面向井下巷道環(huán)境的掘進(jìn)機設(shè)計方案求解與性能優(yōu)化仿真技術(shù)及其應(yīng)用研究.pdf

1、井下巷道環(huán)境的復(fù)雜性給煤礦采掘裝備的開發(fā)設(shè)計帶來了挑戰(zhàn)，本文針對掘進(jìn)機設(shè)計過程中其功能方案描述信息不完整、截割參數(shù)難以保證掘進(jìn)性能、設(shè)計結(jié)果缺乏綜合驗證等問題，在對相關(guān)方面進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，提出了面向井下巷道環(huán)境的掘進(jìn)機設(shè)計方案求解與性能優(yōu)化仿真技術(shù)，并結(jié)合實際項目需要將其應(yīng)用于掘進(jìn)機的開發(fā)設(shè)計過程中。
　　論文的主要內(nèi)容如下:
　　第一章概述了掘進(jìn)技術(shù)和掘進(jìn)設(shè)備的發(fā)展，綜述了產(chǎn)品功能建模、設(shè)計參數(shù)優(yōu)化、性能仿真技術(shù)的研究現(xiàn)

2、狀，在分析現(xiàn)有方法不足的基礎(chǔ)上，提出了面向井下巷道環(huán)境的掘進(jìn)機設(shè)計方案求解與性能優(yōu)化仿真技術(shù)，給出了本文的研究內(nèi)容和組織結(jié)構(gòu)。
　　第二章提出了一種基于物元可拓變換的功能特征多屬性建模方法，定義了掘進(jìn)機的功能特征，將其工作的井下巷道環(huán)境作為屬性的一種，采用多種屬性對其進(jìn)行描述，利用物元模型來形式化表達(dá)功能特征及其屬性，通過功能特征物元和屬性物元的置換、增刪、分解、擴縮等一系列可拓變換，構(gòu)建掘進(jìn)機功能特征層次模型，從而實現(xiàn)掘進(jìn)機的功

3、能建模。最后以EBZ-160型掘進(jìn)機截割功能特征層次模型的構(gòu)建為例進(jìn)行了說明。
　　第三章在從煤巖硬度、截割粉塵等方面分析井下巷道環(huán)境對掘進(jìn)機截割參數(shù)影響的基礎(chǔ)上，提出了基于混合蛙跳算法的掘進(jìn)機截割參數(shù)多目標(biāo)求解方法。分析并確定了掘進(jìn)機掘進(jìn)性能的三個優(yōu)化目標(biāo)，以相關(guān)設(shè)計參數(shù)為變量，以截割時參數(shù)變量的取值范圍為約束條件，建立了掘進(jìn)機截割參數(shù)的多目標(biāo)優(yōu)化模型，對混合蛙跳算法中種群排序與局部搜索方法進(jìn)行改進(jìn)并用于模型求解。最后利用該方法

4、對EBZ-160J18型掘進(jìn)機的關(guān)鍵截割參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，使其掘進(jìn)性能得到提升。
　　第四章對巷道掘進(jìn)過程中掘進(jìn)機工作部件的多個性能進(jìn)行仿真分析，采用構(gòu)件化技術(shù)建立掘進(jìn)機的仿真模型;給出了掘進(jìn)機多性能仿真分析的流程和內(nèi)容;從運動學(xué)、動力學(xué)、靜力學(xué)三個方面分析了縱軸式掘進(jìn)機巷道掘進(jìn)的擺臂運動、截割振動、裝載關(guān)鍵部件強度，并建立相關(guān)的運動學(xué)及動力學(xué)數(shù)學(xué)模型，以此來對其進(jìn)行多性能仿真;最后以EBZ-260HD型掘進(jìn)機為例，給出了其擺臂升降