行为和抛射物料强度影响的研究,并确定激振力作用位置和方向角最佳区域分别为-0.11相似文献   

水射流—机械刀具联合破岩的影响因素试验研究

为提高机械刀具破岩效率,在水射流—机械刀具联合破岩试验台上研究了水射流参数(射流入射角、喷嘴位置、靶距等)对联合破岩效果的影响。试验结果表明:喷嘴位置在刀具前方时,形成的煤岩碎片块度大,刀具的切削比能耗小,联合破岩效果优于喷嘴布置在刀具的两侧的破岩效果;刀具的切削比能耗与水射流入射角、靶距以及喷嘴和刀具距离的关系均呈抛物线变化,水射流入射角为120。、靶距为喷嘴直径5.5倍左右、喷嘴和刀具距离为切削深度的1.6倍左右时切削比能耗最低。     

高块煤率采煤机变速截割的理论研究

 针对目前滚筒式采煤机在生产中存在的块煤率低和工作时粉尘大的问题,本文首次提出了高块煤采煤机变速截割的思路,在对高块煤率截割的最佳截齿配置方式研究的基础上,开展了在不同截割阻抗煤质条件下的截割速度和牵引速度的优化研究,为变速截割技术的实施供了理论依据。     

基于序列图像学习的巷道掘进机定位方法

煤矿综掘工作面受限于狭小空间、工艺繁杂、环境恶劣等特殊条件,导致用工多、安全性差、效率低等问题,亟需研发更加安全高效的智能化掘进技术与装备。巷道掘进机作为综掘工作面的核心设备,对其智能化进行研究具有重要的社会价值和经济意义。为实现巷道掘进机的智能化作业,首先需要解决的关键问题是为掘进机机体定位,精确、鲁棒的机体位姿检测方法是保障巷道智能掘进有效性的首要条件。因此,针对巷道掘进机机体定位问题,提出了一种基于时间序列图像学习的机体绝对六自由度位姿实时检测方法。首先,通过在掘进机机体安装一台单目相机,并在掘进机后方设置人工特征对象,设计适用于巷道狭长、非结构化环境的视觉定位方案。然后,提出用于时间序列图像融合的深度学习模型,其中,使用一种训练好的多尺度变分自编码器辅助的卷积神经网络（MSVAE-CNN）的编码器模型提取时间序列图像中每个样本的多尺度潜在空间特征,以保证图像特征提取的鲁棒性;基于双向长短期记忆（LSTM）网络构建时间序列图像特征融合模型,并同时估计所有时间步图像样本对应的机体位姿参数,当推理某个时间步图像对应的位姿参数时,其他时间步的信息都可作为先验知识,通过学习图像样本之间的...     

高速重载码垛机器人动力学仿真

目的 为了实现大重量、大体积木门等板状物品的快速搬运与包装作业,设计一种适用于高速重载条件下的六自由度码垛机器人.方法 针对该机器人,对其关键部件进行选型,通过D-H参数法建立机器人的运动学模型,并进行正逆运动学分析;求取机器人的工作空间,得到机器人所能达到的极限位置,为机器人的布置方案提供参考;运用ADAMS软件建立码垛机器人的动力学模型,对其在将木门进行搬运包装时危险工况进行仿真分析.结果 得到码垛机器人处于最大臂展的危险工况下,大臂所受力及力矩最大,所受力及力矩最大值分别为12.9 kN,13.5 MN/mm.为进一步探究大臂的力学特性将大臂进行柔性化处理,得到大臂的力和力矩波动变化,以及最大动应力点,大臂所受力和力矩波动的最大值分别在z方向及y方向处,最大值分别为621 N,895 kN/mm.结论 机器人各关节所受力和力矩变化无明显突变,所受刚性冲击较少;证明了在高速重载条件下大臂设计的合理性,为机器人结构的进一步优化及轻量化设计奠定了重要基础.     

轴向振动对近水平孔管柱减摩及屈曲的影响

为了解决近水平长钻孔孔内管柱受压后摩阻增大甚至管柱屈曲变形的问题,提出了轴向振动减摩和防屈曲方法。首先,建立了轴向振动减摩的力学分析模型,分析了振动减摩的内在力学机制;其次,建立了振动减摩的有限元模型,研究了激振力、激振频率对于减摩效果的影响关系,并通过现场试验进行了验证。研究结果表明：单个振动周期内管柱与孔壁摩阻存在方向变换现象,降低了单个振动周期内的平均摩阻;激振力越大,减摩效果越好;轴向振动的幅值和频率达到一定门限值后能够有效防止管柱屈曲变形,降低管柱摆动;对于长为200 m、直径为89 mm的通缆钻杆管柱,当激振力大于等于5 kN时,能够大幅度减小管柱与孔壁摩阻,防止管柱屈曲;平均摩阻与振动频率呈倒对数关系,随着激振频率的增大,平均摩阻先减小而后趋于稳定,当激振频率大于等于6 Hz后减摩效果趋于稳定。该研究结果对于减摩防屈曲钻具的研制以及钻孔工程施工具有指导意义。