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掘进机截割头随机载荷的模拟研究 被引量：52
1
作者 李晓豁 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第5期525-529,共5页
截割头的载荷是由煤岩抗截强度的多变性、切屑厚度的不均匀性以及截齿磨损程度的变化等诸多因素决定的随机过程 .目前对其计算还停留在构造简单煤层的确定型载荷上 ,这势必影响对掘进机截割性能的分析和深入研究 .通过分析 ,把截齿的载... 截割头的载荷是由煤岩抗截强度的多变性、切屑厚度的不均匀性以及截齿磨损程度的变化等诸多因素决定的随机过程 .目前对其计算还停留在构造简单煤层的确定型载荷上 ,这势必影响对掘进机截割性能的分析和深入研究 .通过分析 ,把截齿的载荷看作平稳随机过程 ,并利用瑞利分布和 χ2 分布分别建立了截齿在构造简单煤层和构造复杂煤层中截割的随机载荷模型 .在此基础上 ,确立了截割头的载荷模型及其模拟方法 ,并利用编制的计算机程序对截割头的随机载荷以及瞬时截割功率进行了模拟和分析 . 展开更多
关键词 掘进机 截割头 随机载荷 模拟 煤岩 抗截强度
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煤矿悬臂式掘进机截割头位置精确控制方法 被引量：49
2
作者 毛清华 陈磊 +2 位作者 闫昱州 张旭辉 刘永伟 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第S2期562-567,共6页
针对煤矿悬臂式掘进机截割断面自动成形控制问题,建立了截割头控制系统传递函数模型,并提出了一种基于PID控制的悬臂式掘进机截割头位置精确控制方法。根据悬臂式掘进机截割部结构及其运动学分析,建立了掘进机截割头控制系统传递函数模... 针对煤矿悬臂式掘进机截割断面自动成形控制问题,建立了截割头控制系统传递函数模型,并提出了一种基于PID控制的悬臂式掘进机截割头位置精确控制方法。根据悬臂式掘进机截割部结构及其运动学分析,建立了掘进机截割头控制系统传递函数模型。为了验证建立的截割头控制系统传递函数模型的正确性和PID控制方法的效果,进行了仿真实验分析和在悬臂式掘进机实验平台上进行加入PID与否的对比实验验证。实验结果表明:在加入PID反馈控制后,截割头位置控制精度大大提高,竖直截割实验最大误差约为1%,水平截割最大误差约为1.7%,矩形断面截割高度和宽度最大误差均约为1%。因此,根据建立的控制系统传递函数模型和基于PID的控制方法实现了煤矿悬臂式掘进截割头位置的精确控制,对于实现掘进机的智能化和确保煤矿安全高效生产具有重要意义。 展开更多
关键词 悬臂式掘进机 截割头 位置精确控制 PID控制
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基于载荷波动最小的掘进机截割头截齿排列参数优化设计 被引量：26
3
作者 张鑫 张建武 杨梅 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2005年第1期64-67,共4页
根据单个截齿受力模型和计算公式,确立了截割头横摆截割时载荷波动的计算方法。通过分析截齿排列参数对截割头载荷的影响,提出了降低载荷波动的策略,建立了基于载荷波动最小的截割头截齿排列参数优化设计数学模型。采用序列二次规划(SQP... 根据单个截齿受力模型和计算公式,确立了截割头横摆截割时载荷波动的计算方法。通过分析截齿排列参数对截割头载荷的影响,提出了降低载荷波动的策略,建立了基于载荷波动最小的截割头截齿排列参数优化设计数学模型。采用序列二次规划(SQP)方法编写了优化设计程序,并对某型号掘进机截割头的截齿排列参数进行了优化设计。优化前后统计数据表明,截割头的载荷波动明显降低,提高了掘进机的工作可靠性。 展开更多
关键词 掘进机 截割头 截齿排列 优化设计 载荷波动
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基于遗传算法掘进机截割头多目标模糊可靠性优化 被引量：30
4
作者 张强 毛君 田大丰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期1435-1437,共3页
针对掘进机能耗和载荷波动问题,基于遗传算法的多目标模糊可靠性优化策略,对截割头运动参数进行优化设计.优化结果表明,截割头升角减少11.6%,横摆阻力降低6.45%,纵向力降低12.16%,负荷转矩降低11.29%,比能耗降低21.04%,截割头的载荷波... 针对掘进机能耗和载荷波动问题,基于遗传算法的多目标模糊可靠性优化策略,对截割头运动参数进行优化设计.优化结果表明,截割头升角减少11.6%,横摆阻力降低6.45%,纵向力降低12.16%,负荷转矩降低11.29%,比能耗降低21.04%,截割头的载荷波动和比能耗得到显著降低,有效提高了掘进机的工作可靠性和能量利用率. 展开更多
关键词 遗传算法 掘进机 截割头 多目标函数 模糊可靠性优化 比能耗
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掘进机截割头截荷的模拟研究 被引量：19
5
作者 李晓豁 程东棠 《阜新矿业学院学报》 1990年第3期88-94,共7页
本文介绍了确定掘进机截割头的载荷和利用计算机模拟截割头载荷的方法,并结合一个实例,对截割头载荷的特点及掘进机的工作性能进行了分析。
关键词 掘进机 截割头 载荷 模拟 研究
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纵轴式掘进机截割头横摆时的运动学分析及其仿真 被引量：20
6
作者 郭迎福 张永忠 +2 位作者 刘德顺 彭佑多 毛征宇 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期68-72,共5页
利用坐标变换 ,建立了纵轴式掘进机截割头横摆时的截齿运动轨迹、运动速度和加速度方程 ,通过计算机仿真研究了截割头转速和截割臂水平摆动速度对截齿运动速度和加速度以及其相对变化率的影响 .根据仿真结果 ,截齿运动速度和加速度随截... 利用坐标变换 ,建立了纵轴式掘进机截割头横摆时的截齿运动轨迹、运动速度和加速度方程 ,通过计算机仿真研究了截割头转速和截割臂水平摆动速度对截齿运动速度和加速度以及其相对变化率的影响 .根据仿真结果 ,截齿运动速度和加速度随截割头转速增加而快速增加 ,但其相对变化率在减小 ;截齿运动速度和加速度不会随截割臂水平摆动速度的增加而明显增加 ,但速度相对变化率增加很快 ,加速度相对变化率很小 .这些为合理选择截割头工作参数提供了理论基础 . 展开更多
关键词 纵轴式掘进机 截割头 运动分析 仿真 坐标变换 截齿
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横向截割头摆动截割时切屑图的模拟研究 被引量：12
7
作者 李晓豁 隗金文 刘利 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2002年第1期76-78,共3页
利用切削图可分析和评价截割头的设计质量和掘进机的截割性能特点,通过建立数学模型,实现对切削图的模拟,利用计算机辅助设计,替代设计中的人工绘制。并结合实例对这种掘进机进行了模拟与分析,给出了横轴式掘进机截割头摆动截割时切屑... 利用切削图可分析和评价截割头的设计质量和掘进机的截割性能特点,通过建立数学模型,实现对切削图的模拟,利用计算机辅助设计,替代设计中的人工绘制。并结合实例对这种掘进机进行了模拟与分析,给出了横轴式掘进机截割头摆动截割时切屑图的模拟方法,为研究该型掘进机的截割性能提供了一种简捷、有效的方法。 展开更多
关键词 横向截割头 摆动截割 横轴式掘进机 切屑图 截割性能 计算机模拟 矿山机械
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横轴式截割头截割过程的运动学仿真 被引量：13
8
作者 李晓豁 田晶 黄艳 《黑龙江科技学院学报》 CAS 2001年第1期17-20,共4页
分析横轴式截割头摆动截割时截击的运动轨迹，建立了其几何模型和运动方程。在此基础上，编制了计算机程序，对该型截割头的运动学特征进行了仿真研究。
关键词 横轴式掘进机 截割头 截齿 运动轨迹 几何模型 摆动截割
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纵轴式截割头截齿布置对破岩载荷规律的影响 被引量：15
9
作者 王想 王清峰 谭正生 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2012年第1期39-42,共4页
为了研究截齿布置对纵轴式截割头破岩载荷规律的影响,在建立截割头破岩载荷数学模型的基础上,对3个不同截齿布置参数的截割头破岩载荷进行了仿真,得到了载荷波动曲线及其相关统计量.仿真结果表明载荷存在2个频率的波动:低频波动由螺旋... 为了研究截齿布置对纵轴式截割头破岩载荷规律的影响,在建立截割头破岩载荷数学模型的基础上,对3个不同截齿布置参数的截割头破岩载荷进行了仿真,得到了载荷波动曲线及其相关统计量.仿真结果表明载荷存在2个频率的波动:低频波动由螺旋线头数及其包角决定,波动频率等于螺旋线头数与截割头转频的乘积;较高频率的波动由截齿的不连续性引起,波动频率以截割头转频为基频,其大小与截齿周向间隔角有关;同等条件下,随着截齿周向间隔角θi的增加,载荷Ra,Rb,Rc,Mc的峰值和平均值依次增加,但其均方差和波动性系数依次减小.根据仿真结果总结出载荷波动频率的理论计算公式,这对纵轴式截割头的设计研究具有重要的理论指导意义. 展开更多
关键词 纵轴式掘进机 截割头 岩石截割 载荷仿真
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镐形截齿硬岩截割磨损研究 被引量：15
10
作者 李勇 李夕兵 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2012年第6期85-88,共4页
对硬岩截割后镐形截齿磨损进行了研究,通过分析截齿在截割头上的排列位置,对截齿进行编号,采用称重和分类法得出各截齿截割后的破坏程度,并从截齿的结构和受力角度出发,找出硬岩截割各位置截齿常见失效形式及其失效原因,并从经济角度证... 对硬岩截割后镐形截齿磨损进行了研究,通过分析截齿在截割头上的排列位置,对截齿进行编号,采用称重和分类法得出各截齿截割后的破坏程度,并从截齿的结构和受力角度出发,找出硬岩截割各位置截齿常见失效形式及其失效原因,并从经济角度证明了新型进口截齿的优越性。从截齿的制作工艺、选择与安装、截割工作方面提出了一些建议,从而提高截齿的使用寿命。 展开更多
关键词 掘进机 截割头 截齿 质量损耗 失效形式 硬岩裁割
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掘进机截割头运动参数的优化设计 被引量：11
11
作者 张鑫 李新平 《煤矿机电》 北大核心 2004年第5期30-33,共4页
　根据单个截齿受力模型,采用计算机模拟的方法建立了基于截割头负载转矩波动和截割比能耗最小的优化设计数学模型,寻求最优的掘进机运动参数。根据序列二次规划(SQP)优化方法,编写了优化设计程序。优化设计实例表明,截割头的负载转矩... 　根据单个截齿受力模型,采用计算机模拟的方法建立了基于截割头负载转矩波动和截割比能耗最小的优化设计数学模型,寻求最优的掘进机运动参数。根据序列二次规划(SQP)优化方法,编写了优化设计程序。优化设计实例表明,截割头的负载转矩变差系数减小了13.9%,截割比能耗降低了16.9%,有效改善了截割电机的负载特性,提高了能量利用率。 展开更多
关键词 掘进机 截割头 优化设计 变差系数 比能耗
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截割头截齿安装定位的设计方法 被引量：11
12
作者 徐小粤 《煤矿机电》 2005年第4期11-13,共3页
介绍一种截割头的设计方法,它能够准确、有效地实现截齿及齿座安装定位设计。
关键词 掘进机 截割头 截齿 安装 定位设计
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掘进机截割头多目标优化设计研究 被引量：8
13
作者 张鑫 曾庆良 《煤矿机械》 北大核心 2005年第6期1-3,共3页
针对掘进机截割头载荷波动和能耗问题,基于各截齿受力均匀和同时参与截割的截齿数保持恒定的优化策略,对截齿排列参数和截割头运动参数进行了多目标优化设计。优化实例表明,截割头的载荷波动和比能耗得到了明显降低,提高了掘进机的工作... 针对掘进机截割头载荷波动和能耗问题,基于各截齿受力均匀和同时参与截割的截齿数保持恒定的优化策略,对截齿排列参数和截割头运动参数进行了多目标优化设计。优化实例表明,截割头的载荷波动和比能耗得到了明显降低,提高了掘进机的工作可靠性和能量利用率。 展开更多
关键词 掘进机 截割头 优化设计 载荷波动 比能耗
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基于二维切削理论的绞吸式挖泥船绞刀头载荷分析 被引量：13
14
作者 潘英杰 杨启 汤晶 《船海工程》 2009年第2期35-39,共5页
为计算绞吸式挖泥船绞刀头在不同工作状态下所受到的载荷作用,引入二维切削理论,根据不同的土质特征以及绞刀的不同几何形状和工作状态,对绞刀头所受到的载荷进行分析和研究。根据各参数之间的关系,用FORTRAN语言来实现载荷的计算,并对... 为计算绞吸式挖泥船绞刀头在不同工作状态下所受到的载荷作用,引入二维切削理论,根据不同的土质特征以及绞刀的不同几何形状和工作状态,对绞刀头所受到的载荷进行分析和研究。根据各参数之间的关系,用FORTRAN语言来实现载荷的计算,并对最终结果进行可靠性分析。 展开更多
关键词 绞吸式挖泥船 绞刀头 载荷 二维切削理论
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掘进机截割头截齿排列研究 被引量：9
15
作者 张鑫 杨梅 《煤矿机电》 2005年第4期33-34,36,共3页
本文模拟计算掘进机截割头横摆截割时的载荷波动,以载荷波动最小化为目标,建立了截齿排列参数优化设计数学模型,用序列二次规划(SQP)进行优化设计,截割头的载荷波动明显降低。
关键词 掘进机 截割头 截齿排列 载荷波动
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截齿排布螺旋线对纵向截割头性能的影响 被引量：13
16
作者 张梦奇 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2013年第12期84-88,共5页
为研究螺旋线数量及对应的螺旋升角对纵向截割头性能的影响，在相同截割头基体上，根据螺旋线计算公式设计了2、3、4头螺旋线和相应螺旋升角的截割头，并按一线一齿进行了截齿排布设计和三维建模。通过对截齿切屑图的研究，提出了截齿... 为研究螺旋线数量及对应的螺旋升角对纵向截割头性能的影响，在相同截割头基体上，根据螺旋线计算公式设计了2、3、4头螺旋线和相应螺旋升角的截割头，并按一线一齿进行了截齿排布设计和三维建模。通过对截齿切屑图的研究，提出了截齿转动系数的定义及计算方法，并介绍了截齿转动系数和截割载荷在截割头性能分析中的应用。对3种纵向截割头性能分析的结果显示，采用3头螺旋线的截割头性能优于2头和4头螺旋线的截割头。在破岩效果方面表现为工作适应性强；水平移动速度低于0．1m／s；转速为20～70r／min时，截齿工作性能良好。在破岩能力方面表现为_12作载荷稳定，截割载荷平均值最大，变差系数最小。 展开更多
关键词 截割头 截齿排布 螺旋升角 螺旋线数量 截齿转动系数 性能分析
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掘进机截割头钻进工况载荷的计算机模拟 被引量：11
17
作者 张鑫 杨梅 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2005年第3期21-23,共3页
基于单个截齿的受力模型,对掘进机截割头钻进工况载荷进行了计算机模拟,为截割头的结构设计和参数优化提供了理论依据。
关键词 掘进机 截割头 钻进 载荷 计算机模拟
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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：11
18
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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基于参数识别的截割头纵向随机振动响应优化 被引量：10
19
作者 李晓豁 何洋 +2 位作者 焦丽 沙永东 李婷 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期818-824,共7页
为减小纵轴式掘进机截割头的振动,利用Lagrange方法并结合虚拟激励法推导了该型掘进机的纵向运动微分方程,根据Daubechies小波函数多尺度逼近方法和最小二乘法原理,将掘进机在随机激励作用下系统的时变阻尼和时变刚度用多尺度函数的线... 为减小纵轴式掘进机截割头的振动,利用Lagrange方法并结合虚拟激励法推导了该型掘进机的纵向运动微分方程,根据Daubechies小波函数多尺度逼近方法和最小二乘法原理,将掘进机在随机激励作用下系统的时变阻尼和时变刚度用多尺度函数的线性组合表示,从而将时变参数识别问题转化为时不变问题。将识别出的刚度和阻尼值作为初始条件,借助鱼群算法以截割头纵向振动的位移响应为目标函数对参数进行了优化。结果表明:参数优化后截割头纵向振动的位移响应的均值下降了18.3%。为验证优化结果的可靠性,利用ADAMS建立了整机的多刚体动力学模型。仿真结果表明,截割头的位移响应变化与理论计算的结果较接近,从而验证了优化结果的有效性。 展开更多
关键词 截割头 虚拟激励法 小波 最小二乘法 鱼群算法
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基于巷道断面的掘进机截割头定位系统设计 被引量：10
20
作者 杨洁 付晓 马子云 《煤矿机械》 2015年第2期25-26,共2页
针对无法精确定位掘进机截割头的位置、截割效率低及截割断面成形差的问题,提出了基于巷道断面的掘进机及截割头定位系统设计方法。结果表明,该定位系统在直线标准巷道内,可实现掘进机截割头准确定位,不仅提高截割效率和断面成形率,而... 针对无法精确定位掘进机截割头的位置、截割效率低及截割断面成形差的问题,提出了基于巷道断面的掘进机及截割头定位系统设计方法。结果表明,该定位系统在直线标准巷道内,可实现掘进机截割头准确定位,不仅提高截割效率和断面成形率,而且有利于安全生产,节约人力及支护成本。 展开更多
关键词 巷道断面 掘进机 截割头 定位系统
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