巷道掘进截割钻进先进技术研究现状及展望 被引量：23

1

作者 毛君 董钰峰 +7 位作者 卢进南 李玉岐 张鸿宇 谢苗 吴霞 刘治翔 王贺 田博 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期2084-2099,共16页

为响应智能化煤矿发展需要,同时为改善综掘工作面智能化无人化发展较综采工作面滞后现状,提出了掘进装备自主定型定向截割、掘进装备自主巡航、掘进机健康管理技术及多机多工序智能协同控制技术四大截割钻进装备先进技术并给出研究方向... 为响应智能化煤矿发展需要,同时为改善综掘工作面智能化无人化发展较综采工作面滞后现状,提出了掘进装备自主定型定向截割、掘进装备自主巡航、掘进机健康管理技术及多机多工序智能协同控制技术四大截割钻进装备先进技术并给出研究方向。针对掘进装备自主定形定向截割技术,通过研究不同掘进装备的截割轨迹规划、机身振动特征对截割头轨迹误差的影响规律及不同掘进速度下掘进巷道顶板稳定性分析方法进行掘进装备截割路径及截割速度规划研究;通过研究位姿监测技术、恒功率截割技术、记忆截割技术实现掘进装备自主定形定向截割控制;通过数字采集系统构建掘进巷道数字孪生虚拟模型,采用掘进机虚拟操纵平台实现掘进机远程自动截割控制。通过掘进巷道环境感知技术,构建掘进巷道的三维模型并标明巷道的安全情况;利用激光扫描及多种算法,形成巷道三维点云模型;对激光、通信、视觉及惯性等传感器等进行技术互补性融合,利用多种融合算法,实现高精度巷道感知;采用随钻测量系统进行瓦斯监测和超前探水作业;将视觉感知技术、激光测距技术、全站仪、超宽带定位技术等融入井下巷道的设备定位系统中,实时监测巷道内的掘进机位姿。通过结合掘进机健康管理技术发展现状,梳理出掘进机健康管理技术在故障预警技术、故障诊断技术、寿命评估技术3个方面存在的不足,并针对所面临的挑战提出了跨时空域度的监测信息多源数据融合技术、掘进机与断面岩层耦合作用机理、突发事件风险识别模型、自学习健康管理系统4项拟解决的科学问题。通过多传感器信息融合技术,研究掘进系统截割单元及临时支护单元的控制方法,分析多源信息分析处理及优化策略,以自动截割系统和超前临时支架移架系统为例,阐明了多传感器信息融合的运行机制,提出多工序协同控制技术难点及实现这一目标需要解决的2个关键点。 展开更多

关键词 巷道掘进 环境感知 定形定向截割 自主巡航 健康管理系统 多工序协同控制

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基于UDF技术的线性压缩机吸气装置双向流固耦合仿真分析 被引量：3

2

作者 梁晓瑜 毛君 王鑫 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期937-944,共8页

以线性压缩机吸气装置为研究对象,针对线性压缩机吸气阀片横向弯曲问题,依据弹性力学、板壳力学构建吸气阀片结构控制方程;利用流固耦合的基本理论,建立流体控制方程、结构控制方程和流固耦合方程;基于三维动网格与UDF(User-Defined Fun... 以线性压缩机吸气装置为研究对象,针对线性压缩机吸气阀片横向弯曲问题,依据弹性力学、板壳力学构建吸气阀片结构控制方程;利用流固耦合的基本理论,建立流体控制方程、结构控制方程和流固耦合方程;基于三维动网格与UDF(User-Defined Function)技术,建立线性压缩机吸气装置双向流固耦合仿真模型,进行了线性压缩机性能测试实验,以得到的最优入口温度、入口压力为仿真条件,研究了单、双流固耦合下吸气装置流场特性及力学行为,仿真结果表明:单向流固耦合与双向流固耦合有本质区别,在单向流固耦合流场仿真中阀片不会开启,而双向流固耦合中会开启,双向流固耦合中阀道与活塞腔间存在压力梯度,而单向流固耦合这没有压力梯度,双向流固耦合仿真更贴近实际情况,其结果可为阀片及吸气装置的结构设计以及拓扑优化提供理论指导。 展开更多

关键词 双向流固耦合 UDF技术 动态响应 吸气装置

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窄采区高产能露天煤矿工作线布置及发展方式优化

3

作者 赵景昌 王瀚澍 +2 位作者 侯鹏 白润才 任仕豪 《重庆大学学报》 北大核心 2025年第6期45-62,共18页

以哈尔乌素露天煤矿为工程实例,针对其首采区工作线退回至矿权界内后,工作线长度变短、采区宽度变窄的特殊条件下,如何确保实现35 Mt/a原煤产能的问题,以技术可行性与经济合理性为原则,综合考虑工作线长度对生产剥采比、剥离物内排运距... 以哈尔乌素露天煤矿为工程实例,针对其首采区工作线退回至矿权界内后,工作线长度变短、采区宽度变窄的特殊条件下,如何确保实现35 Mt/a原煤产能的问题,以技术可行性与经济合理性为原则,综合考虑工作线长度对生产剥采比、剥离物内排运距、原煤产量规模等的影响,建立了以年剥离总费用最低为目标的工作线长度优化数学模型,确定了经济合理工作线长度为1620~2315 m。结合哈尔乌素露天矿现有采掘设备生产能力和设备布置方案,分析确定了当工作线年平均推进度控制在400~515.25 m时,充分发挥采掘设备生产能力的工作线长度为1820 m。采用蒙特卡洛方法设计工作线形态,提出了3种满足工作线长度要求与年推进度限制的工作线布置与发展方式方案,构建了基于各方案平均生产剥采比、剥离加权平均运距、原煤加权平均运距、剥离加权平均提升高差、原煤加权平均提升高差和平均最大推进度等6项关键指标的客观赋权法CRITIC-TOPSIS综合评价模型。对3种方案的评价结果表明,方案二与理想解贴近度最高,能够使哈尔乌素露天煤矿在采区变窄条件下以最佳技术与经济效益实现35 Mt/a的原煤产能目标。 展开更多

关键词 露天煤矿 窄采区 高产能 工作线布置与发展方式 蒙特卡洛方法 CRITIC-TOPSIS综合评价模型

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防冲吸能液压支架点阵负泊松比吸能结构设计及优化

4

作者 沈佳兴 董建秀 +1 位作者 范中海 于英华 《中国机械工程》 北大核心 2025年第3期515-524,共10页

为提高吸能液压支架的吸能特性和支撑特性,设计了一种点阵负泊松比材料的吸能结构。采用仿真分析方法研究了圆形截面、矩形截面的直边内凹星形胞体和内凹六边形胞体的比吸能性能和单位质量支撑力性能,并对比分析确定了矩形截面阶梯边内... 为提高吸能液压支架的吸能特性和支撑特性,设计了一种点阵负泊松比材料的吸能结构。采用仿真分析方法研究了圆形截面、矩形截面的直边内凹星形胞体和内凹六边形胞体的比吸能性能和单位质量支撑力性能,并对比分析确定了矩形截面阶梯边内凹星形胞体的综合性能最佳。利用Workbench软件基于参数分析法研究负泊松比材料胞体的高度、胞体宽度、胞体厚度、胞体内缩量对吸能结构的吸能特性和支撑特性的影响规律;建立了吸能和支撑力的神经网络预测模型;建立了吸能结构的多目标参数优化数学模型;基于fmincon函数对吸能结构的优化数学模型求解,并确定三个局部最优解。通过对比验证分析确定了吸能结构的最佳结构参数:胞体高度为40 mm,胞体宽度为9.2 mm,胞体厚度为10 mm,胞体内缩量为5.2 mm。最优参数吸能结构的最大吸能为1083.36 kJ,平均支撑力为2162.56 kN,支撑力波动系数为1.123,支撑力标准差为28.58 kN,支撑大小适中且支撑力稳定。 展开更多

关键词 吸能液压支架 负泊松比材料 吸能结构 优化设计

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油缸位移传感器精度对掘进机截割成形误差影响规律研究 被引量：12

5

作者 刘治翔 王帅 +2 位作者 谢春雪 谢苗 毛君 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期99-109,共11页

考虑到掘进机截割部油缸内位移传感器的检测误差会影响到掘进机截割成形精度,运用机器人运动学分析方法,建立考虑油缸位移传感器误差的截割头在巷道断面坐标系中的运动学方程,然后利用蒙特卡洛模拟方法模拟分析不同油缸位移传感器误差... 考虑到掘进机截割部油缸内位移传感器的检测误差会影响到掘进机截割成形精度,运用机器人运动学分析方法,建立考虑油缸位移传感器误差的截割头在巷道断面坐标系中的运动学方程,然后利用蒙特卡洛模拟方法模拟分析不同油缸位移传感器误差等级对截割头在巷道空间内定位偏差精度影响规律。基于巷道外轮廓的创成机理,构建截割头截割巷道外轮廓的数学模型,通过数值计算分析油缸位移传感器误差对截割表面形貌特征的影响规律。研究结果表明,截割头坐标误差概率密度分布呈细长型的椭圆空间区域,水平回转油缸传感器的误差,主要影响截割头在X轴上的偏差;升降油缸传感器的误差,主要影响截割头在Y轴上的偏差。截割后在煤岩上形成"凹坑"和隆起"峰脊"之差的最大值是主要取决于截割头形状,外轮廓平均值会受油缸传感器误差影响。当升降油缸传感器误差超过±10‰FS时,巷道成形轮廓偏差超过了掘进机自动成形的要求。 展开更多

关键词 纵轴掘进机 截割头 巷道成形精度 位移传感器精度 运动学分析

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钢玄武岩纤维树脂混凝土结合面法向接触刚度数值计算研究 被引量：4

6

作者 徐平 徐戍廷 +1 位作者 沈佳兴 于英华 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期818-824,共7页

为解决分形接触理论中最大接触面积难以准确计算导致结合面实际接触面积难以有效获取的问题,基于离散化数值计算方法建立了一种结合面实际接触面积的计算方法,并将该方法与结合面接触刚度理论模型相结合,建立了一种新的钢玄武岩纤维树... 为解决分形接触理论中最大接触面积难以准确计算导致结合面实际接触面积难以有效获取的问题,基于离散化数值计算方法建立了一种结合面实际接触面积的计算方法,并将该方法与结合面接触刚度理论模型相结合,建立了一种新的钢玄武岩纤维树脂混凝土(BFPC)结合面接触刚度计算方法。通过模态实验对五种预载荷下的钢BFPC结合面组件的接触刚度进行了测量,将实验结果与理论计算结果对比分析,确定了二者的相对误差均小于6.0%。 展开更多

关键词 钢玄武岩纤维树脂混凝土结合面 离散法 实际接触面积 接触刚度 分形接触理论

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滑动轴承表面椭圆偏置类抛物线微织构研究 被引量：4

7

作者 于英华 杨帅彬 +2 位作者 曹茂林 沈佳兴 阮文新 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期131-140,167,共11页

目的 充分发掘微织构对于提高滑动轴承的承载性能和抗摩擦磨损性能的潜力。方法 选取某系列汽车发动机活塞连杆组件中的滑动轴承为原型,采用CFD方法对该轴承的承载性能和摩擦性能进行分析。综合运用正交试验和灰色关联分析理论,通过有... 目的 充分发掘微织构对于提高滑动轴承的承载性能和抗摩擦磨损性能的潜力。方法 选取某系列汽车发动机活塞连杆组件中的滑动轴承为原型,采用CFD方法对该轴承的承载性能和摩擦性能进行分析。综合运用正交试验和灰色关联分析理论,通过有限元仿真分析方法研究椭圆开口偏置类抛物线微织构结构参数对织构轴承承载力和摩擦因数的影响规律,对其进行多目标优化设计。在此基础上,基于响应面优化设计理论,运用有限元仿真分析方法研究微织构分布参数对织构轴承承载力和摩擦因数的影响规律,建立相应的数学模型并对其进行多目标优化设计。将具有最优参数微织构的滑动轴承的承载性能和摩擦因数与原型轴承进行对比。结果 微织构的最优参数为椭圆长、短半轴长分别为200μm和110μm,深度和对称轴的偏移量分别为60μm和30μm,起始角和包角分别为4.65°和116.75°,间距为2.79 mm。在滑动轴承表面加工椭圆偏置类抛物线微织构后,其承载力相较于原型滑动轴承增加了21.05%,摩擦因数降低了27.93%。结论 在滑动轴承表面加工出具有最优参数的椭圆偏置类抛物线微织构可以极大地提高滑动轴承的承载性能和摩擦性能。 展开更多

关键词 滑动轴承 承载性 摩擦因数 椭圆偏置类抛物线 微织构 灰色关联 响应面分析 优化设计

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基于弹-塑-断裂理论的镐型截齿截割机理研究与实验验证 被引量：6

8

作者 王鑫 徐兰欣 +2 位作者 陈洪月 白杨溪 陈洪岩 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第3期165-171,194,共8页

为研究镐型截齿在截割煤岩过程中的截割机理,建立镐型截齿外轮廓的数学模型,基于弹性力学、塑性力学和断裂力学等理论,提出了煤岩截齿截割力作用下发生弹-塑-断裂失稳理论模型,以此来描述截齿截割煤岩机理,并依据理论模型分别推导出煤... 为研究镐型截齿在截割煤岩过程中的截割机理,建立镐型截齿外轮廓的数学模型,基于弹性力学、塑性力学和断裂力学等理论,提出了煤岩截齿截割力作用下发生弹-塑-断裂失稳理论模型,以此来描述截齿截割煤岩机理,并依据理论模型分别推导出煤岩在弹性变形、塑性变形和断裂失稳状态下截齿截割力以及煤岩应力表达式。最后采用自主搭建实验设备进行不同截割倾角的镐型截齿截割煤岩实验,实验结果表明:煤岩在截齿截割力作用过程中,随着截齿截割深度的增加,截齿与煤岩的接触面积逐步增大,煤岩存在弹性变形阶段、塑性变形阶段以及断裂失稳阶段并与理论模型相符;截割倾角为90°、75°、60°时,截齿截割阻力理论值与实验值的均方根误差分别为0.082 kN、0.199 kN、0.204 kN,理论值与实验值相差较小,验证理论模型的正确性。 展开更多

关键词 截齿 截割机理 弹塑性力学 断裂力学

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发动机缸孔椭圆开口偏置类抛物线微织构研究

9

作者 于英华 朱华杰 +2 位作者 阮文新 徐平 沈佳兴 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期100-106,共7页

为探究更有利于提高汽车发动机活塞环/缸套摩擦副性能的微织构,在某发动机活塞环/缸套摩擦副设计椭圆开口偏置类抛物线微织构,综合运用CCD实验设计和响应面优化理论,采用CFD方法研究该微织构特征参数对活塞环/缸套摩擦副摩擦因数和承载... 为探究更有利于提高汽车发动机活塞环/缸套摩擦副性能的微织构,在某发动机活塞环/缸套摩擦副设计椭圆开口偏置类抛物线微织构,综合运用CCD实验设计和响应面优化理论,采用CFD方法研究该微织构特征参数对活塞环/缸套摩擦副摩擦因数和承载压力的影响规律;建立相应的数学模型,并运用鲸鱼优化算法对微织构参数进行多目标优化设计。结果表明:微织构参数对活塞环/缸套摩擦副摩擦因数程度由大到小依次为密度、长半轴、深度、偏置量、短半轴,对承载压力的影响程度由大到小依次为密度、深度、偏置量、长半轴、短半轴;所建相应数学模型具有足够的精度,可用于依据微织构特征参数对摩擦副相关性能的准确预测。得出的微织构最优参数为:椭圆长半轴390μm,短半轴108μm,偏置量139μm,深度42μm,织构密度0.69。与未织构摩擦副相比,按照最优微织构参数织构化的活塞环/缸套摩擦副的承载压力提升了2.67%,摩擦因数降低了32.1%。 展开更多

关键词 活塞环/缸套 摩擦因数 承载压力 抛物线微织构 优化设计

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煤矿井下迈步自移式超前支护装备转弯特性分析 被引量：3

10

作者 刘少杰 郭俊生 +4 位作者 刘治翔 王振福 李玉岐 谢苗 王帅 《煤炭工程》 北大核心 2023年第1期168-174,共7页

为避免超前支护装备移动时与巷道两帮碰撞,分析了超前支护装备“推移—转向—拉架—推移”和“转向—推移—拉架—转向”两种转弯工况,根据两种转弯模式的几何关系,建立了转弯工况超前支护装备外轮廓运动轨迹数学模型,推导了转弯半径计... 为避免超前支护装备移动时与巷道两帮碰撞,分析了超前支护装备“推移—转向—拉架—推移”和“转向—推移—拉架—转向”两种转弯工况,根据两种转弯模式的几何关系,建立了转弯工况超前支护装备外轮廓运动轨迹数学模型,推导了转弯半径计算方法。以转弯半径和外轮廓宽度为评价指标,分别研究推移步长、转动角度步长、转动中心位置以及设备长度和设备宽度等不同参数以及两种转弯模式对转弯特性的影响规律。研究表明:推移步长越大、转动角度步长越小、转动中心距离越小、设备越长、设备宽度越宽,其转弯半径越大。同时推移步长越小、转动角度步长越大、转动中心距离越小、设备越长、设备宽度越宽,其外轮廓宽度越大。为进一步综合分析多个因素对超前支护装备的转弯特性的影响,采用正交试验方法分析各因素对转弯特性的影响程度,实现对超前支护装备参数的优化。 展开更多

关键词 超前支护装备 迈步自移 转弯特性 正交试验

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线性压缩机的变速趋近律滑模控制方法研究 被引量：2

11

作者 梁晓瑜 毛君 王鑫 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2021年第11期1754-1759,共6页

将线性压缩机的机械和电磁两部分分别构建了物理模型。在物理模型基础上以驱动电压为输入、活塞位移为输出构建了线性压缩机状态方程;采用变速趋近律滑模控制算法设计线性压缩机控制器,并在Simulink中搭建线性压缩机控制系统;通过数值... 将线性压缩机的机械和电磁两部分分别构建了物理模型。在物理模型基础上以驱动电压为输入、活塞位移为输出构建了线性压缩机状态方程;采用变速趋近律滑模控制算法设计线性压缩机控制器,并在Simulink中搭建线性压缩机控制系统;通过数值仿真方法与传统指数趋近律控制器进行对比,结果表明:变速趋近律滑模控制器在到达稳态时间、抖振程度上均优于传统指数趋近律控制器,并且在控制精度上提升了约20%,同时α=1.346、k=13.499时变速趋近律滑模控制器取得最优控制效果,通过试验测试得到控制误差在4%~7.8%之间,验证了控制器的控制精度及有效性。 展开更多

关键词 线性压缩机 滑模控制算法 变速趋近律 物理建模

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基于激光扫描和三维栅格地图的掘进巷道空间建模方法研究 被引量：8

12

作者 刘少杰 李志海 +1 位作者 刘治翔 邹康 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2023年第3期306-314,共9页

采用常规煤矿巷道三维点云信息地图建模方法得到的点云数据庞大而繁杂,运算量很大,因此提出了基于激光扫描和三维栅格地图的掘进机截割成形三维扫描系统和掘进巷道空间建模方法。将点云数据与三维栅格进行映射,将巷道空间划分为有限个栅... 采用常规煤矿巷道三维点云信息地图建模方法得到的点云数据庞大而繁杂,运算量很大,因此提出了基于激光扫描和三维栅格地图的掘进机截割成形三维扫描系统和掘进巷道空间建模方法。将点云数据与三维栅格进行映射,将巷道空间划分为有限个栅格,构成巷道空间三维栅格地图,并将三维栅格地图划分为多个功能区域。通过三维扫描激光雷达坐标系与巷道坐标系的转换,实现了将激光雷达获取的点云数据转换为巷道外轮廓数据,来分析掘进机截割的超挖和欠挖误差。实验表明,当三维栅格边长设定为10 cm时,采用由截割成形巷道三维栅格地图建模方法得到的栅格地图指导掘进机自主截割作业,相比采用常规点云地图可减少84.7%的数据处理量,极大减轻了截割控制系统处理器的负担。研究结果为基于激光雷达三维扫描的掘进机自主截割作业系统的设计及应用提供了依据。 展开更多

关键词 掘进机 激光扫描 三维栅格 空间建模 掘进巷道

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弛张筛筛分效率与筛面磨损的匹配优化研究

13

作者 周永利 毛君 +3 位作者 谢苗 毋龙飞 朱昀 孟庆爽 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期202-213,共12页

为提高煤炭分选过程的生产效率,增加分选设备的使用寿命,最大限度地发挥选煤厂筛分设备潜在的生产能力,提高筛分工艺的合理性,以全面提升弛张筛筛分系统的筛分效率降低筛面磨损率,提出通过调节弛张筛性能参数的措施,使筛分效率达到最优... 为提高煤炭分选过程的生产效率,增加分选设备的使用寿命,最大限度地发挥选煤厂筛分设备潜在的生产能力,提高筛分工艺的合理性,以全面提升弛张筛筛分系统的筛分效率降低筛面磨损率,提出通过调节弛张筛性能参数的措施,使筛分效率达到最优,同时减小筛面的磨损。将柔性筛板离散化处理以降低柔性筛板仿真过程的复杂性,采用多体动力学仿真和离散元法耦合的方式,对筛面的筛分过程进行数值模拟,获得了弛张筛性能参数:弛张频率、筛面倾角、弛张量对筛分效率的影响规律,并综合考虑相关系数法和显著性检验方法,确定了弛张量为影响筛分效率的非关键因素。在总结了弛张筛筛分过程的磨损规律的基础上,通过Relative Wear和Archard Wear模型获得了仿真过程中筛面弛张量对磨损深度的影响规律。基于弛张量对筛分效率与磨损深度的双重影响,选用线性加权法进行筛面性能的多目标优化,获得了保证筛分效率最高磨损深度最小的筛面性能参数,并进行仿真验证。研究结果表明:筛分效率随筛面倾角的增大而减小,弛张量与弛张频率越大呈现先增大后减小的变化规律;筛面磨损与筛面弛张量同样呈先增大后减少趋势,综合考虑筛分效率与筛面磨损,获得了最优的筛面性能参数,即当筛面弛张量选择5 mm时,筛分效率可达到80.85%,而筛面磨损深度仅为0.0516 mm,相较于最优筛分效率时筛面磨损量减少了26.5%,而筛分效率仅降低0.48%,能够在对筛分效率影响较小的条件下显著降低筛面磨损程度。表明经过优化后的弛张筛筛分性能具有了明显的改善。采用上述技术方案能够有效提高分选过程中筛分环节的性能参数,提升设备生产能力,同时为选煤厂分选系统的智能化提供了技术支撑。 展开更多

关键词 煤炭分选 弛张筛 离散元仿真 筛分效率 筛面磨损

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吸能液压支架金字塔点阵吸能构件优化及试验分析

14

作者 沈佳兴 潘子豪 +2 位作者 冷岳峰 徐平 范中海 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期2132-2140,共9页

为提高吸能液压支架的吸能性进而提高其安全性,设计了一种多层点阵吸能构件。根据吸能构件立柱的结构及吸能空间设计了金字塔点阵吸能构件的基本结构。以吸能构件的吸能最大、支撑力均值在允许范围内最大及支撑力波动系数最小为优化目... 为提高吸能液压支架的吸能性进而提高其安全性,设计了一种多层点阵吸能构件。根据吸能构件立柱的结构及吸能空间设计了金字塔点阵吸能构件的基本结构。以吸能构件的吸能最大、支撑力均值在允许范围内最大及支撑力波动系数最小为优化目标函数,以金字塔胞体的立足直径和跨度为优化设计变量,以吸能构件的支撑力峰值和支撑力均值在允许范围内为约束条件,利用Workbench软件分别对金字塔高度为30,40,50 mm的吸能构件结构参数进行多目标优化设计,得到三组优化解并通过对比分析确定最佳结构参数。采用压缩试验对等比例缩小的最优参数的单层吸能构件进行试验分析,结果显示其吸能量为4.18716 kJ,计算得到原尺寸单层吸能构件吸能量为113.05332 kJ,吸能构件整体吸能量为565.2666 kJ,与仿真结果相对误差仅为-9.92%。该吸能构件比传统薄壁结构吸能构件的吸能性提高50%以上,证明了优化设计的有效性和吸能构件的高吸能性。 展开更多

关键词 吸能支架 金字塔结构 点阵吸能构件 安全性

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掘锚机探放水钻机固定支架强度分析 被引量：2

15

作者 杨木林 谷树伟 +4 位作者 陈凯 贺艳军 刘龙 刘治翔 孙战 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期55-62,共8页

针对一种掘锚一体机机载式探放水钻机,分析了其作业工况和功能需求。对钻机在各种工况下的受力进行分析,对关键部件的强度进行了有限元仿真校核。理论分析结果表明,安装座竖向载荷、伸缩滑套和钻机连接处的竖向载荷、伸缩滑套竖向载荷... 针对一种掘锚一体机机载式探放水钻机,分析了其作业工况和功能需求。对钻机在各种工况下的受力进行分析,对关键部件的强度进行了有限元仿真校核。理论分析结果表明,安装座竖向载荷、伸缩滑套和钻机连接处的竖向载荷、伸缩滑套竖向载荷均是随着俯仰转角的增大,先增大后减小,在俯仰转角为0°时转矩最大。有限元计算结果显示关键部件伸缩轨道的和伸缩滑套的最大应力远小于所用材料Q345B的屈服强度,满足使用要求。钻机固定支架应力最大值仅为37.096 MPa,变形量为2.006 mm,说明钻机在最大载荷工况下,钻机固定支架能够满足强度要求。通过厂内和煤矿井下的工业性试验验证了设计的探放水钻机结构的有效性,具有较好的应用和推广价值。 展开更多

关键词 探放水钻机 机载钻机 力学特性 有限元分析

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卡链工况下刮板输送机扭摆振动特性分析 被引量：12

16

作者 谢春雪 刘治翔 +2 位作者 毛君 谢苗 卢进南 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期2348-2354,共7页

考虑到常规研究刮板输送机卡链工况时仅考虑双侧同样载荷卡链工况,主要研究单侧卡链工况及其对刮板链条体系扭摆振动特性的影响。对卡链故障的产生原因以及卡链载荷的模拟施加方式进行了分析。研究了刮板输送机卡链工况的力学模型,选用V... 考虑到常规研究刮板输送机卡链工况时仅考虑双侧同样载荷卡链工况,主要研究单侧卡链工况及其对刮板链条体系扭摆振动特性的影响。对卡链故障的产生原因以及卡链载荷的模拟施加方式进行了分析。研究了刮板输送机卡链工况的力学模型,选用Voigt模型建立刮板输送机扭摆振动动力学模型,使用Matlab软件建立动力学方程和状态方程,对建立的动力学方程构造出函数子程序,实现动力分析的前处理。通过仿真分析得到卡链位置前后物料不同的4种工况下刮板链条体系扭摆振动速度、加速度以及张力情况,并进行了实验验证。研究结果可知,卡链过程会引起刮板链条体系强烈的扭摆振动,并且初始时候无物料情况下,扭摆振动更明显。前后方均有物料情况下,扭摆振动稍有减弱。 展开更多

关键词 刮板输送机 扭摆振动 卡链工况 单侧卡链 偏置载荷

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基于物料分布特征的刮板输送机运行阻力分析 被引量：10

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作者 刘治翔 谢春雪 +2 位作者 毛君 谢苗 卢进南 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1155-1161,共7页

考虑到常规的链条安全系数是按照两个链条共同承受外界载荷来计算的,而实际情况是两根链条载荷是不均匀的,因此研究了基于考虑物料分布特征的刮板输送机运行阻力计算方法。对煤块物料与中部槽底板的摩擦阻力、煤块物料与挡煤板摩擦阻力... 考虑到常规的链条安全系数是按照两个链条共同承受外界载荷来计算的,而实际情况是两根链条载荷是不均匀的,因此研究了基于考虑物料分布特征的刮板输送机运行阻力计算方法。对煤块物料与中部槽底板的摩擦阻力、煤块物料与挡煤板摩擦阻力以及移动的煤块物料与煤壁侧静止物料的摩擦阻力进行理论推导。得到刮板和链条在运行时,不同负载情况下的运行阻力计算公式。依托国家能源局研发(实验)中心建设的综采成套装备模拟实验台对基于物料分布特征的运行阻力计算方法进行实验研究。研究结果表明:本计算方法与实验数据误差在允许范围内。基于考虑物料分布特征的刮板输送机运行阻力计算方法可为后续进行偏置载荷影响下的链条寿命预测、安全系数计算等提供依据。 展开更多

关键词 刮板输送机 运行阻力 物料分布特征 偏置载荷

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黑岱沟露天煤矿断陷带区域抛掷爆破-拉斗铲倒堆工艺参数优化 被引量：9

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作者 赵景昌 孙健东 +4 位作者 白润才 王东 刘喜顺 徐钟馗 唐晓骞 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期3453-3461,共9页

黑岱沟露天煤矿二采区煤层断陷带的存在使抛掷爆破-拉斗铲倒堆工艺无法按正常区域设计与施工,影响原煤生产接续。通过分析断陷带断层对抛掷爆破高台阶稳定性、钻机倾斜穿孔有效深度、抛掷爆破有效抛掷率等方面的影响,确定了断陷带影响... 黑岱沟露天煤矿二采区煤层断陷带的存在使抛掷爆破-拉斗铲倒堆工艺无法按正常区域设计与施工,影响原煤生产接续。通过分析断陷带断层对抛掷爆破高台阶稳定性、钻机倾斜穿孔有效深度、抛掷爆破有效抛掷率等方面的影响,确定了断陷带影响范围。按倒堆与采煤工作线推进度一致原则,建立了抛掷爆破台阶高度、原煤厚度与倒堆系统生产能力之间的函数关系,并结合倒堆系统作业能力分析、有效抛掷率与抛掷爆破台阶高度之间的关系曲线方程、煤层厚度变化情况等,初步确定了断陷带影响区域各采掘带抛掷爆破台阶高度,在此基础上,根据穿孔设备纵、横向作业坡度限制对抛掷爆破台阶顶盘面进行调整,优化确定了断陷带影响区域各采掘带合理的抛掷爆破台阶高度。根据不同抛掷爆破台阶高度条件下爆堆曲线拟合结果,对拉斗铲站立水平高度与倒堆系统各环节作业量进行分析,建立了拉斗铲站立水平高度与原煤生产能力、原煤平均厚度之间的函数关系,并根据各采掘带煤层平均厚度、拉斗铲倒堆作业量等,确定了断陷带影响区域各采掘带拉斗铲站立水平高度。根据断陷带区域地质条件变化,优化确定的抛掷爆破-拉斗铲倒堆工艺参数,可指导黑岱沟露天煤矿实现过断陷带期间安全、高效生产,确保原煤生产接续。 展开更多

关键词 断陷带 抛掷爆破 拉斗铲 倒堆工艺 参数优化

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截割头几何因素影响下的巷道表面形貌特征与建模 被引量：7

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作者 刘治翔 王帅 +3 位作者 谢苗 陈洪月 苗茺 谢春雪 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第21期2583-2591,共9页

考虑到纵轴式掘进机截割头运动轨迹直接影响巷道成形表面形貌特征,分析了截割头截割巷道得到的巷道外轮廓的创成机理,运用机器人运动学分析方法确定掘进机截割头在巷道空间坐标系内的坐标,构建截割头截割巷道外轮廓的数学模型;通过数值... 考虑到纵轴式掘进机截割头运动轨迹直接影响巷道成形表面形貌特征,分析了截割头截割巷道得到的巷道外轮廓的创成机理,运用机器人运动学分析方法确定掘进机截割头在巷道空间坐标系内的坐标,构建截割头截割巷道外轮廓的数学模型;通过数值计算分析截割进给量、截割角度、截割头形状、截割头半径及截割头锥角等参数对截割表面形貌特征的影响规律。研究结果表明:“球冠+圆柱”式截割头截割得到的巷道表面最不平整,“球冠+圆锥+圆柱”式截割头截割得到的巷道表面最为平整;随着截割升降角度和截割进给量的减小、截割头球冠半径和截割头圆锥角的增大,截割得到的巷道平整度提高;截割升降角度越大,越需要对巷道平整度进行精确控制。 展开更多

关键词 纵轴掘进机 截割头 巷道成形 形貌特征 几何因素

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空心阴极真空电弧焊接的引弧机理及参数优化 被引量：6

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作者 刘治翔 谢春雪 +2 位作者 毛君 谢苗 卢进南 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期614-618,共5页

针对现有真空电弧焊接技术引弧过程的各关键因素没有明确标准,大部分依据经验来调节各因素的数值等问题,对真空电弧焊接设备的引弧过程影响因素进行了研究。以快速建立电弧、得到稳定引弧电流为目的,从电弧建立的基本机理入手,对氩气流... 针对现有真空电弧焊接技术引弧过程的各关键因素没有明确标准,大部分依据经验来调节各因素的数值等问题,对真空电弧焊接设备的引弧过程影响因素进行了研究。以快速建立电弧、得到稳定引弧电流为目的,从电弧建立的基本机理入手,对氩气流量、击穿电压、击穿距离以及钽管直径等引弧过程中各影响因素进行了逐一分析。使用自适应神经模糊推理系统(adaptive neural network based fuzzy interference system,简称ANFIS)模型建立引弧最优参数预测模型,使用氩气流量、真空度、击穿距离及钽管直径作为模型输入,预测击穿电压最优值。通过现场实验,验证和完善了理论研究以及本研究参数预测模型的预测性能。结果表明,使用本研究的预测模型得到的系统参数进行引弧实验,引弧电流稳定,符合工艺要求。 展开更多

关键词 真空电弧焊接设备 引弧机理 参数预测 自适应神经模糊推理系统

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