摘要：根据煤矿下运带式输送机的特性,研究了一种能够解决下运带式输送机安全制动的液压调速软制动器,分析了该制动系统的特性和工作机理,设计了该制动系统的动态测试试验系统,进行了下运带式输送机在正常制动、超速保护制动、低速制动、突然停电制动及频繁制动等工况下的模拟试验。由试验结果可知,基于恒减速、高压力、无摩擦副的液压调速软制动器既实现了下运带式输送机的无摩擦安全制动,也可保持制动过程中制动减速度的基本恒定,降低了制动过程对输送机的冲击力,提高了设备的使用寿命;同时,液压调速软制动器在非制动工况下的近似零阻尼回路,极大地降低了系统在非制动工况下的发热量,确保液压调速软制动器的可靠应用。

摘要：煤泥颗粒黏度高是筛分过程中易糊筛的重要原因之一,通过改变传统直线振动筛的结构可以更好地避免糊筛。针对煤泥黏度大、易糊筛的特点,提出了可以防止糊筛的新型叠振筛,并设计动、静筛条交错排列、相对运动的叠振筛结构;对卡在筛缝中的颗粒与黏结成坨块的煤泥在叠振筛与普通直线振动筛上的筛分过程进行受力分析与对比,研究了叠振筛的防糊筛原理;建立了三维仿真模型,并运用离散元软件模拟煤泥颗粒在叠振筛上的筛分过程。为提高叠振筛的筛分效果,基于DEM并利用Hertz-Mindlin with JKR黏结模型分析了振动参数(筛面负倾角、振动方向角、振幅、振动频率)对煤泥筛分效率和筛下物分布比例的影响。研究结果表明:筛面倾角在-1°~-5°,筛分效率随着筛面负倾角的增大先提高后降低,当筛面倾角为-4°,筛分效率最高;振动方向角在35°~55°,筛分效率随振动方向角的增大逐渐增大,但55°的筛分效率较50°提升并不明显;振幅在1.5~3.5 mm,筛分效率随振幅的增大逐渐增大,3.5 mm的筛分效率较3 mm提升并不明显,但会较大幅度提高振动强度;振动频率在14~24 Hz,筛分效率随振动频率的增大先提高后降低,当22 Hz时筛分效率达到最大,22 Hz下的筛分效率较20 Hz提升并不明显,但会较大幅度提高振动强度;筛面负倾角、振动方向角、振幅、振动频率的提升都会使筛面上煤泥层变厚;大多数情况下筛下的细小煤泥颗粒分布比例随筛面方向逐渐减小;筛面负倾角和振动方向角的改变对筛分效率影响较小,振幅和振动频率的改变对筛分效率影响更大。

摘要：捻距不均匀会造成钢丝绳提前报废,对捻距进行检测可以为其生产工艺的改进提供设计依据,提升钢丝绳的安全使用性能。针对传统捻距检测无法对运动中钢丝绳进行实时检测,机器视觉检测对外界光照和钢丝绳表面清洁度要求高等问题,提出用涡流法对钢丝绳捻距进行检测。为扩大细长钢丝绳结构表面磁场的覆盖面积,利用矩形线圈组成的差分电桥进行检测。对钢丝绳捻距双矩形差分电桥涡流检测进行有限元分析,差分电压实部变化曲线中相邻波峰或者波谷的间距为钢丝绳的股间隙,一个捻距扫描范围内出现的波峰和波谷数量与钢丝绳的股数相对应。矩形线圈上、下边电流元感应的涡流会在钢丝绳表面对消,对消效应越小,钢丝绳捻距检测灵敏度越高。为提取试验中的有用信号,利用集合经验模态分解对扫描信号进行后处理。当相关系数较大时,相邻波峰或波谷的间距为钢丝绳捻距。当相关系数较小时,一个捻距内的波峰或波谷数与有限元分析结果吻合。涡流法得到的捻距与理论捻距的最大相对误差为2.38%。

摘要：针对超千米深井摩擦式提升系统高速、重载运行下的安全监测问题,提出以关键承载部件为监测对象的深井提升机可视化监测系统。从提升系统组成结构、工作机理出发,确定以轴承、钢丝绳、天轮为监测对象,设计了模块化结构的可视化监测方案。基于最小熵反褶积(Minimum Entropy Deconvolution,MED)结合总体平均经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)的方法对轴承振动信号分解,采用相关系数和样本熵确定有效分量并从其中提取故障微弱特征信号,在此基础上以在线-离线诊断方式实现轴承故障实时在线识别。设计基于机器视觉的钢丝绳摆动和天轮偏摆监测方案,通过摄像头位置布置提高监测对象与背景对比度,利用图像边缘识别算法实现图像数据的处理。通过采集张力平衡装置油压对张力进行监测,利用动力供电装置对提升容器上张力监测设备供电,完成系统软件设计和硬件平台搭建,并进行模拟试验验证关键技术的可行性。轴承故障模拟试验结果表明采用相关系数和样本熵可对EEMD分解信号中的有效分量进行提取,得到对应的轴承故障频率。钢丝绳摆动模拟试验结果表明图像边缘检测算法可检测到钢丝绳位移,与传感器检测结果相比位移最大差值为0.76 mm。最后进行现场示范,结果表明该监测系统可有效获取监测设备状态参数,实现对超千米深井提升系统的可视化监测和故障识别,有利于保障其稳定安全运行。

摘要：履带牵引式换带装置是一种矿井带式输送机胶带更换装置,为了解其液压系统的动态特性,应用Automation Studio软件对换带装置液压系统进行建模与仿真。在换带装置拉带速度仿真分析中,获得了在30,35,40,45,50mL/r排量下液压马达的输入流量、转速仿真曲线以及履带底盘的拉带速度。通过对换带装置夹带速度的仿真,说明其液压缸夹紧与松开的时间差异并分析其原因。防溜带机构夹带速度的仿真表明该机构可在0.2s内夹紧胶带。工业性试验中通过PLC(programmable logic controller,可编程逻辑控制器)采集现场液压系统压力并和仿真压力对比分析。夹带恒压自适应调节保证了在胶带厚度变化的情况下系统压力仍然能保持稳定。自动锁带油缸压力迅速变化确保了胶带更换作业安全进行。结果表明该装置系统响应速度较快,性能稳定,为履带牵引式换带装置的动力和安全性能提供了保障。

摘要：设计了一种新型索杆桁架式可展开单元,可以实现大型空间可展开机构的高刚度与轻量化。新型可展单元截面由三个正三角形组成,三角形的三个边由索代替,利用中心三叉结构进行索的牵引与张紧。使用被压缩的扭簧作为展开过程中的驱动元件,通过双曲柄滑块机构实现每个基本可展单元沿轴向的同步运动,采用双向折叠展开的设计大幅减小机构折叠后的体积,采取索杆结合的方式减小机构整体的质量。在杆件连接节点处布置自锁铰链,在完全展开时将机构被锁定为稳定状态。ADAMS软件的动力仿真结果验证了机构展开过程的可行性,扭簧的刚度越大,展开的初始角速度越大,展开时间越短。机构展开后的静刚度分析表明,通过沿机构轴向布置对角拉索,且当对角拉索处于预紧状态时,可展机构可以获得更高的结构刚度。机构的模态分析表明,相比无对角拉索机构,含对角拉索的可展机构振动频率有所提高。

摘要：捻距作为钢丝绳重要参数之一,对其进行检测可间接反映钢丝绳受力状态和表面损伤状态。针对现有图像识别方法受限于外界光照及钢丝绳表面附着物覆盖情况、漏磁法需要磁化钢丝绳等问题,提出采用双扁平线圈差分电桥的钢丝绳捻距涡流检测方法。结合Ar,V-Ar表述建立钢丝绳涡流响应分析控制方程,对单绳股涡流分布进行分析。探头正下方绳股表面涡流形成漩涡,绳股两侧曲面上涡流分布存在对称性。对扁平线圈的中径进行优化设计,当中径小于等于股间隙时,捻距检测精度高且检测灵敏度高,然后搭建试验平台进行捻距检测。试验结果与仿真均表明扫描信号中相邻波峰或者相邻波谷的间距为股间隙,一个捻距范围内扫描信号出现的波峰或者波谷数量与钢丝绳绳股数目相关。利用集合经验模态分解方法对试验结果进行后处理可以有效提取有用信号,涡流法得到钢丝绳捻距的相对误差不超过0.13%。

摘要：针对传统粗纱机存在人工落纱效率低和工作强度大等问题,设计了一种粗纱机集体自动落纱装置,与粗纱机配套使用可降低人工劳动强度和提高落纱效率。因装置的稳定性好坏直接影响落纱工作正常进行,对其关键部位——落纱架进行模态分析和谐响应分析,基于SIMP法对落纱架中的薄弱部位——托板进行拓扑优化,分析了落纱架优化前后的动态特性。结果表明:优化后托板的质量减少了5.2%,落纱架前两阶固有频率提高了25.4%和37.4%,托板边缘处X、Y、Z 3个方向位移响应峰值分别减少了16.2%、52.5%、63.2%,落纱架的动态特性得到明显改善,验证了SIMP法对于结构优化设计的有效性,为后续整体装置的样机试制提供参考依据。

摘要：通过分析现有压块机的踩压机制和曲块的踩压工艺要求,设计圆盘回转式压块机的液压系统,利用Simulink对液压系统进行建模和仿真,得出了油缸的运动特性,为液压系统的设计提供了理论依据。

摘要：换绳组件是换绳装置的核心,其关键零件的结构和相关参数的选择决定矿井提升的工作性能和效率。以Solidworks为二次开发平台,结合VB和Access数据库技术,进行了换绳组件关键零件参数化研究设计,详细介绍了参数化设计系统开发的基本原理、工具和方法。该设计完全实现换绳组件中零件的自动建模,有效减少设计人员工作量,为进一步进行各种力学特性及动力学分析奠定良好的基础。