螺旋滚筒截齿排列配合的参数优化

本文采用“复合形法”对螺旋滚筒端盘截齿排列与叶片截齿排列相互配合的参数进行了优化,这对现有滚筒的改进和对新滚筒的设计都有一定的参考价值。     

含夹矸煤层条件下采煤机螺旋滚筒优化设计

采煤机截割夹矸煤层时,螺旋滚筒易失效。为提高螺旋滚筒的可靠性,基于刚柔耦合技术、灵敏度设计理论和相关失效性理论进行优化设计;基于破煤机理,对螺旋滚筒的瞬时负载进行数值模拟,建立采煤机刚柔耦合虚拟样机联合仿真模型,通过刚柔耦合虚拟样机仿真获得螺旋滚筒的薄弱区域、应力和振动性能指标;结合可靠性灵敏度理论,分析了关键零件的应力可靠度、振幅可靠度及其动态与渐变灵敏度结果;基于相关失效性理论,得到了螺旋滚筒相关多失效模式可靠度及螺旋滚筒设计变量的可靠性灵敏度,建立改进遗传算法对螺旋滚筒进行可靠性优化设计。结果表明,滚筒综合可靠度由0.888 5提高到0.977 5。优化后的螺旋滚筒设计变量灵敏度绝对值均降低,综合可靠性得到提升。将刚柔耦合技术、可靠性灵敏度设计理论和相关失效性理论相结合,提出一种适用于含夹矸煤层的采煤机螺旋滚筒优化设计方法,为设计高效螺旋滚筒提供了一种有效途径。     

基于正交实验的输送带滚筒安装参数 优化设计

针对传统滚筒安装参数的选择缺乏理论支持的问题,对输送带滚筒安装参数进行了优化设计.考虑输送带实际安装情况,创建了滚筒和输送带的有限元模型,分析了输送带等效应力.以输送带最大等效应力最小为目标,以滚筒的安装参数变化范围为约束条件,建立了输送带滚筒安装参数优化模型.采用正交试验方法分析了4个安装参数对等效应力的影响,研究了不同滚筒安装参数对输送带等效应力影响程度,获得了输送带滚筒安装参数的优选方案,为输送带设计提供了数据参考.     

基于PSO-GACA的采煤机螺旋滚筒参数优化设计

为了改善滚筒采煤机的装煤性能、增加采煤机的块煤率、提高其产煤经济效益,以叶片外缘直径、内、外螺旋升角、滚筒转速和采煤机牵引速度为设计变量,选择装煤生产率最大和吨煤售价最高作为目标函数,建立了各种几何约束及性能约束,采用粒子群算法和蚁群算法的混合算法(PSO-GACA算法)对螺旋滚筒的参数进行优化设计。结果表明,在保证滚筒不发生堵塞、抛煤距离合理等条件下,优化后的采煤机装煤生产率提高14.5%,块煤率增加13.2%,吨煤售价可提高0.75%。     

采煤机新型螺旋滚筒装煤生产率的计算

本文根据采煤机螺旋滚筒装煤过程的特点,提出新型螺旋滚筒结构的设计问题,写出了新型螺旋滚筒装煤生产率的计算公式。通过对基本参数相同的两种滚筒具体实例计算比较,表明新型螺旋滚筒的装煤生产率明显优于原传统结构的螺旋滚筒。     

螺旋滚筒装载效率的探讨

采用两种不同工况下的装载效率η_v、η_p,来表示螺旋滚筒结构参数、工作参数及配套设备对装煤能力的影响,并使衡量螺旋滚筒装载能力好坏的指标数量化,这对评价、分析和改进螺旋滚筒带来了方便。     

基于知识的采煤机螺旋滚筒专家系统设计

为解决采煤机螺旋滚筒设计以手工分析、计算为主,设计效率低、设计质量因设计者而异的问题,通过对专家系统关键技术的分析与研究,借鉴专家的经验和设计实例,以VB6.0为编写平台,采用模块化思想,自下而上地建立了采煤机螺旋滚筒专家系统。利用该系统能快速地对螺旋滚筒结构进行设计与仿真,快速而稳定地实现了采煤机螺旋滚筒设计,保证了采煤机滚筒的设计质量和提高了设计效率,为设计高质量的采煤机奠定了基础。     

基于遗传算法的连续采煤机滚筒参数优化设计

为设计优质高效的截割滚筒,根据连续采煤机滚筒的结构特点和工作状况,建立了以煤炭生产综合经济效益为总目标函数,以截割比能耗、载荷波动系数、煤岩块度和生产效率为分目标函数的多目标、多变量、多约束的滚筒优化模型,采用生物进化思想,基于遗传算法对在不同截割阻抗下的滚筒结构参数和运动参数进行优化,得出不同截割条件下连续采煤机滚筒的最佳运动参数和结构参数.该优化结果可用于指导煤炭企业生产,使其获得良好的经济效益.     

采煤机新型工作机构装煤参数的优化

本文建立了以新型螺旋滚筒装煤生产率为目标函数的优化数学模型,得出了具体条件下的优化参数和最佳装煤生产率,验证了模拟实验的结果.     

采煤机械模型设计相似倍数的确定

由于在井下对采煤机械测定性能参数十分困难,所以模化研究成了一种有效的方法,其中确定相似倍数是模型设计之关键。对采煤机械模型试验来说,怎样确定速度,力等参数的相似倍数?本文以螺旋滚筒装载模型设计为例,介绍了一种确定相似倍数的方法,供对矿山机械进行模型研究时参考     

采煤机运动参数对工作面温升的影响

采煤工作面的温度关系到工人的健康、设备的使用性能和煤炭生产的安全。为了研究采煤机运动参数对工作面温升的影响,建立了采煤机设计参数与工作面温升关系的数学模型,分析了采煤机的牵引速度、滚筒转速与工作面温升之间的关系及其影响。模拟结果表明,采煤机的运动参数对工作面的温升有直接的影响,工作面的温度随采煤机牵引速度的提高迅速增加,滚筒转速对工作面的温升影响较大;适当降低采煤机的牵引速度和滚筒转速能降低采煤工作面的温升。该结果为正确选择采煤机的运动参数、减少采煤机工作发热、降低采煤工作面温升、进一步改善采煤工作面的环境提供了依据。     

采煤机滚筒参数与尘肺病患病率关系的数学模型

为了研究采煤机滚筒设计参数对尘肺病患病率的影响,以期改进滚筒设计、降低尘肺病患病率,以采煤机截割粉尘的产生机理和现场采集的数据为基础,在假定工作面呼吸性粉尘浓度与采煤机截割比能耗成线性关系的条件下,通过对采煤机滚筒各设计参数与呼吸性粉尘浓度、尘肺病患病机理之间关系的研究,给出了工人接尘量的计算方法。综合分析各因素的影响,建立了采煤机滚筒设计参数和尘肺病患病率之间关系的数学模型,并对该模型进行了显著性检验。结果表明:回归方程具有显著意义,数学模型具备较好的拟合性。该项研究可为改进现有采煤机滚筒的设计,减少截割粉尘、降低尘肺病发生、预测新设计采煤机工作时对尘肺病患病率的影响以及为采煤机工作性能的评价提供理论依据。     

采煤机截齿排列参数对粉尘爆炸率的影响

利用假设与简化,建立了粉尘爆炸率与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,模拟得到了粉尘爆炸率与截线间距、每线齿数、叶片头数、截齿最大切屑厚度之间的关系曲线,通过分析,确定了上述采煤机截齿排列各参数对粉尘爆炸率的影响,为改进机器设计、合理确定采煤机的截齿排列参数、为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。     

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.     

复杂煤层采煤机滚筒载荷的数值模拟

为解决复杂煤层下工作的采煤机截齿磨损严重、缺失以及滚筒寿命低等问题,通过分析截齿与煤岩的接触位姿以及单齿的力学模型,建立了复杂煤层条件下采煤机滚筒的力学模型。为便于工程分析与应用,适当简化了截齿与煤岩的截割状态,以离散随机过程判断每一时刻截割过程中的受力状态,给出了复杂煤层下采煤机滚筒载荷的模拟算法。该模拟算法可实现任意旋转周期内滚筒三向载荷和负载扭矩的模拟,为采煤机滚筒的数字化设计提供条件。     

采煤机滚筒的计算机辅助设计

以截割理论为基础,建立了滚筒的不同排列模式及其最佳截线距的计算公式以及滚筒载荷波动的数学模型。在此基础上编制了计算机辅助设计的计算机程序。其中考虑了筒参数排列模式的选择,制造的可能性及降低载荷波动为目的截齿排列搭配参数的优选。     

MG-300采煤机不同截深滚筒载荷计算机模拟

为了分析采煤机滚筒瞬时载荷的波动情况,通过建立采煤机单个截齿受力和滚筒载荷数学模型的方法,并利用计算机模拟技术,对采煤机不同截深下的截割过程进行模拟.获得了滚筒在不同截深工况的载荷和波动系数变化特征.针对MG-300型采煤机的某种滚筒进行模拟分析,得出了实际应用中降低滚筒载荷波动系数的措施,并且为采煤机的动态设计及优化设计提供了必要的手段.     

采煤机振动的力学模型与分析

根据计算机模拟的载荷谱,提出采煤机螺旋滚筒外载荷的变化可用简谐振动的规律来模拟.据此,建立了采煤机振动的简化力学模型,并对其中的基本参数进行了分析.     

采煤机参数与工作面噪声关系的数学模型

为减少采煤工作面噪声的危害,分析了采煤机噪声的构成,通过假设与简化,建立了采煤机参数与工作面噪声之间关系的数学模型,并编制计算机程序和利用所建模型对采煤机工作面的噪声进行模拟研究.研究表明,工作面噪声随滚筒直径与转速、截割阻抗及牵引速度等参数的增加而增大,随截线间距、切屑厚度、煤岩脆性程度的增大而减小.该模型对于评价机器工作性能、改进机器设计等具有重要理论意义.