外投料式滚筒筛分骨料的效率研究

为了提高外投料式滚筒筛分骨料的效率,对其筛分过程进行研究。以(10~40)mm粒度范围的骨料为研究对象,基于离散元理论,利用EDEM建立筛分模型并结合其筛分过程进行模拟仿真,得到在一定条件时,其转速和进料角度对滚筒筛分效率的影响规律:骨料筛分的最佳转速为15rpm,最佳进料角度为150°;通过正交实验模拟,得到了外投料式滚筒筛的滚筒转速、进料角度、进料量三因素对骨料筛分效率的显著性和最佳取值。仿真研究结果可以为外投料式滚筒筛的结构设计及其工艺参数优化提供借鉴和参考,具有较强的工程应用价值。

基于EDEM的榛子双层滚筒筛装置性能仿真试验

为了解决榛子脱苞后筛分效率低的问题,针对榛子脱苞后的物料状态设计了一种双层滚筒筛。运用EDEM仿真软件对其工作状态进行模拟,以滚筒转速、内外筛孔大小、螺旋叶片间距为试验因素,以筛分率和含杂率为评价指标,分析评估各因素对双层滚筒筛性能的影响,以获得双层滚筒筛的最佳工作参数。结果表明:当滚筒筛的内筛孔尺寸为25 mm、外筛孔尺寸为12 mm、转速为36 r/min、螺旋叶片间距为240 mm时,滚筒筛的筛分效率最佳。

模块化滚筒好氧发酵反应器设计与试验

针对现有滚筒式好氧发酵反应器存在腔体容积固定不可调、运行能耗高、尾气余热回用难等问题,基于模块化设计理念,研发了一种模块化滚筒好氧发酵反应器,主要由滚筒、曝气系统、余热回用装置、驱动系统和密封连接件等模块单元组成。对模块化滚筒好氧发酵反应器进行堆肥性能试验,结果表明:高温期持续9 d,发酵持续15 d后种子发芽指数达90%以上,各项指标均满足堆肥腐熟和无害化要求。该设计提高了滚筒好氧发酵反应器加工组装效率,扩大了滚筒好氧发酵反应器适用范围,具有规模可调、分段驱动、分级发酵、精准曝气等优点,可为滚筒好氧发酵反应器堆肥技术发展和应用提供支撑。

弹齿式辣椒采摘滚筒的分析与试验

随着我国经济的不断发展,辣椒种植规模不断扩大,对于辣椒收获机械的需求日益增加。采摘滚筒是滚筒式辣椒收获机采摘台的主要工作总成之一,可通过对辣椒植株的高速梳刷完成采摘。为改善辣椒采摘装置的收获性能,对辣椒采摘过程进行受力分析,并借助Adams软件对采摘滚筒进行运动学分析,旨在为今后辣椒采摘装置的设计制造提供参考。同时,确定了采摘弹齿结构、转速等关键参数,对弹齿运动过程进行分析,通过理论分析确定滚筒转速的范围,并设计Box-Behnken试验。结果表明:在较优参数组合下,即前进速度6.4 km/h、预设弹齿间隙89 mm、滚筒转速180 r/min时,辣椒破损率优化值为2.4%,符合行业要求。

带式输送机传动滚筒强度分析及结构优化

以DTL180型带式输送机为例进行分析,利用ANSYS软件构建了带式输送机传动滚筒的强度分析模型。结果发现,传动滚筒结构设计方面存在较大冗余,实际应力和位移变形量比许用值低很多。以传动滚筒轴直径、筒壳厚度、辐板厚度三个结构参数为优化对象开展优化改进工作,在确保滚筒强度的基础上,使得上述三个结构尺寸大幅度减小,传动滚筒总重量降低了22.57%。将结构优化后的带式输送机传动滚筒应用到新景煤矿中进行工程应用,发现其整体运行良好,使得结构件的加工成本降低,经济效益显著。

皮带输送机滚筒的包胶维护处理

水泥生产线皮带输送机滚筒的包胶磨损严重时,皮带输送机易出现打滑发热现象,严重时甚至引发燃烧等安全事故。滚筒包胶磨损后,若及时处理则可有效保护滚筒本体,节约维护成本。对比分析了热硫化和冷硫化两种包胶处理方法的工艺流程,冷硫化包胶工艺施工时间短、成本低,更适用于现场在线维修。以工程项目为例,介绍了冷硫化包胶工艺维修处理的前期准备、主要技术参数要求、施工处理步骤,提出了施工注意事项。维修处理后,有效提高了皮带输送机滚筒的使用寿命,显著降低了维护成本,减轻了工作人员的劳动强度。

不同极槽配合的皮带机用永磁滚筒性能研究

为实现皮带用永磁滚筒的稳定与高效工作,应对影响永磁滚筒性能的重要因素之极槽配合方式进行研究。在分析皮带用永磁滚筒设计以及极槽配合方式选取原则的基础上,根据技术要求建立不同极槽数下的有限元模型,并对比分析不同极槽配合下永磁滚筒的空载气隙磁密、齿槽转矩、空载反电势和转矩脉动等性能参数,揭示对其性能的影响,验证设计的有效性。所得结果为永磁滚筒的进一步研究奠定了基础,为实际生产应用提供理论参考依据。

滚筒参数对采煤机装煤效率的影响

基于离散元理论,结合颗粒位移方式以及颗粒间接触本构建立了中厚煤层双滚筒采煤机仿真模型,通过模拟得出采煤机滚筒转速、转向、牵引速度以及叶片螺旋升角等因素与装煤效率的关系,进一步分析其影响规律及原因得到各影响因素间的最佳组合,为今后双滚筒采煤机装煤效率的改进与研究奠定了基础。

采煤机滚筒工作性能优化研究

在实际生产中,截割破碎过程是多作用耦合的结果,离散元法(DEM)与多体动力学(MBD)双向耦合技术可实现煤机设备与煤壁的信息交互,符合实际生产情况,具有较大的优越性。为提高采煤机滚筒的工作性能,基于DEM−MBD双向耦合机理,结合力学性能试验和模拟试验得到实际工况参数,采用仿真软件EDEM和RecurDyn建立了采煤机滚筒截割煤壁的双向耦合模型,对仿真过程中滚筒所受的转矩和截割力进行分析,证明耦合效果和截割效果较好。设计了单因素试验和正交试验,分析了滚筒运行参数对工作性能的影响规律,并利用SPSS软件得到滚筒转速、截割深度、牵引速度对截割比能耗、装煤率、载荷波动系数的影响程度,通过现场试验验证了模型的可行性。构建了以滚筒转速、截割深度、牵引速度为决策变量,以截割比能耗、装煤率和载荷波动系数为目标的多目标优化模型,利用改进多目标灰狼(MOGWO)算法和优劣解距离法(TOPSIS)对模型进行求解,得出当滚筒转速为31.12 r/min、截割深度为639.4 mm、牵引速度为5.58 m/min时,采煤机滚筒的工作性能最优,此时截割比能耗为0.4677 kW·h/^(3),装煤率为43.01%,载荷波动系数为0.3278。

基于改进门控循环神经网络的采煤机滚筒调高量预测

采煤机自适应截割技术是实现综采工作面智能化开采的关键技术。针对采煤机在复杂煤层下自动截割精度较低的问题,提出了一种基于改进门控循环神经网络(GRU)的采煤机滚筒调高量预测方法。鉴于截割轨迹纵向及横向相邻数据之间的相关性,采用定长滑动时间窗法对获取的采煤机滚筒高度数据进行预处理,将输入数据划分为连续、大小可调的子序列,同时处理横向、纵向的特征信息。为提高模型预测效率,满足循环截割的实时性要求,提出了一种用因果卷积改进的门控循环神经网络(CC-GRU),对输入数据进行双重特征提取和双重数据过滤。CC-GRU利用因果卷积提前聚焦序列纵向的局部时间特征,以减少计算成本,提高运算速度;利用门控机制对卷积得到的特征进行序列化建模,以捕捉元素之间的长期依赖关系。实验结果表明,采用CC-GRU模型对采煤机滚筒调高量进行预测,平均绝对误差(MAE)为43.80 mm,平均绝对百分比误差(MAPE)为1.90%,均方根误差(RMSE)为50.35 mm,决定系数为0.65,预测时间仅为0.17 s;相比于长短时记忆(LSTM)神经网络、GRU、时域卷积网络(TCN),CC-GRU模型的预测速度较快且预测精度较高,能够更准确地对采煤机调高轨迹进行实时预测,为工作面煤层模型的建立和采煤机调高轨迹的预测提供了依据。

滚筒式堆肥反应器通风搅拌系统设计与试验

针对有机废弃物堆肥过程中物料溶氧效率低导致的堆体起温速率慢、发酵不彻底等问题,设计了一种高效堆肥通风搅拌系统,该系统由分段式通风系统和组合式搅拌装置构成,通过对两个主要装置进行理论设计和DEM-FEM耦合仿真,实现堆肥通风和搅拌工艺优化。结果显示,通风系统中的最大应力出现在通风管上,为13.064 MPa,最大形变量为0.038126 mm,搅拌装置中最大应力出现在抄板上,为190.31 MPa,最大形变量为0.34417 mm,符合设计要求。在此基础上,以食物垃圾和梧桐叶为原料,进行为期14 d的堆肥试验,监测堆肥过程中关键参数变化并测定发酵产物相关指标,完成通风搅拌系统性能验证试验。试验结果表明:使用该通风搅拌系统的滚筒式堆肥反应器,其内部堆体温度在3 d时达到53.34℃,堆肥过程中堆体最高温度可达69.56℃,堆体高温期(大于50℃)可持续6 d以上;试验结束后其产物含水率降至27.21%、pH值升至8.4、种子发芽指数最高可达131.4%,符合有机肥料测定标准(NY/T 525—2021),滚筒反应器运行成本仅65.51元/t。

改进YOLOv5s的采煤机滚筒与支架护帮板干涉状态智能识别

针对综采工作面液压支架护帮板处于未收回异常状态导致采煤机滚筒与护帮板干涉问题,提出一种改进YOLOv5s的采煤机滚筒与液压支架护帮板干涉状态智能识别方法。运用课题组前期提出的基于边界约束和非线性上下文正则化的去雾去尘方法对视频图像进行清晰化处理,提高综采工作面监控视频图像质量;对YOLOv5s模型进行改进,通过将YOLOv5s主干网络中的普通卷积Conv替换为分类效果更佳的Ghost卷积,减少了模型的参数数量,提高了模型识别速度,同时引入坐标注意力机制,提高了模型对护帮板和滚筒特征提取能力,从而提高模型识别精确率。运用软非极大值抑制算法(Soft-NMS)的锚框筛选方法,减少因护帮板重叠而发生漏检问题。针对采煤机滚筒与液压支架护帮板干涉状态判定问题,提出液压支架护帮板与采煤机滚筒锚框重合度的判定方法。运用本文改进YOLOv5s模型与YOLOv5s、YOLOv3-tiny模型进行对比分析,结果表明:本文方法与原模型相比的识别精确率提高了约8.1%,GFLOPs降低1.86倍;mAP@.5达到97.2%、平均识别速度为检测时间为5.9 ms。运用本文方法对煤矿实际综采工作面采煤机滚筒与液压支架护帮板视频图像进行干涉状态识别试验验证,结果表明:对采煤机滚筒与液压支架护帮板干涉状态识别准确率为96%。

打印机滚筒导板多点浇口注塑模设计

针对打印机滚筒导板塑件的工业设计结构特点及使用改性合金聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料成型的生产要求,设计了一副多点点浇口三板模具用于该塑件的注射成型。模具中的模腔布局为一模一腔,以使塑件成型精度控制在MT3~4级。不同于常规三板模具,在该模具中采取了以下设计措施来保证塑件的成型要求:一是通过主导柱、副导柱、模仁定位锥台等的设置,保证了塑件基本成型尺寸的成型精度;二是通过增加镶件排气措施、优化注射成型工艺参数等措施,有效降低和控制了塑件成型后的变形量,保证了塑件的成型形状精度,所增设的成型镶件有益于模腔排气,镶件间隙小于0.02 mm,镶件设计时须设计孔边扩距为1 mm,以降低镶件配模难度,避免镶件间隙飞边发生;三是为提高流道废料和塑件的冷却效率,脱料板中开设有2条?10 mm冷却水路,模腔成型件中开设有10条?10 mm冷却水路。模具中还设置了2个斜导柱滑块侧抽芯机构用于塑件两侧端面的脱模,塑件的最终脱模由多根顶针均衡顶出脱模。

采煤机滚筒适应性设计方法研究

针对目前采煤机滚筒在开采赋存条件复杂煤层时损耗较高、适应性较差等问题,研究相对系统完善的滚筒设计方法,以期提高设计效率、缩短生产周期,提高经济效益。首先,针对煤炭开采中因煤岩硬度、矸径比、工作面倾角等复杂工况导致滚筒适应性差、机械化综采效率低的问题,进行截齿排列方式、煤岩硬度、截割方向等方面的适应性设计理论研究,建立不同倾角煤岩堆积面积模型和截割方向的煤岩破碎力学模型,揭示装煤量随倾角和矸径比等煤岩特性的关系;其次,针对滚筒叶片原型标准化难、互换性差等问题,建立相对完整的叶片结构设计模型;最后,基于煤岩压酥效应和装载量沿轴线逐渐增大的工程实际,对传统采煤机滚筒进行结构优化,设计阶梯形和锥形滚筒,建立截割数值模型和装载理论模型,采用试验验证所提特种采煤机滚筒的优势,为新型采煤机滚筒的设计研究提供理论及试验依据。研究结果表明:选用20°螺旋升角的叶片式滚筒性能最佳,畸变式截齿排列布置的滚筒性能优于其他3种截齿排列布置的滚筒性能;在含夹矸煤层工况下,棋盘式截齿排列布置滚筒性能最优;在含倾角煤层工况下,畸变式与棋盘式滚筒的性能优于顺序式滚筒的性能;阶梯滚筒截割性能比普通滚筒的更好,锥形滚筒的装煤能力比普通滚筒的装煤能力更强。

不同因素对采煤机滚筒叶片磨损影响分析

采煤机是进行煤岩截割装煤的重要设备,对于提高煤矿的自动化水平具有重要的影响作用。滚筒叶片在装煤过程中产生一定的磨损,采用离散元模拟的形式对不同因素对叶片的磨损作用进行分析。建立了滚筒截割分析的模型,并对煤岩坚固性系数、牵引速度、滚筒转速的影响作用进行分析,从而为采煤机工作参数的选择提供参考。

基于鸡粪养殖的黑水虻幼虫复合滚筒筛参数研究

【目的】解决鸡粪养殖黑水虻虫沙结块分离难、黑水虻幼虫损失率高及分离设备筛分效率低的问题,探究筛分参数对黑水虻幼虫复合滚筒筛筛分效果的影响。【方法】在借助离散元软件构建滚筒筛物料颗粒筛分过程仿真模型的基础上,以外层滚筒转速、抄板高度、内层滚筒转速和滚筒倾角为试验因素,进行了4因素3水平正交试验,分析得到筛分效率和黑水虻幼虫损失率的最优筛分参数组合。【结果】当外层滚筒转速36 r·min^(-1),抄板高度20 mm,内层滚筒转速-45 r·min^(-1),滚筒倾角8°时,滚筒筛性能最优,筛分效率为95.32%,损失率为4.85%;在最优筛分参数组合条件下,样机试验结果与仿真试验结果相对误差分别为4.19%和0.55%,仿真试验与样机试验结果吻合度较好。【结论】解决了黑水虻幼虫分离设备现存问题,获得了滚筒筛分的最佳筛分参数,为黑水虻幼虫筛分设备相关研究提供参考。

不同转速对采煤机截割滚筒受力的影响研究

利用多用途离散元素法建模软件EDEM构建有限元模型,模拟分析了不同转速下采煤机截割滚筒的受力情况。以MG500/1180-WD型采煤机为研究对象,探讨了转速变化对滚筒截割能力、受力分布的影响。研究发现,在滚筒转速一定的情况下,滚筒各方向的受力呈现先增大后减小的趋势,转速为30r/min时滚筒受力最大。随着转速的增加,剩余黏结键数量逐渐降低,破煤率相应提高。从截割滚筒受力和破煤率层面出发,可以适当提升滚筒转速,但同时要考虑提高转速引发的其他问题。该研究为采煤机的优化设计、合理使用提供了理论支撑和实践指导。

制丝滚筒设备清洗装置的改进与应用

针对正常生产状态下制丝滚筒设备清洗装置存在漏水的问题,进行了优化改进设计,主要包括增加清洗管路漏水旁通支路、角阀关闭不到位报警系统、清洗装置漏水检测报警系统。通过本地控制单元监测装置的异常情况,再通过中央控制单元控制报警系统对异常情况发出警报,并由总控制单元通知工作人员进行维修。经试验验证,优化后的清洗装置能够及时发现清洗管路阀门未关闭到位及装置漏水的情况,有效避免多余水分进入滚筒,从而保证了烟丝工艺质量。

滚筒式采煤机截割滚筒轴承故障诊断研究

针对滚筒式采煤机截割滚筒轴承容易出现故障的情况,以TD75型滚筒式采煤机为研究对象,介绍一种滚筒轴承故障诊断方法。该诊断方法中采用峭度、平滑因子、自相关函数及能量四个指标,通过轴承振动信号的采集、筛选、合成、带通滤波等处理后,综合判断出滚筒轴承是否出现故障,以此为故障的快速诊断与处理提供支持,有利于提升整个滚筒式采煤机的运行效率,确认该诊断方法具有一定应用价值。