空间最优投影平面的斜口圆截面管路端头位姿测量

船舶、飞机等发动机为减小体积,采用斜口管路焊接代替弯头连接,管路系统中端头位姿是焊接对齐的前提。针对斜口管路端头位姿的高效高精度测量难题,提出了一种通过重建管路轴线以及管路端面进行端头位姿精确测量的方法。通过获取种子圆柱并设计非线性寻优算法提高圆柱拟合精度,通过高精度种子圆柱扩散重建得到管路轴线。通过双曲率阈值搜索方法对管路边缘进行搜索,得到管路端面边缘点整像素坐标。通过对端面提取得到的整像素坐标进行椭圆拟合结合射线求交方法求解端面边缘亚像素坐标,从而避免插值方法计算亚像素坐标受环境光源影响大的问题。最后,使用逐点最小二乘法重建空间投影平面并在平面上得到残差最小空间椭圆,空间椭圆中心即为管路端点,该投影平面即为端面所在平面,实现了对端头位姿的精确测量。实验结果表明,该方法的测量精度达到0.05 mm,角度测量误差小于0.1°,基本满足斜口管路端头的位姿测量精度要求,对管路的装配具有良好的指导意义。

Z形工作面切顶留巷端头液压支架的研制

针对董东煤矿TC10工作面Z形条带开采工作面切顶留巷,研发了一种具有端头支护、巷道支护、切顶留巷、自移功能的端头支架,可布置在机尾处用于巷道支护和切顶留巷,可实现在工作面设备连续推进5个步距时架后巷道棚顶1次,减轻了劳动强度,提高了工作面采煤效率。

端头固定方式对架空绝缘电缆拉断力的影响

研究了在采用低熔点合金浇注法、夹具法、预绞丝固定法和金具压接法等4种端头固定方式下,1 kV架空绝缘电缆导体对架空绝缘电缆拉断力的影响,并对其试验结果进行了对比。最后,结合不同端头固定方式的优缺点,确定夹具法为最佳的端头固定方式。

大倾角工作面两巷端头超前支护研究

提供了6种应用于大倾角工作面两巷端头超前支护方案,详细介绍了6种支护方案的工作原理、指标分析和适用范围,并阐述了大倾角工作面两巷端头和超前支架选型原则,为同类型的两巷端头超前支护选择提供了参考依据。

极薄煤层端头支架与巷道围岩数值模拟

根据双阳煤矿极薄煤层巷道地质条件,设计了极薄煤层端头支架,分析并计算该支架主要承受的静载荷、动载荷、冲击载荷;运用3DEC软件分析极薄煤层巷道在有、无极薄煤层端头支架支护条件下围岩应力云图以及支护过程中受力曲线,从而确定合理的工作阻力。数值模拟结果表明:在水平、垂直应力场中巷道围岩应力减少20%;确定极薄煤层端头支架工作阻力为3 000 kN;支架随距离不断增加,受力整体趋势增加。

地铁盾构区间端头加固TRD工法施工碴土置换率研究

临江富水粉细砂地层大直径盾构始发和接收井端头加固对加固效果有极高的要求,TRD渠式切割水泥土工法作为一种地层加固措施,有较好的加固效果,通过对TRD渠式切割水泥土加固工法的阐述,结合地铁大直径盾构区间端头加固工程实例,介绍TRD渠式切割水泥土墙的施工工艺及参数控制,对影响置换土的置换率主要因素进行分析,并通过理论公式计算得到理论置换率。与实际现场置换土方量对比,得出对TRD工法施工中有指导意义的理论结果,为后续工程施工组织提供借鉴经验。

差值换算法在端头装配工艺中的研究

一些航天飞行器的前舱为端头和舱体组合结构,无防护层试装后分解,通过分别粘接防护层再次进行装配,装配中需保证对接面台阶值符合要求。针对端头已粘接防护层但舱体未粘接防护层,装配中无法保证对接面台阶值的问题,根据端头结构和扫描精测数据,建立了端头坐标轴,设计了测量数据差值换算法和台阶值判断合格的方法,在舱体装配替代端头测量台阶值,计算得到原端头理论台阶值,进而可以进行合格性指标判断和制定修磨措施,解决了非常规工序下端头装配中如何保证台阶值的问题。通过端头装配试验验证了方法有效,可以保证对接面台阶值符合要求,并且提出了本研究分别在产品研制阶段、批产阶段、类似结构产品装配中的推广价值。

坚硬顶板端头悬顶治理及水力压裂技术运用

黄玉川一水平煤层埋深较浅,顶板多为强度较高的砂质泥岩、细粒砂岩,该类顶板节理裂隙发育程度较低,厚度较大,整体性较强,坚定顶板端头悬顶问题对矿井安全生产会产生一定的影响,本文通过实验室实验、理论分析、现场监测等方法在黄玉川煤矿12407回风巷道开展水力压裂端头悬顶治理工作,制定三种水力压裂方案,后结合钻孔窥视技术,对水力压裂效果进行评估,并通过现场观测验证了水力压裂方法对于端头悬顶治理的可行性。

地铁工程中盾构端头土体加固技术

近年来,随着城市轨道交通工程建设的飞速发展,天津地区地铁施工范围多属于富水软土地层,采用盾构法施工地铁隧道越来越显示出其特有的优势,得到了广泛的应用。在盾构施工过程中,盾构始发、接收都是非常重要的过程,也是最容易出现安全事故的环节。在盾构由工作井始发入地层或从隧道终端脱离并达到工作井的过程中,必须先解决洞门段地层的加固与封闭问题。针对富水软土地层盾构始发、接收过程中出现的漏沙、坍塌等问题,本文以加固范围、加固工艺和过程控制等为出发点,对盾构端头土体加固施工技术展开论述。

矿用端头破顶装备设计与应用

针对坚硬顶板回采巷道端头三角区难以垮落问题,研发设计新型矿用端头破顶装备,用来破碎回采巷道两端头坚硬顶板,分散顶板压力,避免回采过程中巷道端头顶板悬顶过长问题,确保回采巷道两端头顶板随采随冒。破顶装备以乳化液泵站为动力源,利用高压乳化液,通过高压胶管和液控元件等控制千斤顶伸缩,实现立柱破顶,该装备在黄玉川煤矿12407综采面现场应用,效果显著。

口径可调式配电网电缆端头真空防护罩设计

针对配电网电缆端头在实际工作环境中常见的问题,如外界损伤、磨损、老化、腐蚀等,设计了一款口径可调式电缆端头保护罩。首先,分析了目前电缆端头腐蚀和老化的原因以及现有保护装置和措施的缺点,如缺乏通用性、密封不严、强度不够等。然后,结合三维建模和有限元应力分析完成了电缆端头保护罩的设计。该保护罩采用腔体抽真空的方式,使得配电网电缆端头始终处于真空环境中,从而实现与空气完全隔绝,有效防止端头的腐蚀和老化。保护罩的外壳部分采用轻质的铝合金材料,具备良好的机械强度,可以有效防止电缆端头受到磨损和冲击,同时提高了保护罩的便携性。该保护罩的口径可以调节,能够适应不同规格的配电网电缆,具有很好的通用性。最后,根据相关国家标准对所设计的保护罩完成了应力监测以及防水性和密封性的实验测试。本研究设计的配电网电缆端头口径可调式真空保护罩为电缆端头的保护提供了一定的参考和借鉴。

一种桥梁中央分隔带护栏端头衔接过渡的优化方案

因高速公路上路基和桥梁所处的交通环境不同,发生交通事故后的危险程度也不一样,故护栏设置的等级也不一样。路基段中央分隔带混凝土护栏一般以Am级和SBm级为主,桥梁路段以SAm级和SSm级为主,总体而言,一般桥梁护栏等级比路基护栏等级高,不同等级的护栏截面尺寸存在较大的差异。为了降低车辆发生事故碰撞中央分隔带护栏驶入对向车道的风险,提出了一种中央分隔带桥梁段与路基段钢筋混凝土护栏衔接过渡的优化处理方案。

湖相沉积软土中盾构端头关键控制措施研究

湖相沉积软土在昆明地区分布广泛,工程性质极其特殊,在该场地中盾构施工风险性极高,易引发端头失稳,涌水涌砂灾害,探究软土场地盾构端头施工关键控制措施成为亟待解决的问题。采用经验分析法并引入正交试验对端头加固工艺及加固范围进行分析,得出适用性最优工艺与最优加固范围计算模型,给出各工艺应用建议、端头稳定敏感性排序及加固范围理论解。针对现有洞门密封止水系统涌水涌砂风险较大的问题,提出了一种由三道密封构件与两道主动措施组成的新型永久密封止水系统。将所得结论与创新型止水系统应用于昆明轨道交通5号线会宝区间端头,采用MidasGts与对数螺旋滑动计算模型对端头土体进行数值模拟与稳定性计算,所得位移云图及安全系数与实际施工情况相吻合,由此实现端头加固范围理论解与工程解的统一。从施工现场来看,新型止水系统应用效果非常理想,有效保证了盾构进出洞安全,可为相似盾构工程设计与施工提供借鉴。

智能工作面液压支架电液控制系统端头控制器设计

随着无人值守智能化综采工作面建设的不断推进,对液压支架电液控制系统的自动化控制功能提出了更高的技术要求。基于目前国内开发的电液控制技术在满足智能化生产技术要求方面,存在通信速率低、响应不及时和可靠性差等问题,开发了一种基于32位处理器的液压支架电液控制系统端头控制器,设计了基于工业以太网和CAN总线的端头控制器通信架构。根据无人值守智能化综采工作面具有智能感知、智能决策和自动控制的技术要求,在端头控制器中设计了参数巡检、参数修改、在线升级和跟机自动控制功能。为了应对智能化综采工作面对液压支架电液控制系统数据标准化、规范化的要求,端头控制器可以对液压支架电液控制系统产生的数据按照基于位号的数据编码标准进行编码。通过综采工作面“三机”实验平台进行实验,结果表明:端头控制器从发出巡检指令到接收到实验平台27台支架控制器的数据,整个过程用时1.8 s,比使用RS485通信实现参数巡检快1.5 s;端头控制器发送的升级程序大小为38 KiB,传输时间为1.2 s。经过测试,综采工作面所有支架控制器从接收升级命令到一起升级成功用时为4~6 s,达到了预期目标;端头控制器可以根据采煤机位置控制相应液压支架做出正确动作,且能够满足实时性要求。

软土浅埋超大直径盾构始发端头加固范围研究

为确定软土地层浅埋超大直径盾构始发端头加固的合理范围,以珠海杧州隧道为工程背景,采用有限元建模分析,研究了端头加固范围对素混凝土墙破除以及盾构始发掘进过程地层变形的影响。基于数值分析结果,以端头中心点水平位移为控制目标,得出横、竖向合理加固厚度约为0.28倍隧道开挖面直径,略大于理论计算值和工程经验值。盾构掘进模拟结果表明,当纵向加固长度超过盾构机长度后,横断面受剪区域未与地表形成“塑性贯通”,端头盾构掘进对地表扰动程度较低;如以地表最大沉降为控制值,软土地层合理加固长度为1.14倍盾构机长度,该结果与理论计算值接近,而略小于工程经验值。

基于IMU/UWB的井下采煤工作面端头采煤机定位试验研究

采煤机自主定位装置的长期精度是采煤工作面智能开采的重要研究内容。针对当前采煤机定位精度难以满足自动开采的需求,建立了基于惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)/超宽带(Ultra-Wideband,UWB)融合定位的模型,提出了采煤工作面端头自主修正补偿惯性导航定位装置的漂移误差,利用IMU/UWB的融合结果对惯性导航定位装置的位置和姿态进行自主纠偏,能实时补偿IMU的偏差,实现采煤机长期高精度自主循环截割。为减小不确定的测量噪声对定位结果的影响,提出了利用变分无迹卡尔曼滤波(Variational Bayesian unscented Kalman filter,VB-UKF)技术对定位结果进行平滑处理,进一步提升融合定位精度,在太原重型机械有限公司开展了地面采煤机融合定位试验和山东能源集团济三工作面端头开展井下采煤机机载试验,验证采煤工作面端头的定位精度。试验结果表明,IMU/UWB融合定位精度高于单纯的UWB解算的精度;经过VB-UKF算法平滑后,井下试验的IMU/UWB融合定位的x轴和z轴方向的平均误差分别从0.102 m和0.194 m降低为0.082 m和0.158 m,平均精度对应的提升了19.6%和18.6%;3个姿态角的误差小于2°,在融合定位模型中利用误差扩展卡尔曼滤波实时补偿修正IMU的偏差,能有效的抑制IMU姿态角的漂移,井下现场试验证明了采煤工作面端头定位方法的有效性,为井下IMU/UWB融合定位的应用提供较好的参考和经验。

铝电解系列端头槽磁场优化设计

本文基于实际生产中端头槽电流效率低、稳定性差的情况进行研究分析,从设计角度分析了端头槽与普通槽熔体区磁场存在较大差异的原因。本文探讨了仿真模型中上、下游电解槽数量对计算槽磁场的影响,在此基础上分析端头进出电槽磁场与普通槽相比恶化的表现及原因。同时,通过现场经验总结和大量的模拟计算,针对端头槽提出优化设计方案。模拟计算结果表明,优化后的端头槽磁场分布得到明显改善,对于电解系列端头槽的安全、稳定生产具有重要意义。

钢管端头盲区高速干磁粉成像检测方法

在漏磁无损探伤中,钢管端头存在端部效应,会造成钢管端头的检测盲区。为了消除管端缺陷检测的盲区,实现端头盲区的高速检测,提出了一种基于干磁粉成像的视觉检测方法。该方法通过在钢管端部表面施加干法红色磁粉,利用漏磁检测的磁化场形成磁痕,在互补的红色和绿色光源下分别成像,其中红色光源增强、绿色光源减弱磁痕灰度,并通过图像差分消除背景噪声和增强磁痕特征,从而准确地实现钢管端头盲区的快速检测。通过搭建实验平台,开展实验及图像处理耗时分析,结果表明,该方法可以实现对钢管端头盲区的高速有效检测。

水平注浆技术在盾构接收端头加固中的运用

为解决绍兴市轨道交通2号线某区间盾构接收端头地面加固区域因存在大量抛石、方桩、管桩等障碍物而不具备地面加固条件的难题,采取水平注浆技术对盾构接收端头的土体进行加固,以保证盾构顺利接收,缩短施工工期。经检测,盾构接收端头水平注浆加固的强度满足规范要求,洞门探孔和洞门破除后均未出现涌水现象,证明了水平注浆技术在地下水、地层固结、增强地基强度上起到了良好的效果,有效提高了盾构接收端头土体的自稳能力和止水效果,可为后续类似工程提供借鉴。

基于有障碍物复杂地层条件下盾构隧道接收井端头加固方式研究

盾构隧道接收井端头加固是盾构隧道建造过程中的重要环节。以温州市域铁路S2线瓯江北口隧道江北接收井端头加固为背景,考虑端头加固范围内地层复杂且分布有障碍物,在原有端头加固方案基础上对三轴搅拌桩弱加固+旋喷强加固+接缝旋喷及冻结方案和高压旋喷桩+接缝旋喷桩方案进行对比优选。结果表明:在有障碍物复杂地层条件下,三轴搅拌桩+旋喷桩+冻结的加固方案技术上不满足施工需求。提出的两种端头加固方案适用于有障碍物复杂地层条件,方案二比方案一在技术上可行,经济上合理,加固效果良好,可作为江北接收井端头加固方案。