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基于红外热像和振动信号的煤岩识别实验研究
1
作者 刘治翔 孙战 +1 位作者 尹家阔 邹康 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第4期78-83,152,共7页
针对现有煤岩识别技术存在的难以实际应用、易受信号干扰、成本高和实现复杂等问题,通过理论分析煤岩截割产热与煤岩硬度的关系,证明通过红外热像获取的截割温度变化来进行煤岩识别的合理性;搭建了掘进机截齿截割煤岩试验台,对不同硬度... 针对现有煤岩识别技术存在的难以实际应用、易受信号干扰、成本高和实现复杂等问题,通过理论分析煤岩截割产热与煤岩硬度的关系,证明通过红外热像获取的截割温度变化来进行煤岩识别的合理性;搭建了掘进机截齿截割煤岩试验台,对不同硬度的普通煤层、煤岩交界处及中砂岩层进行长时间截割试验,通过红外热像仪和振动传感器分别获取截割温度和截割头振动信号并分析其变化规律。研究结果表明:①随着截割时间增加,截割温度逐渐升高;煤岩硬度越高,截割温度越高,且截割温度上升速率越快;在截割起始阶段无法通过截割温度识别煤岩,但在稳定截割时可根据截割温度特性识别煤岩。②截割头振动强度随着煤岩硬度增大而变大,但不随截割时间增加而产生明显变化,因此可弥补在截割起始阶段无法通过截割温度识别煤岩的不足。③通过单一截割温度或振动强度不能对煤岩进行准确识别,因此可在截割起始阶段和频繁出现闪温时通过振动强度来识别煤岩,而在截割稳定阶段通过红外热像获取的温度来识别煤岩。 展开更多
关键词 煤岩识别 红外热像 截割温度 振动强度
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煤矿智能快速掘进关键技术研究现状及展望
2
作者 毛君 杨润坤 +4 位作者 谢苗 卢进南 王贺 刘治翔 王帅 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期1214-1229,共16页
针对煤矿巷道掘进智能化建设情况,探讨了现阶段分别以连采机、掘锚一体机、全断面掘进系统、掘锚机为核心的四大类智能快速掘进成套装备发展现状,分析了四大类智能快掘装备与地质条件适用性,提出了实现煤矿智能化掘进需要解决的关键技... 针对煤矿巷道掘进智能化建设情况,探讨了现阶段分别以连采机、掘锚一体机、全断面掘进系统、掘锚机为核心的四大类智能快速掘进成套装备发展现状,分析了四大类智能快掘装备与地质条件适用性,提出了实现煤矿智能化掘进需要解决的关键技术的问题,探讨了以信息传输与智能分析技术、智能感知技术、精确定位导航技术,自主定型定向截割技术、掘进机远程自主截割控制技术以及多级多工序智能协同控制技术为基础的智能化掘进实现途径;基于复杂地质条件下煤矿巷道掘进亟待解决的关键问题,提出了以掘进作业功能需求、掘进工艺要求为依据的系统化分析、模块化设计、功能优化组合的设计方法;研究了以虚控实、虚实结合的多级数字孪生构架,基于掘进巷道设备、环境、地质构造多维信息再现实现掘进机远程控制;提出了单机智能化、系统协同化、井下智控与地面远程监控相协同的控制方法。开发了新型的无重复碾压柔性超前支护技术、截割部多级伸缩截割技术、智能锚固机组多钻机并行作业等技术,研制了具有掘、支、锚、运、探多工序并行作业的新型快速掘进作业联合机组,提出了掘进机器人、超前支护机器人、锚固机器人、辅助运输机器人组柔性并行作业技术;提出了基于数据驱动的多机多工序协同控制行为规划决策方法。提出构建完整的煤矿井下跨系统全时空信息数字感知体系,构建集井下现场生产状态、掘进巷道空间信息、掘进装备状态、风险信息等多参量、多尺度、全时空特性的数据感知智能化监控平台,实现虚拟系统与实际掘进系统实时通信,通过数据驱动规划分析实现智能化、少人化掘进。 展开更多
关键词 智能掘进 自主定性定向截割 柔性并行作业 多级多工序协同控制 数字孪生
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掘锚机机载钻机姿态调整分析
3
作者 吴迪 符宝鼎 +3 位作者 孙博 康乐 刘治翔 邹康 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第1期104-114,共11页
探放水作业前后,前探钻机的部署需耗费大量时间。在掘锚机上装载超前钻探设备可减少设备部署时间,提高钻探效率。目前针对集掘、锚、探于一体的掘进机机组的研究大多聚焦于设备的结构设计及液压控制系统设计,对于不同结构间干涉特性的... 探放水作业前后,前探钻机的部署需耗费大量时间。在掘锚机上装载超前钻探设备可减少设备部署时间,提高钻探效率。目前针对集掘、锚、探于一体的掘进机机组的研究大多聚焦于设备的结构设计及液压控制系统设计,对于不同结构间干涉特性的研究相对较少。分析了机载钻机姿态调整过程中的干涉情况,根据姿态调整时的几何位置关系,建立了掘锚机与机载钻机发生干涉时的数学模型,并推导出掘锚机与机载钻机发生干涉时的最大转角计算公式。以掘锚机和机载钻机发生干涉时的最大转角为指标,研究了掘锚机与机载钻机各个尺寸参数对机载钻机各个方向最大转角的影响。结果表明:(1)掘锚机龙骨倾角越大,机载钻机的俯仰调节角度越大,通过调节掘锚机龙骨能有效改变探水钻机工作时仰角的调节范围。(2)龙骨高度的变化对俯仰角的影响均很小,龙骨高度的变化不会影响俯角的变动,而对仰角的影响较大,且呈正比关系;龙骨连接绞耳到龙骨尾部长度的增大使俯仰角均增大,但对仰角的影响效果不明显。若要改动仰角,可优先考虑改变龙骨高度;若要改动俯角,可优先考虑改变龙骨连接绞耳到龙骨尾部长度。(3)当掘锚机龙骨护板间距越大,机载钻机的最大水平转角度越大,当增大到一定程度时,最大水平转角度不再受掘锚机龙骨护板间距增大的影响;当掘锚机龙骨护板间距大于某一值时,掘锚机支撑油缸中心距越大,机载钻机的最大水平转角度越大;掘锚机龙骨护板间距对机载钻机最大水平转角度的影响较掘锚机支撑油缸中心距大。(4)当机载钻机钻头后端宽度较小时,不影响最大水平转角;当机载钻机钻头后端宽度增大到某一值时,机载钻机钻头后端宽度越大,最大水平转角越小;当机载钻机钻头后端宽度小于某一值时,机载钻机钻头部分前端宽度越大,最大水平转角越小。实例验证结果表明:增大龙骨倾角、龙骨连接螺栓高度、龙骨高度、龙骨连接绞耳到龙骨尾部长度,并减小机载钻机钻头上缘与机载钻机框架连接绞耳的高度差、龙骨上护板长度,机载钻机的最大俯仰角得到了有效增加。 展开更多
关键词 掘锚机 机载钻机 超前钻探 协同作业设备间干涉 姿态调整 干涉角度
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掘锚机探放水钻机固定支架强度分析
4
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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基于振动模型的掘进机截割系统稳定性预测 被引量：2
5
作者 谢苗 王贺 +4 位作者 刘杰 任泽 刘治翔 孟庆爽 朱昀 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期563-571,623,624,共11页
掘进机截割过程受动态径向和轴向载荷影响,截割臂会产生水平和竖直方向的摆动,摆动截割过程由煤岩反作用力产生的截割振动对截齿冲击最大,其振动量大小直接影响截割头的稳定性。为判断截割过程截割载荷是否稳定,首先,基于岩石断裂力学... 掘进机截割过程受动态径向和轴向载荷影响,截割臂会产生水平和竖直方向的摆动,摆动截割过程由煤岩反作用力产生的截割振动对截齿冲击最大,其振动量大小直接影响截割头的稳定性。为判断截割过程截割载荷是否稳定,首先,基于岩石断裂力学和煤岩破碎理论,建立掘进机截割系统物理本构模型,构建截齿和截割头截割载荷谱函数;其次,基于牛顿差值多项式方法进行截割过程截割稳定性预测,构建多因素耦合的非线性截割系统动力学方程,求解动态振动稳定域截割曲线(截割稳定性叶瓣图);然后,提出一种基于相关系数的无量纲截割振动判定准则,从理论和实际两方面判定截割头不同时刻的截割状态;最后,通过搭建截割系统实验台,进行截割系统模态参数辨识实验,测试破岩过程截割头截齿随机载荷特性,研究不同截割参数组合下截割载荷变化规律,得出截割头转速与截割深度的最佳匹配关系,从而证明截割稳定性叶瓣图的正确性。 展开更多
关键词 悬臂式掘进机 截割载荷谱 稳定性叶瓣图 牛顿多项式 截割稳定性预测
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基于改进离散方法的截割稳定性预测分析 被引量：1
6
作者 谢苗 朱昀 +5 位作者 刘杰 任泽 杨志勇 刘治翔 王贺 孟庆爽 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第18期2153-2164,2176,共13页
为了研究悬臂式掘进机截割头煤岩多重交互与速度效应对截割头颤振稳定性的影响,考虑煤岩物理特性、截割头结构参数、截割头运动参数,拟合截割头截割深度与参与截割截齿的函数表达,建立了截齿动态截割的截割状态力学特性方程,并基于截齿... 为了研究悬臂式掘进机截割头煤岩多重交互与速度效应对截割头颤振稳定性的影响,考虑煤岩物理特性、截割头结构参数、截割头运动参数,拟合截割头截割深度与参与截割截齿的函数表达,建立了截齿动态截割的截割状态力学特性方程,并基于截齿截割头映射关系,构建了包含截割头煤岩多重交互与速度效应的截割动力学模型。提出了一种基于牛顿拉格朗日混合插值的改进离散方法,阐明了截割状态下再生效应与速度效应的耦合作用对截割颤振稳定性的影响规律。将改进全离散方法与全离散法、半离散法进行对比,证明了基于混合插值方法的改进全离散法的优越性。基于改进全离散法研究了不同截割系统动力学参数对稳定性的影响。基于相似试验理论,搭建截割头煤岩系统截割实验台,进行了截割系统颤振模拟实验。结果表明,构建的改进全离散方法能够很好地预测实际截割状态。 展开更多
关键词 悬臂式掘进机 颤振 动态截割 截割稳定性
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井下水仓正铲清挖机构运动学及动力学分析
7
作者 毛君 李博 +6 位作者 谢苗 刘治翔 李玉岐 王帅 董钰峰 侯文博 田博 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第2期180-188,共9页
为解决煤矿井下水仓清挖机构效率低、适应性差等问题,研究一种具有大翻转角度的煤泥正铲清挖机构。采用SolidWorks进行建模装配,利用运动链环路运动学分析方法建立清挖机构运动学模型进行正反解验证,并建立虚拟样机模型,利用ADAMS对虚... 为解决煤矿井下水仓清挖机构效率低、适应性差等问题,研究一种具有大翻转角度的煤泥正铲清挖机构。采用SolidWorks进行建模装配,利用运动链环路运动学分析方法建立清挖机构运动学模型进行正反解验证,并建立虚拟样机模型,利用ADAMS对虚拟样机模型进行仿真,将仿真值与理论计算值进行对比,最后通过ADAMS对清挖机构展开动力学分析。结果表明:正反解输出值之间存在微小的误差,ADAMS运动学仿真得到的清挖机构铲斗末端的姿态数据与理论计算值相差不大,同时移动轨迹具有连续性和平稳性,符合基本使用要求,证明建立的理论模型、仿真模型的正确性和清挖机构运动学参数的合理性。通过ADAMS动力学仿真得到了清挖机构工作过程中主要构件的受力情况,为后续优化设计及工业性运用提供了理论依据。 展开更多
关键词 清挖机构 ADAMS 运动学 动力学 虚拟样机
原文传递
煤矿井下锚固群组动力响应特性分析
8
作者 谢苗 张鸿宇 +4 位作者 任泽 杨志勇 周永利 刘治翔 李玉岐 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期278-288,共11页
针对煤矿井下锚固钻孔作业精度低、振动量大等问题,以掘进机配套式锚固群组为研究对象,构建锚固群组动力学数学模型,得到锚固群组各部件时域与频域响应特征;利用动力学软件对锚固群组进行刚柔耦合动力学求解和特性分析,研究伸缩架在缩回... 针对煤矿井下锚固钻孔作业精度低、振动量大等问题,以掘进机配套式锚固群组为研究对象,构建锚固群组动力学数学模型,得到锚固群组各部件时域与频域响应特征;利用动力学软件对锚固群组进行刚柔耦合动力学求解和特性分析,研究伸缩架在缩回/伸出状态下,锚固群组关键部件的振动特性及力学特性分析。结果表明:小刚度大变形钻杆与支腿式底座振动半径相对较大,振动效果明显;钻机组件与固定伸缩架在振动过程中整体稳定性良好;由于伸缩架在伸出状态下为短机身大跨度结构,各部件的振动运动参数及力学参数要普遍大于缩回状态;通过锚固群组样机钻孔试验,获得系统实际振动模态数值,利用相关振动检测系统测量,验证关键部件钻进振动特征理论分析可靠性,可将获得的参数信息可用于指导关键部件结构强度设计及钻杆自动定位技术理论基础。 展开更多
关键词 锚固群组 刚柔耦合 振动特性 力学特性
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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：1
9
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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超前支护装备与掘进机协同作业干涉性分析 被引量：1
10
作者 巩永春 孙晓虎 +5 位作者 李伟东 汪义龙 刘杰 谢苗 刘治翔 邹康 《煤炭工程》 北大核心 2023年第10期118-124,共7页
在掘进机与超前支护协同作业过程中,为避免超前支护与掘进机发生碰撞,要求掘进机与超前支护在各种工况下的转动角度保持在某一范围内。因此,分析了超前支护与掘进机在协同转弯工况下的碰撞情况,并根据发生碰撞时的几何关系,建立了超前... 在掘进机与超前支护协同作业过程中,为避免超前支护与掘进机发生碰撞,要求掘进机与超前支护在各种工况下的转动角度保持在某一范围内。因此,分析了超前支护与掘进机在协同转弯工况下的碰撞情况,并根据发生碰撞时的几何关系,建立了超前支护与掘进机转动一角度后的移动步长数学模型,推导该步长的计算公式。并以最大移动步长为指标,研究了避免干涉前提下设备转角对移动步长的影响规律。研究表明:当仅掘进机转向移动时,掘进机的转角越大,可移动的范围越小;当掘进机铲板滞后于超前支护且超前支护先转向进给时,设备转角越小掘进机的最大移动距离越大;当掘进机铲板超前于超前支护且掘进机先转向进给时,设备转角越小超前支护的最大进给距离越大。 展开更多
关键词 掘进机 超前支护装备 协同作业 干涉特性
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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：1
11
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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复杂条件下新型锚固钻机系统振动特性分析
12
作者 任泽 毛君 +4 位作者 谢苗 张鸿宇 卢进南 李玉岐 刘治翔 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期3947-3958,共12页
针对煤矿井下掘锚比失衡问题,提出一种新型掘支锚平行作业机组,可对复杂地质条件下的巷道断面形状、煤岩属性及顶底板不平整性具有高适应性,通过搭载多姿态新型锚固钻机系统,实现掘锚同步并行快速作业模式;考虑掘锚作业空间位置关系、... 针对煤矿井下掘锚比失衡问题,提出一种新型掘支锚平行作业机组,可对复杂地质条件下的巷道断面形状、煤岩属性及顶底板不平整性具有高适应性,通过搭载多姿态新型锚固钻机系统,实现掘锚同步并行快速作业模式;考虑掘锚作业空间位置关系、锚固断面形状尺寸及锚固作业耦合振动影响等因素,提出一种锚固钻机系统钻进抑振装置,采用“顶天立地”式稳定支撑形式,减少锚固钻机群组系统在同步作业时相邻系统耦合振动影响;考虑锚固钻机群组为多质量块、多自由度系统构成,提出一种基于复杂地形工况下机组变姿作业状态振动传递模型图,利用有限元分析软件Abaqus模拟钻进不同岩石属性工况,分析可得到不同煤层条件下钻杆的推进阻力变化规律;为求得锚固钻机系统关键部件在抑振装置作用下其刚度变化规律,基于材料力学中变形协调等方法求解横梁伸出不同长度及油缸支腿伸出/缩回状态的刚度变化范围;通过数值分析软件Matlab对上述锚固钻机系统动力学模型进行求解,得到在左右横梁伸出及支腿伸出与缩回等不同工况条件下钻机群组本体振动参数,分析可知钻机支腿对于减缓锚固机组横滚振动效果十分显著。通过进行锚固系统样机试验分析,验证锚固钻机系统支腿抑振效果满足要求,通过提高锚固系统稳定性可为锚固自动定位、钻孔成孔质量等方面的研究提供一定的理论基础。 展开更多
关键词 掘支锚 锚固钻机 抑振 振动传递 刚度
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锚固钻机力学特性分析及参数优化设计
13
作者 巩永春 孙晓虎 +6 位作者 李伟东 汪义龙 马晓强 谢苗 张鸿宇 刘治翔 李玉岐 《煤炭工程》 北大核心 2023年第7期126-132,共7页
为保证巷道快速掘进系统的安全、稳定、高效进行,钻机锚固单元的结构强度及设计合理性至关重要;首先根据实际工况条件,构建锚固单元钻进过程力学模型,得到钻杆钻进阻力及阻力矩相互关系;利用Ansys对锚固单元结构强度进行可靠性分析,验... 为保证巷道快速掘进系统的安全、稳定、高效进行,钻机锚固单元的结构强度及设计合理性至关重要;首先根据实际工况条件,构建锚固单元钻进过程力学模型,得到钻杆钻进阻力及阻力矩相互关系;利用Ansys对锚固单元结构强度进行可靠性分析,验证结构设计合理性;通过构建钻进过程钻杆振动学模型,利用Abaqus分析锚固单元在有预应力下的模态规律,与Matlab联合求解钻进过程横向振动位移、速度及加速度,验证钻杆钻进不同岩层时,其速度、加速度可作为判别煤岩属性的数值特征;利用DesignExploer优化模块对锚固单元结构进行优化,优化后的锚固单元在保证应力、形变及共振频率皆满足要求情况下,质量降低了6.24%,实现了锚固单元结构的优化;通过锚固钻进相似试验验证,可得到优化后的锚固部件满足强度要求;钻进不同围岩时,锚固钻进钻杆振动响应明显,该结论可作为煤岩识别的理论基础,为实现自动锚固提供先行条件。 展开更多
关键词 巷道掘进 钻机 锚固单元 横向振动 数值模拟
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主动激振作用下截割载荷影响因素研究
14
作者 汪义龙 刘杰 +5 位作者 李伟东 张宏智 韩健 谢苗 王贺 刘治翔 《煤炭工程》 北大核心 2023年第6期134-138,共5页
为减小截齿磨损,提高截割效率,基于截齿破煤理论,进行了单一截齿截割过程受力状态分析,构建了横摆工况单一截齿截割载荷和截割头截割载荷的随机载荷谱函数。并基于主动激振辅助破岩理论,构建了截齿破岩过程受振动激力作用的力学模型;最... 为减小截齿磨损,提高截割效率,基于截齿破煤理论,进行了单一截齿截割过程受力状态分析,构建了横摆工况单一截齿截割载荷和截割头截割载荷的随机载荷谱函数。并基于主动激振辅助破岩理论,构建了截齿破岩过程受振动激力作用的力学模型;最后通过搭建截齿截割试验台进行了有无激振作用和不同激振频率下的截割载荷实验验证。研究结果表明,主动激振作用降低了截割过程截割头截割载荷,减小了对截割头的冲击损伤,且激振频率与截割载荷不存在线性关系,随着激振频率的增加,截割载荷呈现先减小后增大变化,激振频率为30 Hz时的截割载荷达到最小。该实验结果验证了理论分析的可行性,有益于完善现有截割破岩理论。 展开更多
关键词 悬臂式掘进机 截割载荷谱 MATLAB数值模拟 主动激振
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不同形状截割头对掘进机稳定性影响分析
15
作者 吴迪 刘治翔 李玉岐 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2023年第3期229-233,共5页
针对掘进机工作过程中稳定性问题,以国内常见的3种形状横轴掘进机截割头为研究对象。通过分析不同形状截割头的工作特性,以掘进机工作过程中稳定系数为参考依据,建立的载荷影响机身稳定数学模型。分析拟合抛物线形截割头、椭球形截割头... 针对掘进机工作过程中稳定性问题,以国内常见的3种形状横轴掘进机截割头为研究对象。通过分析不同形状截割头的工作特性,以掘进机工作过程中稳定系数为参考依据,建立的载荷影响机身稳定数学模型。分析拟合抛物线形截割头、椭球形截割头以及锥台形截割头在横向摆动、向上截割、向下截割以及稳定状态的极限位置稳定指标变化曲。通过稳态数值得出,物线形截割头的掘进机工作稳定系数较高,锥台形次之,椭球形截割头较差。 展开更多
关键词 掘进机 截割头 截割载荷 稳定系数
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不同截割参数作用下横轴式截割头载荷的模拟分析
16
作者 吴迪 符宝鼎 +1 位作者 康乐 刘治翔 《中国新技术新产品》 2023年第15期69-72,共4页
该文以镐形齿破煤理论为基础,建立单个截齿载荷的数学模型,通过分析截割头承受的外载荷,建立截割头载荷数学模型。根据所建立的数学模型,对相同功率掘进机在相同工况条件下运用MATLAB编写相应的载荷模拟程序,对不同截割参数进行模拟,得... 该文以镐形齿破煤理论为基础,建立单个截齿载荷的数学模型,通过分析截割头承受的外载荷,建立截割头载荷数学模型。根据所建立的数学模型,对相同功率掘进机在相同工况条件下运用MATLAB编写相应的载荷模拟程序,对不同截割参数进行模拟,得到掘进机工作的载荷曲线图并统计相关数据,利用模拟结果进行分析和比较,得出截割参数变化对截割载荷的影响规律,为截割头的设计提供理论参考。 展开更多
关键词 横轴式掘进机 截割头 载荷 模拟分析
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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：10
17
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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基于物料分布特征的刮板输送机运行阻力分析 被引量：9
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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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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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