基于自适应神经-模糊推理系统模糊信息融合的采煤机截齿磨损在线监测

为实现对截齿截割过程中磨损程度的实时精确在线监测,分别测试和提取不同磨损程度的截齿在截割过程中的振动信号、声发射信号和温度信号,建立不同磨损程度截齿截割信号的多特征样本数据库,根据最小模糊度优化模型计算求解各特征信号的最优模糊隶属度函数,采用自适应神经-模糊推理系统多维模糊神经网络方法实现多传感特征信息的决策融合,输出置信度和权重较高的截齿磨损量融合结果。通过随机测试实验对融合系统进行验证,结果表明,基于ANFIS模糊信息融合的截齿磨损监测系统辨识度较高,测试结果最大误差在6.5%以内,系统具有良好的融合效果以及较高的测试精度。

基于多传感特征信息融合的采煤机截齿失效诊断

针对采煤机截割头截割过程中截齿失效状态不易在线识别的难题,提出了一种基于多传感特征信息融合的采煤机截齿失效诊断方法。通过测试采煤机不同磨损程度状态的截齿在截割过程中的振动信号以及声发射信号,建立截齿损耗和失效的信号特征数据库,采用基于最小模糊隶属度优化模型的多传感信息融合方法诊断采煤机截齿的磨损及失效状态。实验结果表明诊断结果的准确率可达95%以上,证明采用此方法可实现对采煤机截齿磨损程度及失效状态的实时精确诊断。研究结果对及时发现和更换失效截齿、提高采煤机截割头的工作效率和使用寿命具有重要意义。

采煤机多参数耦合匹配优化智能降尘控制研究

为实现对采煤机截割煤岩过程中粉尘质量浓度的最优控制,开发一种基于多参数耦合匹配优化的采煤机智能降尘控制方法。以最低粉尘质量浓度为目标,以牵引速度、滚筒转速以及截割深度为变量,建立采煤机最优降尘控制的多参数耦合优化匹配模型;采用迭代优化方法,结合优化终止判定条件,得到最低产尘量时的采煤机多工作参数优化结果。采用综采面3机配套模型进行截割控制与测试试验。结果表明,在采煤机多参数迭代优化过程中,粉尘质量浓度快速下降收敛,优化前后粉尘质量浓度分别为632和158 mg/m3,降尘效率达到75%。

一种自供电销轴受力检测系统研究

为了实现采煤机在作业中摇臂与连接架之间的连接销轴的受力实时检测,提出了一种基于压电振动俘能自供电销轴受力检测系统,不仅为销轴过载保护提供了重要依据,而且有效解决了经常更换电源的问题。将采煤机工作过程中的振动能量有效的转换为电能,为传感器和无线采集模块提供稳定充足的电能。通过多个现场测试表明,检测系统的自供电性能稳定,截取采煤机900s内工作时间进行分析,得到销轴X、Y、Z方向上最大载荷分别为16.261 73 k N、51.321 43 k N、303.939 31 k N,测试结果与实际工况相接近,验证了基于压电振动俘能装置的自供电销轴受力检测系统应用于实际工程检测的可行性和精确性。

采煤机液压拉杠力学检测系统研究

为了研究复杂工况下采煤机液压拉杠的力学特性,采用液压拉杠固定垫片处设置压力环传感器的方法,对不同截煤工况下采煤机液压拉杠的拉力变化进行实时在线检测,采用无线信号收发模块实现检测数据的实时传输。实验表明:液压拉杠所受拉力的大小及波动与其位置和采煤机截煤工况均有关,其中位于煤壁侧上处的拉力最大,采空侧下处的载荷波动最剧烈;斜切进刀过程中,采空侧下、采空侧上、煤壁侧下和煤壁侧上等4处液压拉杠的最大拉力分别为495.345,379.85,493.294,539.33kN。研究结果为液压拉杠的设计优化提供重要依据。

基于压电俘能装置的刨刀受力检测系统

为实现刨煤机刨刀在作业过程中受力在线检测,克服刨煤机机身上安置电源难的问题,提出一种基于压电振动俘能的自供电受力检测系统。将刨煤机工作过程中的振动能量有效地转换为电能,保证检测装置和无线信号发射装置能够长期正常运行。通过多个周期测试表明,检测系统的自供电性能稳定,能够实现刨刀三向载荷的在线检测;并得到了100 s内三向载荷变化曲线,分析发现刨削阻力(Y向)、煤壁挤压力(X向)和煤壁侧向力(Z向)大小依次降低,且载荷波动性也呈现相同的规律,测试结果与实际工况相近,表明检测系统具有较高的精确度。

高速运行下高塔内壁防腐设备的活塞风效应研究

高塔内壁防腐设备工作时需在火电厂高塔内做高速上下往复运动,这一过程产生的活塞风可能导致设备的振动,对喷涂质量有重要的影响。为了研究风速和设备运行速度对活塞风的影响,文章根据Bernoulli原理推导设备在不同运行状态下活塞风风速的计算公式;采用Fluent软件模拟设备高速运行下的流体速度场及压力场分布。研究表明:设备速度一定的前提下,顺风运行时产生的活塞风风速随设备运行速度和风速差值的增大而增大,逆风运行时产生的活塞风风速随着风速的增大而增大;由于设备逆风运行时活塞风效应显著,设备在上行和下行时应分别采取不同的速度曲线;在风速一定时,轿厢运行速度越快,活塞风风速越高;设备在启动后加速4s时顶、底面压差达到最大值129.39Pa,设备尾部气流速度峰值同样达到最大值11.33m/s;阻塞比越大,活塞风效应越显著,在满足结构设计的前提下,设备尺寸选用3m×3m×5m是合理的。研究结果为提高喷涂质量提供了一定的理论依据和数值参考。

冲击与循环载荷作用下圆环链疲劳损伤机理研究

圆环链作为矿业运输和港口机械的关键部件,疲劳失效是影响其寿命的关键问题。针对圆环链处于冲击载荷与循环载荷作用下的疲劳损伤,利用Workbench仿真软件分析空载启动、卡链和正常运行工况下的圆环链损伤特性,并利用线性累积损伤原理分析疲劳寿命。研究表明,冲击载荷和循环载荷作用下链环接触位置不同,且循环载荷下环肩部疲劳损伤最大,寿命最短。研究结果为优化链环结构、提高链环寿命提供了参考依据。