综采工作面刮板输送机煤流时空分布研究

基于传感器的煤流特征研究受传感器监测范围有限的影响,无法对刮板输送机整机煤流特征进行研究;基于模型仿真的煤流特征研究缺乏对开采工艺的考虑,不能预测刮板输送机整机的煤流时空分布。针对综采工作面刮板输送机整机运载煤流特征难以监测的问题,结合综采工作面开采工艺,通过分析采煤机截割装载和刮板输送机运载煤流过程,建立了各工艺段下不同装载方式的刮板输送机瞬时装载体积、截面积的数学模型;将刮板输送机运载煤流过程划分为煤流平移和装载煤流叠加,基于有限元方法构建了综采工作面刮板输送机煤流时空分布预测模型。利用该模型仿真分析了开采工艺周期内刮板输送机的煤流时空分布特征:相比于中部正常截割阶段,端头截割阶段的煤流时空分布较为复杂;中部槽装载煤流的最大截面积出现在调换滚筒位置阶段;刮板输送机运载煤流体积在采煤机上行和下行过程中变化趋势相反,变化趋势由采煤机牵引方向决定。利用某矿工作面采煤机和刮板输送机实际运行数据作为模型的输入参数,根据预测的煤流时空分布计算过煤量,结果表明:过煤量预测结果与现场实测的变化趋势一致,累计过煤量预测误差为9.24%,在采煤机进刀过程和上行阶段的固定时间段内过煤量预测误差分别为13.19%和13.78%,证明了煤流时空分布预测模型的正确性。

基于MCGS的刮板链螺栓自动紧固速度控制系统研究

针对刮板链螺栓紧固的局限性,设计了一种刮板链螺栓自动紧固设备,根据刮板链螺栓紧固的工艺流程,采用SolidWorks对刮板链螺栓自动紧固设备进行几何建模。在紧固过程中,由于步进电机转速太快时力矩不足,转速太慢时,紧固时间较长,效率太差。因此设计了一种基于MCGS的刮板链螺栓自动紧固速度控制系统,通过对步进电机矩频特性和螺栓拧紧曲线进行分析,得到了步进电机转速与旋转角度的关系,从而推出步进电机速度当量与紧固时间的关系。通过对螺栓紧固时间内速度当量值进行离散,采用MCGS设计硬件和编写软件脚本,同时对人机交互界面进行组态,将设计的控制系统进行联机调试。结果表明:该速度控制系统在15 s的紧固时间内,将速度当量值从3000离散至1000,达到了螺栓紧固的力矩要求,在简化紧固过程的同时,缩短了紧固时间,实现了刮板链螺栓的自动紧固,保证了设备运行的可靠性与稳定性,提高了工作效率。

基于数组的刮板输送机运载模型及煤量计算算法研究

目前针对煤量检测的研究大多侧重于煤矿井下带式输送机的煤量检测和识别,对综采(放)工作面刮板输送机的煤量检测仅停留在转载机处安装红外扫描装置,检测技术单一,且由于转载机位于刮板输送机卸煤处,红外扫描装置检测的是转载机的载煤量,不能直接反映刮板输送机上的实时载煤量,存在较大滞后性。针对上述问题,提出一种基于数组的刮板输送机运载模型及煤量计算算法。该算法将刮板输送机设定为连续装煤的载体,通过连续数组建立刮板输送机运载模型,并表征单位长度的装煤量,结合综采(放)工作面采煤机运行速度、滚筒高度、截割深度、位置及刮板输送机运行速度与装煤系数等参数,通过多参数数学建模的方法,实现对刮板输送机单位煤量的实时模拟,进而直观反映煤矿井下采煤工艺并准确计算出刮板输送机的实时载煤量。井下工业性试验结果表明,该算法连续可靠,可以精确计算出刮板输送机实时载煤量,载煤量分布接近于理想状态,具有较高的收敛性和鲁棒性。

基于频谱幅度调制的矿用刮板输送机轴承故障诊断方法

时频分析方法将一维时域信号扩展到二维时频域来揭示信号中频率分量的时间演化,被广泛用于矿用刮板输送机轴承故障诊断。然而,在缺陷发生时产生的冲击会在不同的频率范围内激励,因此应对多个频带的信号进行滤波以完全提取缺陷信号。此外,由于环境中的干扰,故障信息通常会被掩盖。针对上述问题,提出了一种基于频谱幅度调制的矿用刮板输送机轴承故障诊断方法。频谱幅度调制可分离不同能量水平的频率分量,选择适当的权重来突出故障特征频率,从而增强时频表达中故障信息的可读性;利用Rényi熵来评估时频表达中的有价值信息,以便自适应地选择最佳权重。轴承外圈和内圈故障的仿真和实验结果表明,该方法能够有效增强时频表达中故障特征频率的可读性,提高故障诊断精度。

刮板输送机关键零部件的结构优化

刮板输送机是煤矿开采的关键设备之一,其性能优劣直接影响到相关设备的稳定性。为了提高采煤设备的可靠性,对刮板输送机关键零部件进行分析,主要以中部槽为研究对象,研究了其主要结构,使用Creo建立了三维模型,并对推溜工况下的中部槽受力进行了分析,基于ANSYS有限元分析结果优化了中部槽的结构,并通过仿真应力云图验证了该结构的可靠性与强度。

刮板输送机调速控制系统研究与应用

在传统刮板输送机工作中,由于缺少精确的理论计算,造成了较大的资源浪费。基于对刮板输送机调速控制系统的设计,建立仿真模型,通过实际应用,表明设计的调速控制系统的各项功能都取得了较好效果,与改造前相比减少了约10%的故障率,减少了约32.51%的电能消耗。

浅析自动冲洗式伸缩机尾油缸护罩

伸缩机尾是刮板输送机的重要组成部分,刮板输送机在煤矿井下工作面工作时,伸缩机尾的伸缩油缸处经常堆积有散落的煤块或煤泥。这些细小的煤泥堆积固结且排除困难,对油缸的推移动作造成严重阻碍,自动冲洗式机尾油缸护罩,不仅能在刮板输送机正常工作时,有效地阻挡散落的煤块,而且能定时定向地将散落堆积在油缸活塞杆处的煤泥冲洗干净,消除了煤泥的堆积固结给油缸伸缩推移运动造成的不良影响。

刮板输送机链轮和圆链轮结构优化研究

为了优化刮板输送机链轮及圆链轮结构尺寸,利用数值模拟软件对圆链轮和链轮进行模型建立,给出建模过程,为后续模拟计算奠定基础。对工况下圆链轮和链轮应力、应变进行分析,发现结构的应力、应变主要集中在圆环链和啮入端链环接触位置以及链轮和圆环链接触链窝位置,最大应力为122MPa,最大变形为0.007998m。通过MATLAB对结构尺寸进行优化,优化后短齿厚度为35mm,链窝长度为64mm,齿型圆弧半径为22mm,链窝弧长为20mm,圆链轮直径为12mm,经过优化后最大变形为0.001074m,最大应力为72.3MPa,同时结构质量降低了50.5%,整体优化较为成功。

考虑冲击载荷的刮板输送机张力控制系统研究

以煤矿用刮板输送机为研究对象,考虑设备运行时冲击载荷对张力的影响,设计了张力控制系统。该系统的核心为模糊PID控制技术,充分发挥了模糊控制和PID控制技术的优势,保障了系统的控制可靠性和精度。通过模拟仿真发现,模糊PID控制技术具有更高的控制精度,其响应时间大约在2 s,可满足煤矿的实际使用要求。将张力控制系统部署到煤矿工程实践中,通过一年时间的实践应用,发现设备未出现任何跳链和堆链的故障问题,创造了很好的安全效益和经济效益。

刮板输送机自动调控系统的应用研究

刮板输送机自动调控系统在煤矿综采工作面的应用,可以实现刮板输送机的自动化运行,减少人工操作,提高工作面生产效率。主要对刮板输送机自动调控系统的应用进行了研究,并分析了刮板输送机自动调控系统的组成,阐述了刮板输送机自动调控系统的控制方式和应用效果,以进一步提升刮板输送机运行的安全性。通过对刮板输送机自动调控系统的研究,在保证采煤作业顺利进行的同时,也能有效提升采煤效率。为提高刮板输送机的工作机能,降低煤矿生产成本,提出了一种基于PLC控制的刮板输送机自动调控系统。

正负倾角两用带式输送机设计研究

针对煤矿井下多变的地势地形,设计研究一种满足上运、平运及下运多种工况条件的可伸缩带式输送机,应用于倾角不同的巷道地形中。输送机更换工作面时,利用预留的安装机架,改变驱动及张紧的安装方式即可满足使用需求,无需另行购置新的带式输送机,从而提高设备的重复利用率,降低设备费用,达到节资降耗的目的。

刮板输送机智能控制技术研究

依托先进的传感技术、数据分析和智能算法设计了一套完整的智能控制系统,包括硬件设计、软件功能模块设计以及系统的集成与调试。通过一系列严格的测试方法和步骤,对该系统的性能进行了全面评估。结果表明,该智能控制系统能显著提高刮板输送机的运行效率和可靠性,同时减少故障发生率和维护成本。研究成果不仅验证了智能控制技术在刮板输送机领域的应用潜力,也为类似的工业自动化设备提供了宝贵的技术参考和实践经验。

基于模糊自适应PID的煤矿井下刮板输送机直线度自动控制

直线度自动控制是避免煤矿井下刮板输送机输送形态变形的重要手段,针对现行方法控制效果不佳、实际控制中因直线度较小导致刮板输送机电机能耗较高、直线度较低的问题,提出基于模糊自适应PID的煤矿井下刮板输送机直线度自动控制方法。建立测量坐标系,利用四元数实时更新惯性传感器测量坐标系中的姿态旋转矩阵,采集刮板输送机中部槽的形态信息,通过对形态信息融合表征中部槽形态,识别中部槽运动状态,利用模糊自适应PID算法预测直线度误差,确定直线度控制量,调控刮板输送机形态,以实现基于模糊自适应PID的煤矿井下刮板输送机直线度自动控制。实验证明,在设计方法应用下,单位时间内刮板输送机电机能耗在120 k W以内,直线度在0.95以上,设计方法在煤矿井下刮板输送机直线度控制方面具有良好的应用前景。

刮板输送机变频驱动控制系统的优化与应用

针对马脊梁矿综采工作面刮板输送机运行中存在的电机功率不平衡、电网冲击较大、断链与卡链事故多发等问题,针对性提出变频驱动控制系统改造方案,并在现场进行工业性试验。现场应用表明:刮板输送机变频驱动改造完成后,实现机头、机尾电机负载实时平衡,具备启停稳定、输出扭矩大等优势,节能降耗效果显著。

基于ZigBee技术的刮板输送机链条状态在线监测系统研究与设计

提出了一种刮板输送机链条状态在线监测系统。该系统以ZigBee无线芯片CC2530作为核心控制器件组成刮板输送机链条无线传感器,销锁无线传感器安装在接链环上实时检测接链环销锁受力情况,实现对刮板输送机链条状态的实时检测及故障预警,变断链事后报警为断链事故前预警停机,从而避免了断链事故的发生。

采煤机与刮板输送机协同控制技术研究

针对矿井使用的MG900/2400-WD型采煤机、SGZ1000/3×1200型刮板输送机的系统控制需求,搭建起采煤机与刮板输送机协同控制系统.测试结果表明:通过协同调速技术的应用,可有效降低刮板输送机20%~30%的无效机械损耗及电能损耗,单台设备年度维护费用可节省约2.5万元,技术经济效益显著,实现了预期的研究目的.

基于惯性测量单元的刮板输送机形态监测

刮板输送机作为综采工作面的核心运输装备,准确感知其形态是提升其带载能力、缓解传动冲击、改善综采工作面直线度的重要前提。目前常用的刮板输送机形态间接测量方法难以准确表征其形态,导致测量模型误差较大。针对该问题,采用惯性测量单元直接测量刮板输送机中部槽原始位姿信息,实现刮板输送机形态数据的准确获取。采用融合Heursure阈值规则和新阈值函数的小波阈值去噪方法滤除中部槽运动加速度信号中的噪声干扰,在此基础上分析了中部槽运动特征,设计了基于随机森林的中部槽运动状态识别模型,根据运动状态识别结果采用不同的策略更新中部槽位置,减小了随时间累计的IMU数据误差,提升了IMU位置解算精度。设计了改进哈里斯鹰优化(HHO)算法优化无迹卡尔曼滤波(UKF)进行中部槽姿态解算,通过实验验证了该方法解算的姿态角满足中部槽姿态测量要求。搭建了刮板输送机形态监测实验平台,对基于运动状态识别和改进HHO优化UKF的刮板输送机形态解算方法进行实验验证,结果表明:刮板输送机进行单次推溜且步距为250 mm时,由10节中部槽组成的刮板输送机在底板水平工况下,X,Y轴方向上位移的最大累计误差分别为6.4,8.4 mm,Z轴方向上位移始终保持不变,俯仰角、横滚角和航向角的最大累计误差分别为-0.148,-0.035,0.457°;在底板起伏工况下,X,Y,Z轴方向上位移的最大累计误差分别为6.6,11.5,6.9 mm,俯仰角、横滚角和航向角的最大累计误差分别为-0.540,-0.157,0.817°。该方法可有效抑制累计误差,降低测量误差,实现刮板输送机形态的准确感知。

高压变频一体机在煤矿刮板输送机上的实践

目前,我国大部分矿井的刮板输送机采用直接启动方式,很少采用变频调速和软启动。对井下刮板输送机采用变频整流器,具有占地面积小、线缆用量少以及安装方便等优点,与此同时,还可以实现软启动,使电机启动电流远低于额定电流,从而延长启动时间和缓解起动机械力矩对设备造成的机械损伤,可以有效延长使用寿命,降低设备故障率,提高矿井生产效率。

矿用刮板输送机链条自动张紧系统设计分析

本文对矿用刮板输送机链条自动张紧系统设计进行分析。首先,介绍了系统的液压控制和PLC控制方案,包括液压控制工作原理和流程,以及PLC控制系统硬件设计和结构;接着,讨论传感器选择、安装和数据采集,用于实时监测链条张力;最后,提出应用效果分析的方法,通过数据和举例评估系统的性能和效果,包括提高生产效率、减少维护和停机时间、提升系统可靠性和节约人力成本。

洗煤刮板输送机断链故障原因分析及对策

在对刮板输送机的结构与原理进行探讨的基础上,对洗煤刮板输送机断链故障的主要表现形式和产生原因进行分析,并从多方面对洗煤刮板输送机断链故障的排除对策进行探索。