五对置柱塞泵曲轴的多工况分析及优化

针对五对置柱塞泵曲轴在实际工况下存在的失效、共振问题,以五对置柱塞泵曲轴为例,采用理论分析和有限元分析的方法,对曲轴进行了仿真分析、结构优化和强度校核。首先,采用了ANSYS有限元分析法,研究了5DW150/16对置式柱塞泵曲轴多工况下的应力应变云图与模态响应云图,分析了曲轴不同工况下的危险截面和共振问题;然后,采用了支撑结构优化与响应面法优化两种优化方法,研究了支撑方式与结构参数对曲轴应力应变的影响;最后,采用了理论公式强度校核方法,对优化前后的曲轴是否满足设计要求进行了验证。研究结果表明:五拐两支撑结构曲轴的危险截面出现在曲柄销的过渡圆角处,不会出现共振现象;采用全支撑结构增强了曲轴的抗冲击能力,降低了曲轴的颤动,提高了整体载荷能力,保证了泵的平稳运行;采用响应面法优化后的曲轴,最大等效应力减小了15.8%,最大变形量减小了14.04%;优化前后的曲轴可以满足强度要求。

基于支持向量机的潜油柱塞泵沉没度预测

潜油柱塞泵抽油系统可以及时、合理地调节直线电机的运行状态,使抽油机的抽汲能力与井下沉没度的变化相匹配,以达到可靠、稳产和节能的目的。针对潜油柱塞泵抽油系统沉没度时间序列非平稳、非线性的特点,提出基于支持向量机(SVM)的沉没度预测方法。对实测现场沉没度序列预处理和归一化,构成沉没度时间序列,并进行输入样本空间重构。用沉没度时间序列样本对SVM预测模型进行训练,选择测试样本对训练得到的预测模型进行测试,并将该方法与自回归滑动平均模型(ARMA)预测结果进行比较。最后,引入直线电机冲数信息作为预测模型的输入,形成改进的沉没度预测方法。对三种预测方法在相同的训练和测试条件下进行误差分析,证明改进的SVM方法具有更高的预测精度。研究结果可作为潜油柱塞泵在线监控系统控制直线电机运行状态的依据。

潜油往复式抽油机举升工艺研究及优化

潜油往复式抽油机举升工艺彻底解决了杆管偏磨问题,适用于"三低"油藏。在研究工艺运行机理的基础上,优化了潜油直线电机动定子结构及控制方式,并针对高扬程大泵径油井设计了新型柱塞式双作用抽油泵,同时完善了工艺的主要配套技术。现场测试表明:新型工艺具有举升力大、节能、自动化管理和系统效率高等特点,平均捡泵周期从224d提高到452d。

井下液压支架活柱行程动态监测系统设计

针对现有液压支架活柱行程测量技术精度低、成本高且起不到预防顶板事故的作用等问题,提出了基于ZigBee技术的井下液压支架活柱行程动态监测系统设计方案。该系统通过位移传感器定时采集活柱行程数据,并通过ZigBee网络将数据发送给协调器节点;协调器节点通过CAN总线及以太网将数据传送到井上服务器,从而实现对井下液压支架活柱行程的实时监测功能。测试结果表明,该系统测量精度为1mm,误差为2mm,达到了预期效果。

长塞环封抽油泵防偏磨旋流扶正器设计

柱塞和密封总成之间的偏磨问题严重影响泵的使用寿命和检泵周期,而引起柱塞偏磨最主要的原因是柱塞与密封总成之间的接触位置在圆周轴向上不变。研制了一种防偏磨装置——旋流扶正器,应用CFD软件对其流场进行了数值模拟计算。结果表明:该装置在带动柱塞做往复运动的同时还能够使井液充分旋流并对长柱塞进行扶正,避免柱塞和密封总成总在某一处磨损,有效解决了柱塞偏磨问题,为长塞环封抽油泵的性能改进提供了可靠依据。

VMD模糊熵和SVM在柱塞泵故障诊断中的应用

为有效提取非线性非平稳特性的柱塞泵故障特征,提高故障诊断准确率,提出了一种基于变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)模糊熵和支持向量机(Vupport Vector Machine,SVM)相结合的柱塞泵故障诊断方法。首先将信号经过VMD分解形成K个固有模态分量(Intrinsic Modal Component,IMF);然后确定IMF个数,提出了基于峭度分析的IMF个数确定方法;其次取峭度值较大的IMF并计算其模糊熵,确定了各状态下相应的模糊熵;最后将模糊熵作为特征向量输入SVM进行故障识别,准确率可达98.3%。将该方法与经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)模糊熵-SVM、VMD模糊熵-BP神经网络对比,结果表明,VMD模糊熵和SVM相结合的方法在柱塞泵故障诊断中具有优越性。

基于特征选择支持向量机的柱塞泵智能诊断

柱塞泵是工程机械的关键部件,其性能好坏将直接影响整个设备的正常工作。针对柱塞泵提出基于特征选择支持向量机的智能诊断方法。对采集的振动信号基于小波包分解提取能量特征,然后利用Fisher准则函数选择对智能诊断最有利的特征,利用支持向量机进行训练,并将每个二类支持向量机按二叉树的组织形式构成系统的诊断模型。以汽车起重机柱塞泵为研究对象,其6种故障形式,包括正常、轴承内圈故障、滚动体故障、柱塞故障、配流盘故障、斜盘故障,用于检验所提算法的诊断能力,并与传统的BP神经网络和最近的蚁群神经网络方法进行对比。诊断结果表明:所提出的算法优于另外两种方法,具有较好的诊断效果。

采空区冒落松散岩体中的成巷方法研究与应用

玲珑金矿大开头矿区主运输平巷承担着矿石运输的重要任务,须穿过近20 m宽的冒落采空区,此段巷道上有破碎冒顶,下有深部坍塌,左右岩移量大。矿山曾采用国内外常规成巷方法给予重新成巷与支护,但均以失败告终,矿山生产受到严重影响。针对矿山采空区冒落松散岩体的特性,结合玲珑金矿大开头255平巷的实际情况,独创了一种顶板插板支护配合两帮U型钢拱架插杆支护的帮顶扩张式联合支护的一次成巷方法,对塌陷底板进行了清理充填处理,对冒落的岩石进行了掘进和清理,对顶板和两帮进行了一体化有效支护,该方法有效解决了冒落松散岩体等恶劣介质中的成巷与支护难题,确保了矿山的生产能力,而且加快了矿石运输速度,取得了良好的经济效益。

超音速火焰喷涂WC-Cr_3C_2-M涂层性能及其在液压支架立柱上的应用研究

分别采用电镀和超音速火焰喷涂在27SiMn钢表面制备了硬铬和WC-Cr_3C_2-M涂层,测试了两种涂层的机械性能以及磨损和腐蚀性能,并将WC-Cr_3C_2-M涂层在煤矿的液压支架的立柱上井下应用。结果表明:相对于电镀硬铬涂层,采用超音速火焰喷涂工艺制备的WC-Cr_3C_2-M涂层与基体结合强度高,孔隙率低,表现出更高的硬度、耐磨和抗腐蚀性能。WC-Cr_3C_2-M涂层在井下实际工况下防护效果显著,可以代替会给环境带来严重污染的电镀硬铬,用于煤矿井下的液压支架的表面防护。

液压支架立柱表面处理工艺

矿用液压支架立柱在复杂的矿井环境中易腐蚀、磨损失效,威胁采矿工作安全,因此,需要采用表面工程技术对液压支架立柱进行表面防护。就电镀硬铬、激光熔覆、超音速碳化钨喷涂等液压支架立柱表面处理工艺进行了综述,介绍了它们的发展历史和工艺特点,讨论了它们的优势和不足,为相关人员的研究和选择提供参考。

液压支架中柱塞杆的热喷涂修复工艺研究

介绍了液压支架中柱塞杆的失效因素,以及热喷涂技术的原理和工艺要求;通过电弧喷涂技术对柱塞杆进行修复,并对喷涂涂层进行硬度、结合强度、孔隙率和耐腐蚀性检测。

煤矿乳化液泵技术探讨

目前,煤矿机械化采煤工作面泵站使用的乳化液泵一般都是卧式柱塞泵,存在投资大、能耗高、维修费用高、噪声高和体积大等不足。提出的增压缸式乳化液泵,工作可靠,设备投资小,节约电能,维护方便,噪声低,外形尺寸小。

柱塞悬浮式单体液压支柱在大倾角中厚煤层中的应用

柱塞悬浮式单体液压支柱具有承载能力大、抗偏载能力强、工作行程大、使用范围广等特点。在厚度不均匀的工作面回采时,可实现沿顶、底板采煤,保证了支柱的初撑力和稳定性,提高了采煤工作面的回收率和安全可靠性,具有很高的经济效益和社会效益。

煤矿乳化液泵技术探讨

目前，煤矿机械化采煤工作面泵站使用的乳化液泵一般都是卧式柱塞泵，存在投资大、能耗高、维修费用高、噪声高和体积大等不足。本文提出的增压缸式乳化液泵，工作可靠，设备投资小，节约电能，维护方便，噪声低，外形尺寸小。

ZF10000型液压支架立柱改造

分析了ZF10000型液压支架立柱损坏的原因,介绍了改造方法。