基于双向耦合法的采煤机螺旋滚筒振动特性分析

为研究采煤机螺旋滚筒在多种赋存条件下的振动特性,以MG2×55/250–BWD型薄煤层采煤机为工程对象,优化煤岩接触模型,建立与实际赋存条件相似的多种不同截割工况下煤壁离散元模型。结合DEM–MFBD(Discrete Element Method-Multi Flexible Body Dynamics)双向耦合数值模拟方法搭建采煤机截割部刚柔耦合虚拟样机模型与煤壁离散元模型的双向耦合试验平台,通过仿真试验得到不同煤岩工况下螺旋滚筒的截割过程,并分别对其振动特性的变化规律展开分析。研究结果表明:螺旋滚筒在截割过程中,三向均出现不同程度的振动,其中截割阻力方向振动加速度最大,牵引阻力方向振动加速度次之,侧向力方向振动加速度最小。随着模型中夹矸硬度以及层数比例的增加,截割过程中螺旋滚筒的振动强度不断加剧,最大振动加速度有效值的差值达到4403.149 mm/s^(2)。利用短时傅里叶变换将一维振动信号转化为二维时频谱图像,得到不同煤岩工况下振动信息变化特征在时频域中完成较好保留,其时频谱图像的特征样本效果优于各工况的时域一维信号曲线,主频能量位置、范围大小、特征团形状等信息具有明显区别,即使遇到夹矸层数不同,夹矸坚固性系数也存在差异的复杂工况,其时频谱图像中能量特征的分布形式也具有显著差别。通过振动模态分析发现,随着煤壁中含有夹矸硬度的增加,各部位的变形量均发生变化,其中截齿部位变化最为强烈。基于相似理论搭建采煤机振动信号测试试验平台,对不同煤岩工况条件下螺旋滚筒截割过程进行了测试研究,通过追踪螺旋滚筒的振动状态,发现其振动变化规律与双向耦合数值模拟一致。试验测试得到DEM–MFBD数值模拟方法获取的螺旋滚筒振动加速度有效值与依据相似比反推的试验数据之间的误差小于DEM离散元数值模拟方法与实验数据之间的误差,验证了DEM–MFBD数值模拟方法的准确性。研究结果对于提升螺旋滚筒工作可靠性具有重要意义,同时也为采煤机智能化开采的煤岩截割状态识别系统搭建过程中数据信息的获取提供了一种新的方法。

多点起爆下鼓形战斗部的威力特性

为调控对地弹药破片杀伤威力场,研究了一种鼓形战斗部在静爆和动爆下的威力特性。采用数值模拟研究了端面中心单点、中心单点两种起爆方式下,鼓形战斗部相较于同口径圆柱形战斗部在静爆下的破片威力特性及动爆下对地面装甲车辆目标的毁伤面积。在此基础上,调整鼓形战斗部起爆方式为偏心两线同时起爆、偏心两线序贯起爆及偏心两线同时-序贯起爆,计算了不同偏心起爆下鼓形战斗部静爆时的破片速度、飞散角和动爆时对车辆目标的毁伤面积及有效破片落地动能分布。研究表明,相比于同口径的圆柱形战斗部结构,鼓形战斗部的破片飞散角增大了55.98%,对地面军用车辆的毁伤面积最大增大了59.3%;相对于偏心两线同时起爆,偏心两线同时-序贯起爆的鼓形战斗部破片飞散角增大了18.0%,破片飞散的离散程度提高了11.48%;相对于装药中心单点起爆,偏心两线序贯起爆下鼓形战斗部的毁伤面积受炸高影响较小,在落角50°、落速200 m/s、炸高为9 m时的毁伤面积达47.15 m^(2)。通过调整战斗部的结构和起爆方式,可有效增大破片的飞散角,增大破片对目标的覆盖面积,提高战斗部的毁伤效能。

基于响应面法的绞车卷筒结构优化设计

为了充分利用卷筒的材料特性,实现绞车卷筒的轻量化,首先利用ANSYS对卷筒进行静态特性分析,然后对卷筒各项参数进行灵敏度分析,最后基于响应面法进行卷筒结构优化,得到最优方案。对优化后的卷筒进行疲劳寿命分析,结果表明,优化后的卷筒满足设计要求,质量减少了15.9%,实现了优化目标。

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。

螺旋推进机构滚筒安装方式对行驶性能的影响研究

【目的】由于常规行进机构接地压比较小,在沙滩上易发生下陷等情况,会部分丧失甚至完全失去行动能力,故选用螺旋推进机构作为沙滩行进机构,为提高其在沙滩的行进效率,需对下置滚筒安装方式进行研究。【方法】通过软件对螺旋推进机构在沙滩中的行进场景进行模拟分析,获得实际行驶速度、牵引力等参数,通过计算对行进效果进行评定。【结果】研究结果表明,左旋滚筒左置、右旋滚筒右置的安装方式行进效果较好,且通过沙粒位移方向可确定沙粒沿滚筒旋转时扇叶出土方向堆积与滚筒转向有关,与扇叶旋向无关。【结论】研究结果可为螺旋推进机构滚筒安装方式提供参考。

基于鼓活动位置的关键链多项目缓冲确定方法研究

为了确定鼓活动位置对分配鼓资源的影响,进一步区分位于关键链和非关键链的鼓活动缓冲的差异性,本文基于鼓活动综合优先级对鼓活动位置的不同情况进行了讨论,确定了基于鼓活动位置的关键链多项目缓冲确定模型,考虑鼓活动在关键链和非关键链的不同位置对能力约束缓冲的影响进行分散式设置,进一步根据鼓活动位置权重因子实时滚动分配项目执行过程中剩余缓冲监控量的方法。最后,使用Matlab软件进行案例仿真,将本文方法与经典方法进行比较分析,对比结果证明本文所提方法具有有效性。

基于自编码器和PCA的滚筒烘丝机多块过程监测方法

鉴于滚筒烘丝干燥过程的多变量、强耦合、非线性的复杂特征,而传统主成分分析(PCA)过程监测方法不具有非线性表达能力及全局建模无法精确检测故障的问题,提出自动编码器特征提取和多块主成分分析联合驱动的多块建模方法。首先,依据叶丝干燥工作原理对变量进行分块,以突出过程局部特征;其次,使用自编码器提取每个子块的非线性特征;再次,分别建立相应的PCA监测模型;最后,通过贝叶斯推理对多个子空间的监测结果进行融合决策。以两个实际叶丝干燥案例进行验证,结果表明:该方法的报警率分别高达91.67%和98.21%,相比传统PCA和AE-PCA检测方法,该方法能准确揭示并表征干燥过程的整体运行状态及局部特征信息,提高对滚筒叶丝干燥生产过程的异常检测精度,实现对质量异常情况的准确报警,有利于保证滚筒叶丝干燥过程的稳定生产。

截割介质物理力学参数对液压冲击截齿破煤率影响的研究

通过对目前国内外有关采煤机截割滚筒截割煤岩方面研究的最新成果以及采煤机滚筒受力理论的研究分析,以截割过程中煤层介质的力学参数为研究对象,分析其对冲击式截割滚筒采煤效率的影响。使用离散元进行分析,在滚筒的转速以及冲击频率保持不变的情况下,将滚筒与煤壁耦合模型中的参数进行调整,分别以煤壁硬度f=4、f=5、f=6作为力学性能指标进行仿真分析,经仿真得出:煤壁硬度为f=5时破煤率能够达到31.69%,f=6时为31.96%,f=4时煤壁破煤率最低,为31.04%。

汽车制动鼓钻孔、正反倒角专用数控机床设计

在分析研究汽车零部件市场需求和制动鼓顶面螺栓孔加工特点基础上,研发了制动鼓钻孔、正反倒角专用数控机床,解决了此类加工机床成本高、刀耗高、可靠性差和上下料不便等问题。机床选用单面立式结构、多轴刚性动力头,采用专用正反倒角刀具,应用数控系统,使得数控滑台既具备主轴进给功能又具备上下料功能,实现了一轴多用,满足了客户提效、成本低、精度高、操作方便和维修方便的需求,该设备可作为加工单元进入自动生产线。

滚筒洗衣机悬挂系统部件结构强度的多体动力学分析

以某一型号滚筒洗衣机悬挂系统为例,首先分别采用多体动力学和线性静态分析方法计算了固定约束工况的滚筒洗衣机外筒强度,并将其计算结果进行了对比和分析。其次,基于多体动力学分析了重力对外筒强度计算结果的影响。最后,利用滚筒洗衣机全模型,校核了外筒、轴、轴承座和三脚架的强度。结果表明:线性静态分析与多体动力学分析得到的外筒最大位移差和最大应力差均随旋转部件转速的增大而增大。重力的考虑使外筒最大位移增大2.70%、最大应力增大1.59%。强度校核滚筒洗衣机全模型得到外筒、轴、轴承座和三脚架的安全系数均在2.5以上。计算得到滚筒洗衣机前/后轴承额定寿命分别为633 h和768 h。

液力耦合器多滚筒传动带式输送机的功率平衡

通过对液力耦合器工作原理和电动机串液力耦合器的联合工作特性的分析,得出了液力耦合器调节电动机功率平衡的原理,总结了多滚筒驱动带式输送机驱动系统应用液力耦合器的优点;以头部双滚筒驱动系统为例,分析了电动机串液力耦合器前后的电动机功率不平衡度,结果表明液力耦合器对多滚筒传动带式输送机功率平衡的改善效果明显。

多驱动带式输送机驱动力分配影响因素的仿真

强力带式输送机多为多滚筒驱动,在动态驱动力分配等方面受许多因素影响,从而带来许多实际问题.笔者主要对影响多驱动滚筒带式输送机动态驱动力分配的因素进行计算机仿真,研究了多驱动滚筒动态驱动力分配的方法及影响因素对它的影响规律;推出了驱动力分配的解析公式,而且借用MATLAB工具为多滚筒驱动带式输送机的动态驱动力分配规律,提供了许多影响因素的速查图线,突出了快捷直观的优点,得出了可用于指导实际生产的相关结论.

深海ROV多层脐带缆绞车卷筒力学分析

通过对深海ROV脐带缆微元段受力情况的分析,基于简化理论模型的假设,建立了能够模拟脐带缆绞车卷筒受力情况的理论模型。对比某绞车的实验数据,验证了本力学模型的正确性。通过对实例的计算分析,能够为深海ROV脐带缆绞车的设计工作提供理论支持。

鼓式制动器多柔性体ADAMS建模与仿真

考虑线性超单元、非线性接触力、阻尼以及非线性动态过程等因素,建立了某大型客车鼓式制动器的多柔性体动力学模型。考虑到制动鼓椭圆变形导致的楔效应、卡死等现象,将制动鼓看作柔性体,建立了柔性制动鼓与摩擦片的接触模型,同时建立了凸轮的驱动力模型。在一定的制动工况下,ADAMS模型仿真分析得到的凸轮驱动力及制动器外部因数与相关资料结论相吻合,验证了所建立的鼓式制动器模型的正确性。

基于Ansys Workbench起重机多层卷绕卷筒结构研究

利用Ansys Workbench软件作为工具,对起重机多层卷绕卷筒进行有限元分析,并与传统方法进行比较,获得传统方法难以分析的局部区域应力状态。为大起重量、大起升高度吊装起重机卷筒的结构研究与构造的优化改进提供参考。

基于MATLAB的双折线式多层缠绕卷筒的受力分析研究

在设计双折线式卷筒的筒体时,需要确定多层缠绕钢丝绳作用于卷筒筒体的压力,由于外层钢丝绳的缠绕会导致内层钢丝绳张力衰减,钢丝绳作用于卷筒筒的压力并不是随着钢丝绳缠绕层数的增加而线性增加.基于钢丝绳在双折线式卷筒上作多层缠绕的实际排列情况,建立了钢丝绳多层缠绕系数方程,并在MATLAB中实现了多层缠绕系数和各层钢丝绳张力的求解.通过分析可知,多层缠绕系数随着钢丝绳缠绕层数的增加而增加,但增幅随缠绕层数的增加而减小,在缠绕层数超过特定值后,多层缠绕系数趋于常值.缠绕在卷筒上各层钢丝绳中,里层与外层钢丝绳张力较大,而中间层钢丝绳的张力较小,甚至会接近于零.

多筒干式强磁选机的研制及应用

介绍多筒干式强磁选机的结构和特点,并对分选过程及磁场特性进行了深入地探讨。该机采用永磁磁体,筒表最高磁场强度可达1.0T,不仅可以用于非金属矿物和有色金属矿物的除铁提纯,还适用于弱磁性矿物的回收。

高低双速走丝电火花线切割工艺试验研究

阐述了高低双速走丝电火花线切割机的设计概念、实现方式和特点。通过一次高速走丝大能量切割、多次单向低速走丝切割并加大电极丝张力等措施,与高速走丝多次切割(中走丝)方式进行了对比试验。结果表明高低双速走丝的切割精度、腰鼓形均比中走丝切割方式有明显改善,而表面粗糙度值则略有提高。

双折线式卷筒多层卷绕中钢丝绳磨损损伤分析

针对多层卷绕中钢丝绳磨损严重的问题,对双折线式卷筒各区域钢丝绳卷绕过程中的受力情况和磨损损伤情况进行了详细的分析.分析结果认为,在双折线式多层卷绕过程中,钢丝绳的受力情况及绳圈间相互摩擦运动引起的磨损与钢丝绳在卷筒上的卷绕位置密切相关,磨损最严重的绳段位于卷筒每层最后一圈被后续换层爬升绳段所挤压的折线绳段区域.

恒温与分段变温滚筒干燥对烤烟叶丝干燥效率及香味品质的影响

【目的】对比恒温与分段变温两种滚筒干燥方式对烤烟叶丝干燥效率与香味品质的影响,为烟叶原料的分段变温滚筒干燥工艺优化和推广应用提供科学依据。【方法】以烤烟中部烟叶C2F为原料,采用滚筒干燥试验装置,对比分析恒温与分段变温两种滚筒干燥方式对烤烟叶丝干燥效率、石油醚提取物和香味成分含量的影响。【结果】相对于恒温低温干燥（110℃）,采用前段高温后段低温的分段变温滚筒干燥方式能有效缩短干燥时间,脱水速率提升5%~15%。两种干燥方式下,叶丝中香味成分总量及石油醚提取物、棕色化反应产物、类胡萝卜素降解产物含量均随干燥筒壁温度的升高而降低;相对于高温恒温干燥（120~140℃）,分段变温干燥更有利于石油醚提取物的保留,香味成分总量最高可提高12%,其中以120/110℃分段变温滚筒干燥方式的烤烟叶丝香味成分总量及石油醚提取物、棕色化反应产物、类胡萝卜素降解产物含量最高。【结论】与恒温滚筒干燥方式相比,120/110℃分段变温滚筒干燥方式可有效兼顾烤烟叶丝的干燥效率与香味品质,可在烤烟实际干燥加工中推广应用。