无刷直流电机无位置传感器控制系统研究

根据无刷直流电机(BLDC)的机械结构及控制特点,采用过零检测反电动势的方法对无刷直流电机无位置传感器控制系统建模及仿真。提出了基于PID的控制算法,为了验证所提算法的正确性,建立了三相无刷直流电机的数学模型,并在MATLAB/Simulink中建立控制系统的仿真模型。通过在给定转速、变负载情况下对电机电枢电流、反电动势、电机转速、电磁转矩等进行分析。

基于热管、冷凝双重能量回收技术的尾气回收器设计及研究

针对目前供暖系统产生尾气余热和水蒸气回收再利用的理论研究较少,这些能量在无任何能量回收措施的处理下,直接伴随尾气排出,不仅造成了大气环境热污染,还导致了能量的白白浪费。结合某供暖系统实际运行工况,开发出一款新型尾气能量回收器,并对其工作效果进行了实验验证。研究成果可为进一步提高供暖系统的能量利用效果提供了一定的理论基础。

盘式制动器组合碟簧的仿真实验研究

为研究盘式制动器的制动性能,提高其制动控制精度和可靠性,利用Ansys Workbench有限元分析软件对制动器核心元件组合碟簧的形变特性进行仿真分析,得到了该组合碟簧的载荷―形变特性曲线,并通过对制动器模拟实验检验组合碟簧的形变特性,实验结果与仿真结论接近。从该特性曲线可以看出,组合碟簧的刚度是随着载荷的增大而减小的,也表明组合碟簧是物理非线性和载荷―形变非线性弹簧,对更好的设计制动器参数,提高制动器的制动力矩控制精度有一定的理论帮助。

履带式换带装置机架模态仿真与实验研究

对履带式换带装置机架的模态进行了研究。建立了机架的虚拟样机模型,简述其换带过程工作原理。利用ANSYS Workbench对换带装置机架展开仿真分析,获得机架的前6阶模态参数及振型。然后利用LMS.Test.Lab中的Impact Testing测试模块进行模态实验。经过相关性分析,论证了换带装置机架模型的有效性,并对后续该装置的振动分析提供了依据。

基于弹性悬链线理论的辊间输送带垂度特性的研究

针对输送机两托辊间垂度采用悬链线理论存在的不足,在分析现有辊间输送带垂度平衡方程的基础上,引入输送带弹性模量,建立了变形相容条件的辊间输送带弹性悬链线参数方程,导出了辊间最大垂度的解析解,并通过实例分析和仿真研究,验证了该参数方程及解析解的正确性。研究结果表明:辊间输送带最大垂度与弹性模量呈非线性倒数关系,与辊间距呈非线性平方关系,与输送带张力也呈非线性,张力越大,垂度越小,并进一步导出了基于弹性悬链线的相对垂度及相对垂度限制下的最小张力。

基于安全节能的矿井自动化排水控制系统设计

针对目前排水系统在矿井排水过程中存在自动化程度低、耗能高、应急能力差等问题,以S7-300及其扩展组件的控制体系设计为基点,提出了一个基于安全节能控制策略的煤矿自动化排水系统。详细地阐述了系统自动化监控原理,通过微处理器对泵房最大涌水量、水位变化率、水仓的容积、电力负荷信息以及系统其他的模拟量监测信号进行微积分运算,运用多参数模糊控制理论决策,实现对水泵的自动轮流切换与排水。结合现场运用案例,验证了系统具有安全可靠、节能高效的良好性能。

基于波动理论的带式输送机动张力及不打滑研究

针对带式输送机连续性方程采用偏微分法进行动态分析存在求解复杂的问题,建立带式输送机弹性连续动力学方程,在用达朗贝尔原理对带式输送机弹性波动特性进行分析的基础上,揭示了弹性波在带式输送机二分支边界上的透射和反射传播特性,得出了反射系数和透射系数之和为1的特性,并由此建立了带式输送机纵向波动动力学方程,求解出了机头重锤张紧的不同工况下带式输送机启动和制动过程中输送带极限动张力,并以此得出了带式输送机启(制)动过程中的不打滑条件。

基于Hartmann哨超声喷嘴的雾化特性研究

介绍了一种基于Hartmann哨的超声雾化喷嘴。通过激光粒度分析仪对喷嘴的雾化特性进行了实验研究,分析了不同气压对雾滴索特平均直径(SMD)、雾化角和用水量的影响。对喷嘴加装了中心杆,对比了有无中心杆对于雾滴SMD的影响。研究表明:随着气压的增大,雾滴SMD显著减小,雾化角增大,而气压在0.5 MPa时两者达到极值并趋于稳定;喷嘴加入中心杆,并在气压达到一定值后,雾滴SMD有了明显的减小,最小雾滴SMD可以达到12μm;在气压为0.5 MPa,用水量最少,雾化效果最佳。

对旋风机轴向间距对其性能及流场的影响研究

以FBD8.0对旋风机为研究对象,利用计算流体力学软件FLUENT对四种不同轴向间距下对旋轴流式通风机内部流场及其性能进行研究。结果表明随着两级叶轮轴向间距的增加,对旋风机效率先增大后减小;一定范围内增大轴向间距减小了两级叶轮的相互干涉,有利于气流均匀化;两级叶轮的相互干扰主要体现在第一级叶轮对第二级的干扰上,第二级对第一级叶轮有干扰但是作用不明显。轴向间距的减小则会使轴向间距内产生较严重的涡流现象,增加涡流损失。而过大的轴向间距不仅会增加风机的轴向尺寸,还会造成压力损失增加,导致风机压力、流量以及效率均有所降低。

多股纤维绳芯钢丝绳应力及变形分布研究

根据钢丝绳的空间股绳缠绕关系,建立Frenet-Serret标架图及钢丝绳的空间矢量表达式,以右同向捻6×36WS-FC钢丝绳为例,在理想条件下通过有限元分析软件ABAQUS对模型进行分析,对模型一端加载,一端拉伸,观察模型的应力及变形分布。结果表明:钢丝绳的应力呈空间螺旋状分布,且最大应力位于绳股最外层钢丝上。钢丝绳的轴向变形随拉伸载荷的增加呈阶段性线性增长。

钢/铜混杂纤维增强摩擦材料摩擦学性能研究

以丁腈橡胶改性酚醛树脂为树脂基体,钢纤维-铜纤维混杂纤维作为变量,经热压烧结制备一种摩擦材料,在干摩擦条件下通过摩擦磨损试验机考察其摩擦学性能,并用扫描电镜(SEM)对摩擦材料的表面磨损微观形貌进行观察分析,以研究钢/铜纤维混杂对摩擦材料摩擦学性能的影响。实验表明:随滑动速率的增大,材料的摩擦系数、磨损率呈现减小趋势;轻载时,材料的摩擦系数、磨损率较高,重载时,摩擦系数、磨损率则相对较低。摩擦过程中,添加钢/铜混杂纤维的材料磨损形式为塑性变形和磨粒磨损;未添加混杂纤维的材料磨损形式主要为粘着磨损。由此可见,钢/铜混杂纤维的加入可以有效提高材料的摩擦系数,降低其磨损率,明显改善材料的摩擦学性能。

对旋局部通风机高效节能运行参数研究

为研究转速与安装角调节对风机性能的影响,以FBD No8.0型对旋局部通风机为研究对象,利用FLUENT对不同工况的通风机进行了数值仿真,并结合试验验证了仿真的正确性,分析了不同管网长度下,压力、流量、效率和轴功率等随安装角或转速的变化情况。结果表明:安装角调节和转速调节均能有效的改变风机的输出能力,以此来适应不同的工况,对于同一管网,风机的效率不会因转速产生大幅度改变,但会随着安装角的减小而减小;可以采用联合调节方式,结合安装角能够改变效率和转速调节等效率降低输出的特点,实现风机的高效节能运行。

制动托辊对下运输送带张力的影响研究

针对下运带式输送机制动特点,基于DIN算法对制动工况下下运带式输送机张力的影响因素进行分析,得出了输送带主要阻力的分布对张力的重要作用。提出通过将制动托辊应用于下运带式输送机,可控调节输送带上分支主要阻力从而调节其制动过程中张力的分布。利用Recur Dyn建立输送带柔性动力学模型并进行张力仿真分析,结果表明采用制动托辊可以有效降低下运带式输送机关键点张力。

蓄能器对断带保护装置控制系统特性影响仿真试验

为了研究蓄能器主要参数对全断面液压断带保护装置控制特性和快速平稳抓捕特性的影响,采用不同预充气压力和配置方式蓄能器的方法,分析了液压断带保护装置的综合性能。通过建立皮囊式蓄能器的数学模型,采用AMESim仿真软件分析了在不同参数和配置方式下液压断带保护装置抓捕过程中速度和压力的变化以及对压力冲击的吸收效果,同时,在模拟试验台上针对上述仿真结果做了相应的试验。结果表明:蓄能器的预充气压力对全断面液压断带保护装置液压系统的压力峰值影响较大,对抓捕时间的影响较小;采用2个蓄能器比采用单个并联式蓄能器对液压系统的压力冲击具有更好的吸收作用。

弯曲钢丝绳股内钢丝曲率分布研究

根据弯曲钢丝绳结构特点及股内钢丝的缠绕关系,研究了钢丝绳弯曲状态绳股内钢丝的曲率变化特性。分析了弯曲状态下6×36WS+IWRC右交互捻和右同向捻钢丝绳股内钢丝的曲率分布。结果表明:股内一次捻制钢丝和二次捻制钢丝的曲率随旋转角变化均呈周期性波动;由于转角的影响,不同相位及空间位置的钢丝曲率变化沿钢丝绳长度方向呈不均匀分布。

带式输送机打滑动力学模型及有限元仿真研究

针对传统输送带打滑模型实际应用的不足,建立了考虑离心力及惯性力的输送带打滑动力学模型。运用基于递归算法的有限元软件Recur Dyn,对带式输送机的打滑行为进行了仿真,并与输送带打滑动力学模型进行比较。结果表明:输送带角速度发生突变时,打滑行为开始;输送带两边的张力差值随时间越来越大。仿真结果与传统输送带打滑模型结果存在很大偏差,与建立的输送带打滑动力学模型的计算结果基本一致。

步进式换带装置液压系统设计与研究

针对目前矿山井下巷道带式输送机胶带更换困难,研制了步进式换带装置,其特点是体积小、质量轻、易拆卸与安装。在现场进行调研并计算其参数,利用Automation Studio软件对换带装置液压系统进行模拟研究,分别得到固定防跑带压紧回路、移动压紧回路、拉带回路的工作油缸压力与活塞杆速度,结果表明该液压系统符合工况安全性要求。试制样机之后,对其液压系统进行优化,拉带时间由38s缩短为31s,提高了换带装置的工作效率。

提升钢丝绳疲劳试验台及其电机同步方法研究

为克服传统钢丝绳疲劳试验台加载载荷较小,只能在一定运行范围内做单向弯曲运动等缺点,设计了以矿井提升系统为原型的提升钢丝绳疲劳试验台。该试验台由试验台台架、电气控制系统、以及数据在线监测系统等部分组成。针对试验台驱动机构的双电机同步传动问题,提出了基于可编程逻辑控制器(PLC),利用矢量变频调速控制的双电机同步控制方法,并采用MatLab/SimuLink对该控制系统进行了建模与仿真,结果表明该双电机同步控制系统动、静态性能优良,转速跟踪及电机同步性能好。

对旋轴流风机叶片穿孔的流场性能研究

针对现有轴流式对旋风机运行时可能出现的流线紊乱、涡流现象,对风机叶片进行了穿孔设计,建立了叶片穿孔前后风机的整体模型。在Fluent中运用RNG k-ε模型对风机内部流场进行了数值模拟。结果证明,叶片穿孔结构可以使风机内部气流更加均匀、平稳,可以有效降低叶片工作面静压值,但风机整体压升也有所下降,可以降低两级叶轮间涡量值,减小涡流引起的噪声。

醇基燃料新型热交换装置热效率分析与研究

目前针对基于醇基燃料的新型热交换装置理论研究较少,并且对于热交换装置效率的问题还没有一个有效的方法。运用正平衡法,搭建热量、流量、温度、流速、等多参数试验系统,采集、分析相关参数数据,计算新型热交换装置的热效率,同时也分析该系统热量损失的主要影响因素,提出排放余热回收再利用的有效节能设想,并设计出一种新型外纵向翅片管换热器,可有效提高烟气再利用。为进一步提高热交换装置的能量利用提供了一定的理论基础。