垂直布置永磁变频驱动刮板输送机配套研究

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在煤矿综采工作面刮板输送机配套特点分析的基础上,结合垂直布置永磁变频驱动刮板输送机的结构特点,进行了永磁半直驱驱动装置设计研究,提出了刮板输送机的机头、机尾配套设计策略与技巧,总结了垂直布置永磁变频驱动刮板输送机配套的应用优势.
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针对滚动轴承早期微弱故障特征难以提取的问题,提出最小熵反褶积(MED)与傅里叶分解(FDM)联合降噪的方法.利用MED对采集到的滚动轴承振动信号进行处理以消除噪声影响,将降噪后的信号经过FDM得到若干傅里叶固有频带函数(FIBFs).依据相关系数准则,选取故障特征信息较丰富的前3个分量进行重构,用包络谱对重构信号进行分析.实验结果表明,MED-FDM包络谱中特征频率及其倍频的幅值明显增大,噪声幅值减小,能有效地提取滚动轴承的早期微弱故障特征,且效果优于FDM.
根据煤矿井下实际工况要求,对巷道架管机器人的管道提升机构和钻孔装置工作原理进行分析,提出了一种自动化程度更高的管道提升机构和钻孔装置,解决了传统架管方式严重依赖人力的难题.对管道提升机构和钻孔装置进行结构设计,并利用SolidWorks和ANSYS软件对结构进行三维建模与仿真分析,证明了该结构的安全性与稳定性.
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针对煤矿用全自动钻机的开放式钻杆箱容纳能力有限、钻杆续接能力不足等问题,提出了一种滑落式钻杆箱结构,在阐述滑落式钻杆箱的工作原理的基础上,对其进行了运动学和动力学仿真,得到了钻杆滑落速度、加速度及钻杆受力动态曲线,并对滑落式钻杆箱进行了工业性试验,结果表明:滑落式钻杆箱中的钻杆滑落有序,运行稳定可靠.
针对煤矿井下悬浮式单体液压支柱监测在空间上受限且装置功耗较大、测量精度较低等问题,设计了基于ZigBee无线通信技术的悬浮式单体液压支柱监测装置.开发了柱体及其内压检测和无线通信三位一体的取压接口模块,在检测硬件上引入内压检测触发休眠机制,在通信软件上开发启发式分布负载均衡算法,有效降低了监测装置的运行功耗.测试结果表明,该装置不仅提高了悬浮式单体液压支柱内压测量精度,而且通过ZigBee无线通信将压力信息传输至上位机,实时监测悬浮式单体液压支柱的受力情况,为井下安全预警提供第一手数据.
针对智能化掘进机自动截割问题,推导出截割头在工作面的空间位置和油缸行程间的数学关系,得出截割头控制系统的传递函数,提出了单神经元自适应PID控制策略.在数学工具中编写单神经元PID的S函数,构建单神经元自适应PID控制系统仿真模型.与传统PID控制进行仿真对比,结果表明,单神经元自适应PID控制比传统PID控制超调量减小50%,调节时间明显缩短,能够更加准确地控制截割头的空间位置.
为了解决当前采煤机截割部传动系统故障诊断方法存在耗时长、误差大等问题,提出了基于小波分析和改进神经网络的采煤机截割部传动系统故障诊断方法.首先采集采煤机截割部传动系统故障数据,并采用小波分析对数据进行预处理,消除噪声的不利影响;然后提取故障特征并输入神经网络进行训练,采用粒子群算法优化神经网络的参数,从而建立采煤机截割部传动系统故障诊断模型.仿真实验结果表明,该方法提升了采煤机截割部传动系统故障诊断精度,大幅度减少了故障诊断时间,而且增强了抗噪声干扰能力.
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