刮板输送机S弯区域水平弯曲角优化关键技术研究

发布时间：2020-10-14 16:17

　　 刮板输送机作为综采工作面主要运输设备,其S弯区域的水平弯曲角大小对刮板输送机运行负载、能耗和使用寿命等方面有着显著影响。本文提出一种刮板输送机S弯区域水平弯曲角优化方法,建立了S弯区域水平弯曲角与负载的耦合模型,设计了基于改进蝙蝠算法的水平弯曲角优化算法,主要工作及研究成果如下:(1)在研究刮板输送机结构和工作原理基础上,结合S弯区域形成机理,给出了一种刮板输送机S弯区域的水平弯曲角优化方案,完成了包括S弯区域水平弯曲角调控子系统和负载监控子系统的刮板输送机S弯区域水平弯曲角优化系统总体设计。(2)结合采煤截割工艺,给出了刮板输送机沿线载煤分布计算模型,研究了运行阻力和冲击载荷对负载的影响,建立了S弯区域水平弯曲角与负载的耦合模型,探究了刮板输送机驱动电机电流与运行负载之间的表征关系。对不同水平弯曲角下,附加阻力、直线段运行阻、载煤量分布力及电机驱动电流进行仿真,为刮板输送机S弯区域的水平弯曲角优化奠定了基础。(3)根据蝙蝠算法在优化S弯区域的水平弯曲角表现出的问题进行了2点改进,基于改进蝙蝠算法设计了水平弯曲角优化算法,并以“综采三机协同”为目标建立了优化约束模型和评价函数,在此基础上制定了S弯区域的水平弯曲角优化策略。在河南大有能源股份有限公司常村煤矿21220综采工作面开展了刮板输送机S弯区域水平弯曲角优化实验,实验结果表明:水平弯曲角负载耦合模型与实际工况符合度最高达93.8%,S弯区域的水平弯曲角优化后从1.5°改为0.66°,刮板输送机电机耗能降低25%,设备投入费用降低数十万元,机头和机尾处链轮组件使用寿命及平均无故障时间增加,年产量增加3万吨煤左右。
【学位单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TD528.3
【部分图文】：

1 绪论1.3 课题研究内容与方法(Research Contents and Methods)结合国家重点基础研究发展计划（973 计划）项目“深部危险煤层无人采掘装备关键基础研究”，本课题对刮板输送机 S 弯区域的水平弯曲角优化方法进行研究，技术路线如图 1-1 所示，主要研究内容如下。

2 刮板输送机 S 弯区域水平弯曲角优化系统总体设计2 Overall Design of Horizontal Bending AngleOptimizing System for S-bending Area of ScraperConveyor本章在介绍刮板输送机基本结构和工作原理的基础上，分析刮板输送机 S弯区域的形成机理，确定刮板输送机 S 弯区域水平弯曲角优化系统设计目标及系统功能，给出优化系统总体框架。2.1 刮板输送机基本结构与工作原理（Basic Structure andWorking Principle of Scraper Conveyor）矿用可弯曲刮板输送机是一种挠性牵引机构的运输机械，为采煤机提供轨道，为液压支架提供推移支点，具有机身可随采煤面弯曲、长度可调、沿线装煤等特点，主要包括机头部、中间部分、机尾部、张紧装置和推移装置，其基本结构如图 2-1 所示。

图 2-2 刮板输送机机头部结构Figure 2-2 Head structure of scraper conveyor图 2-3 中部槽及附属部件Figure 2-3 Middle slot and accessory parts板、链条和接链环三部分组成，其中，刮板具细小颗粒堵塞的功能，在中部槽中起导向作用。煤，由于综采工作面环境恶劣，对链条的强度、般使用经拉伸和热处理的优质合钢焊接成。刮板三种，中单链受力均匀，但断破强度低，一般适
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本文编号：2840895