薄煤层采煤机自动调高系统特性及关键零件可靠性研究

摘要

采煤机调高系统性能的优劣对采煤机工作的可靠性和生产效率有着直接的影响，是采煤机的关键组成部分。
　　以某型采煤机自动调高系统为研究对象，建立了调高控制系统数学模型并对其性能进行分析，研究发现采用模糊PID控制的调高系统具有更好的快速性、稳定性和抗干扰性，是一种更好的控制策略;针对含硫化铁结核的复杂煤层赋存条件，对采煤机自动调高系统的关键零件进行了可靠性分析，构建调高系统的刚柔耦合模型和机液耦合模型，通过仿真得到了此调高系统的调高液压缸及活塞杆在含硫化铁结核复杂工况下的薄弱部位，并基于此提出了优化方法，提高了系统的动态可靠性;最后利用Nsoft软件对优化后调高系统的关键零件进行疲劳寿命预测，得到了液压缸和活塞杆的最小疲劳循环次数，结果均可满足疲劳强度的要求。
　　论文研究的结果为今后采煤机自动调高系统的设计与优化提供了借鉴，对工程实际具有一定的指导作用。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 采煤机自动调高系统国内外研究现状

1．3 论文的主要研究内容及意义

1．3．1 论文研究的意义

1．3．2 论文研究的主要内容

2 采煤机自动调高电液比例控制系统研究

2．1 调高系统的工作原理

2．1．1 传统滚筒采煤机调高系统

2．1．2 自动调高电液比例控制系统

2．2 调高系统的建模与仿真

2．2．1 自动调高液压控制系统中的主要元件

2．2．2 自动调高控制系统数学建模

2．3 AMESim建模仿真软件

2．3．1 AMESim简介

2．3．2 AMESim和Simulink联合仿真模型的建立

2．4 本章小结

3 基于模糊PID的采煤机自动调高系统的研究

3．1 模糊控制算法

3．1．1 模糊控制器的结构确定

3．1．2 模糊规则的建立

3．1．3 非模糊化

3．2 模糊PID控制器在采煤机自动调高系统中的应用

3．2．1 模糊PID控制原理

3．2．2 自动调高控制系统模糊PID控制器设计

3．2．3 自动调高控制系统AMESim和Simulink的联合仿真

3．2．4 仿真结果分析

3．3 本章小结

4 调高系统可靠性分析

4．1 复杂煤层条件下的瞬时负载

4．1．1 滚筒的瞬时负载的计算

4．1．2 滚筒的瞬时负载的模拟

4．2 采煤机调高系统模型的建立

4．2．1 调高系统刚柔耦合模型的建立

4．2．2 液压系统流量的确定

4．2．3 液压系统压力的确定

4．2．4 调高系统机液耦合的实现

4．3 动力学仿真结果分析

4．4 调高系统的优化设计

4．4．1 关键零件的优化

4．4．2 优化后的仿真结果

4．5 本章小结

5 调高系统关键零件的疲劳寿命预测

5．1 疲劳概述

5．2 疲劳寿命分析方法及理论

5．2．1 名义应力法

5．2．2 雨流计数法

5．2．3 疲劳累积损伤理论

5．3 调高系统关键零件疲劳寿命预测

5．4 本章小结

6 结论与展望

参考文献

作者简历

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