采煤机合辑.pdf
-1- 目 录 采煤机滚筒参数与尘肺病患病率关系的数学模型 ……………………………李晓豁,焦 丽,沙永东,杨婷婷,何 洋,李 婷(01) 镐型截齿载荷谱定量特征的旋转截割实验与仿真 ……………………………………………………………刘春生,王庆华,任春平(05) 销轨弯曲角对采煤机行走机构动力学特性的影响 ………………………………………张 丹,田 操,孙月华,任春平,左胜甲(10) 采煤机液压调姿牵引机构的仿真研究…………………刘春生,田 操,张 丹(16) 采煤机整机力学模型的预条件拟极小剩余算法…………………刘春生,李孝宇(23) 变节距下采煤机行走机构的动力学特性………………张 丹,王爱芳,陈国晶(30) 采煤机扭矩轴卸载槽表面粗糙度的稳健特性……………………吴卫东,郭昌利(37) 分布质量模型下的采煤机牵引部扭振系统动态特性及优化 …………………………………………………张 丹,刘春生,王爱芳,任春平(42) 采煤机记忆截割滚筒高度的检测模型……………………………孙月华,曹 贺(48) 采煤机扭矩轴扭断参数的神经网络算法辨识……………………万 丰,蔡桂英(52) 基于 Automation Studio 的采煤机滚筒调高液压系统设计……张艳军,李孝宇(57) 采煤机运行位置伺服系统的滑模控制……………………………郭松林,张 伟(62) 采煤机变频牵引回馈制动的控制策略…………………邓孝祥,王安华,刘宏洋(67) 运动状态检测的采煤机捷联惯导系统误差组合算法 ……………………………………………………………张 丹,郝尚清,宋胜伟(71) 截齿切削厚度与截割比能耗的算法及误差分析 ……………………………………………………………刘春生,白云锋,张艳军(76) 24 1 Vol. 24 No. 1 Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2014 1 , Jan. 2014 , , , ( , , 123000) 、 ! ": , , , ¡¢£¤¥¦§¨©,ª« ¬ 、 ®¯¥¦,°±²³´ µ¶·。 ¸¹º»¬¼½,¾¿ ®¯¥¦ÀÁÂ,ÃÄÁ ÅÆÇÈÉ。 ÊËÌÍ: , Î϶ÐÑÒÆÇÓÔ,ÀÁÂÑÕÖ×ع。 ÄÙÚ Ò ÛÜ、Ý、Þßà áâ ¡ãäåæçè。 ; ; ; ; ÀÁ #$%: ; doi:10 3969 / j. issn. 2095- 7262 2014 01 018 &'()*:TD421 6; X928 1;R135 2;X503 1 +,-*:2095- 7262(2014)01- 0081- 04 +./01:A Mathematic model on relation between shearer drum parameters and sick rate of pneumoconiosis LI Xiaohuo, JIAO Li, SHA Yongdong, YANG Tingting, HE Yang, LI Ting ( College of Mechanical Engineering, Liaoning Technical University, Fuxin 123000, China) Abstract:This paper pursues a drum design improvement aimed at lowering pneumoconiosis preva lence by investigating the effect of shearer drum design parameters on sick rate of pneumoconiosis and features a calculation method specifically tailored for determining the amount of dust to which workers are exposed. The method follows from an investigation into the relationships between shearer drum design pa rameters on the one hand and respirable dust concentration and sick rate of pneumoconiosis on the other, depending on the mechanism on which a shearer produces dust while working and data collected from coal faces, and on the assumption that there exists a linear relation between respirable dust concentration coming from a coal face and specific cutting energy consumption. The comprehensive analysis of the influ ence of various factors leads to the development of mathematic model on the relation between shearer drum design parameters and sick rate of pneumoconiosis,followed by a significance test. The finding sug gests that the regression equation has significant meaning and mathematical model has a better fitting. It follows that the study may serve as a theoretical basis for achieving an improved design of shearers to re duce cutting dust and lower sick rate of pneumoconiosis, forecasting an effect of a newly designed shearer work on sick rate of pneumoconiosis, and evaluating the working performance of shearers. Key words:shearer; drum; coal face; dust concentration; sick rate of pneumoconiosis; mathematic model 2345: 2013 - 06 - 01 6789: (59774033) ;(2008403010) ; ( [2009]88 ) :;<=>?: ¡¢(1953 - ) ,£,¤¥¦,§¨,©ª«¬,®¯°±:²³´µ ¾¿ÀÁµ ´、ÃĹÅÆÇÈ ÉÊ,Email:lixiaohuo@ 163. com。 -1- °¶、·¸¹º» ¼½、 82 0 : / . - @ | | ; 24 + , ~,¡É¢£ ( ¢£ ) ¤¥¦´、 § ¨©ª«¬¢î 100 ®Û, ¥¯°Ã 、 、 、 [1 - 4] 。 , 48 , 1 5 , 2 300 , ¡¢£¤¥¦ §¨ 80 ©ª,«¬®¯°±²³´ µ²¥¦¶·²¸¹。 º»¼ ½¾¿,ÀÁÂÃ,ÂÄÅƱ´ ÇÈÉÃÊË 80% , ÌÍÎ Ã, Ï ²Ð´ ±µÑÒÓ。 [5 - 11] ,ÂÙ ÚÛÜÝÞ ÔÕÖ×Ø ±Ë, Ãßà, à 、á× âã。 äå, æ、 çϬ Ãèé、 êëìíîË [12 - 20] ,ÍÎÕÖϬïðÃâ, ÕÖ ÂñÔòóôõöÃ÷Ôøùú。 û «,ÀÂüýÙ ÚÛ×þ º»Û、Àà ˤ]ÂÙ ÚÛ²^_ÚÛ。 À¬¢ÍÎÛÆ,±²»³´: (1) »ÃäµÂÃ, »Â ¶¬Ì·Å`, »Ï¸À͹` ; (2) º»¨@?¼>½, »Â æ、羿~¶¬Ì·`; (3) »ÃÀ`Ì·; (4) »ÁºÀÂÂ、 ö, ¤Ã À¶; (5) ÂÄäÅÄ; (6) ÄÆÇËä 1% 。 3 3 1 ÿ~êÃ, ÿÕÖ。 À é、ÄűéÕÖ}, ¼½²Øº»Ûä, êë Ë ÈÉÃ Ý ú, À à ¢ δ = ρtφη,( g) , Ê:ρ———à t———,min; (1) ËË,mg / m ; 3 ———Ë, ÈÌà²É ãËÍÝ,mL / ; ÂüýÙ ÚÛ²þÛ|{ [, ÚÛþÿ~。 1 φ———Îþ, / min; η———þ, âÏÔ 2% ÐÑÀ ,âåñ η = 0 02。 3 2 ÀÂÃ, À Þ 、 \² , ¡ 。 Ë ( ¢ Ë ) ¨ 20 g , 100% [21 - 24] 。 ÀÕÖ, ÉÀà Ë, Ë, ÝúäÀà þ。 , É¢Ë 、( Û² Ë)、 ßàÔÿ,« [25 - 26] 。 ßàÂüýÙ ÚÛÿ 2,…,5) ,éÀ®ÝÂÚÛ 2 þ p i = l0 + l1 f i1 + l2 f i2 + l3 f i3 + l4 f i4 + l5 f i5 + ε i , äîÕÖÂüýÚÛÃÿ Ê:l j ———; j É<èª~Û,( j = 0,1,2,…,5) ; =Ò [27 - 28] , Ãßà ÄÅÓÔ ÿ~。 ÕÖ¾¿, ÄÆ ÇËÝ,ÀÂÌ·ÄÅ、ÕÖ×»³ ´,ùØàÙ。 âå,ÚäÃßà ÄÅÓÔä ÿ~。 ñüý¡Û d、ÜÝÞßÂÛ z、 Ä à b、 1 000v ,v ä áÛ i、âãäà hmax ( h max = iω åá æ à, ω ä ü ý ç æ ) ä < è ª f j ( j = 1, ( i = 1,2,3,…,n) , -2- (2) 1 © ª«¬,: f ij ——— i j ; s y5 s yp s55 b5 槡 = , s s s s s yy 55 pp yy pp 槡 槡 槡 槡 槡 ε i ——— f i1 、 f i2 、 f i3 、 f i4 、 f i5 n ,。 n , p1 1 p 1 2= pn 1 f11 f21 f n1 f12 f22 f n2 f13 f23 f n3 m2 、m3 、m4 、m5 , )2。 :s pp = ∑ ( p i - p珋 i =1 f14 f24 f n4 ε1 ε 2 ,( i = 1,2,…,n) , εn l0 、 l1 、 l2 、 l3 、 l4 、 l5 l0 f15 l1 f25 l2 + l3 f n5 l4 l5 s i1 = m i 槡 , ( i = 1, 2, …, 5 ) ; r yk = m i 槡s pp s yk 槡s yy 槡s kk ;r yp = 5 槡s yy 槡s pp m i ,( i = 1,2,…,5) r31 m1 + r32 m2 + m3 + r34 m4 + r35 m5 = r3p , (3) r41 m1 + r42 m3 + r43 m3 + m4 + r45 m5 = r4p , r51 m1 + r52 m2 + r53 m3 + r54 m4 + m5 = r5p , m0 、 m1 、 RM = Rp。 :p^ i ———p i ,( y,k = 1,2,…,5) , r21 m1 + m2 + r23 m3 + r24 m4 + r25 m5 = r2p , ( i = 1,2,…,n) , 。 3 3 s11 m1 + s12 m2 + s13 m3 + s14 m4 + s15 m5 = s1p , (6) , (4) , p = m0 + m1 f1 + m2 f2 + m3 f3 + m4 f4 + m5 f5 。 (7) 、 (7) , s21 m1 + s22 m2 + s23 m3 + s24 m4 + s25 m5 = s2p , p s41 m1 + s42 m2 + s43 m3 + s44 m4 + s45 m5 = s4p , s31 m1 + s32 m2 + s33 m3 + s34 m4 + s35 m5 = s3p , p = 0 029 4 + s51 m1 + s52 m2 + s53 m3 + s54 m4 + s55 m5 = s5p , SM = S p , n k =1 n ) ,( i,j = 1,2,…,5) ; s ig = ∑ ( f ki - f i ) ( p i - p珋 k =1 - f1 = p = - 1 f ij , ( j = 1,2,…,5 ) ; n∑ i =1 n 1 pi 。 n∑ i =1 , (5) y s y2 s11 s22 m1 槡 + m2 槡 + 槡s yy 槡s11 槡s pp 槡s yy 槡s22 槡s pp s y1 (8) , ¡¢。 ¡ £ n S R = ∑ ( p^ i - p) 2 , - i =1 (9) ¤ f R = y( y ¥ ) ,¦¢ ¡ 。 0 000 4i·ω 。 v p , , r ij 、r iq 4 n 11 320 4 - 0 000 2( z - 2 85) 2 - d 0 002 1b + 0 010 1i + (5) :s ij = ∑ ( f ki - f i ) ( f kj - f j ) ; s yp m1 + r12 m2 + r13 m3 + r14 m4 + r15 m5 = r1p , p^ i = m0 + m1 f i1 + m2 f i2 + m3 f i3 + m4 f i4 + m5 f i5 , 83 £ n S E = ∑ ( p i - p^ i ) 2 , i =1 ¤ f E = n - y - 1。 ¤§ ¨ SR / fR SR n - y - 1 = 199 936 5 > F= = · SE / fE SE y s y4 s33 s44 m3 槡 + m4 槡 + 槡s yy 槡s33 槡s pp 槡s yy 槡s44 槡s pp s y3 F α ( y,n - y - 1) = F0 01 ( 6,93 ) = -3- (10) 84 Ñ Ò È ¼ 3 13 ≠0, [11] R2 = S R / S pp = 0 914 1 > 0 8, 5 Ì [10] ,, 。 , ½ á 24 â Í µÄÅ, , Æ. 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": , , 、 。 ABAQUS , 。 :¡¢£¤ 15 ~ 25 mm ¥, ¦§¨©ª ,«¬¥ ®¯,°¦¤±²³´,¦®µ¶。 ·¸¹¤º 10% »¼,½¾§¨®¿ ÀÁ¤。  ÃÄ ÅÆ Ç È«¬É。 #$%:; ; doi:10 3969 / j. issn. 2095- 7262 2014 02 019 &'()*:TD421 61 +,-*:2095- 7262(2014)02- 0195- 05 +./01:A Research on quantitative characteristics of conical pick load spectrum based on rotary cutting experiments and simulation LIU Chunsheng, WANG Qinghua, REN Chunping ( School of Mechanical Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China) Abstract:This paper is focused on a novel multi cutter tooth parameter adjustable rotary cutting test bench designed for investigating the cutting process of picks tooth and thereby obtaining the size of axial load, radial load, and the lateral load to which picks are subjected in the cutting process, as part of our efforts to verify the feasibility and accuracy of the simulation experiments. Coupled with these efforts are u sing ABAQUS to simulate the dynamic process of conical picks cutting coal and rock, postprocessing da ta, producing the three load spectrum of pick cutting process, and comparing experiment research and the simulation results of statistics. The results show that with the cutting thickness ranging from 15 mm to 25 mm,picks are exposed to the threeaxis force of fluctuation consistency; picks are subjected to a greater axial load and radial load and show basically the same load fluctuations, but a more intense lateral load fluctuation. The comparison between simulation and experiment reveal that the axial load and radial load have error accuracy within 10% , with a higher alignment, verifying the consistency between simulation and actual performance. The test bench able to simulate the actual work of real states promises to verify the accuracy of the simulation. Key words:conical pick; rotary cutting experiment; load spectrum 2345: 2013 - 12 - 26 6789: (51274091) :;<=>?: (1961 - ) ,,,,¡:¢£¤¥¦§¨©ª,Email:liu - chunsheng@ 163. com。 -5- 196 0 $ # " ! 0 1 1 3 24 4 2 。 [1] 。 , ,, [2 - 3] 。 § ¡¢£¤¥¦ [4] ¨© ¥ª«¬®¯°±²³, ´µ¥¶ ·¸¹º»¼½, ²³¾¿À Á¯ ÃıÅÆÇÈ。 ÉÊ [5] ÌÍÎϪ«, ®ÐÁ±¯ ,´µ¥ÑÒÓ¹, Ë Öׯ。 ØÙ, Ú®¯ ¦²³ÛÜ×ÎÏÝÞßà, ÔÕ á×â¹·ãäåæç, èé°º»êë ìí,îïð°²ñÅÞòóôõö ª«÷²³ø¥õöù ¹ ,úûüýªþß४ÿ·¸¹ ù 。 1 1 1 Fig. 1 1 2 1 Finite element model of pick and coal À æ ß à, õ ö ª « ] ¡ ) [6 - 11] 。 öÀ ý^ Ð À 10 ∶ 1 40 8 r / min,£ÁÀ 0 6、0 8 1. 0 m / min。 ¥ Step ÁÂߢ]_` 0 045 s ôÁÂ, * é , ,。 ¥ ABAQUS / Ex plicit ])ý。 ], 2 ^。 à ODB ¾¿¡Ó, ¢£ÁÂÞÈ, ¤ MATLAB ¥ Ó´¦@+º»§¨+º» F Z 、 +º» F J ©+º» F C , 3 ^。 ß ~ } | { [ Á。 \ Pro / E 5 0 ]^_`@?ª>ß,=< ABAQUS ]。 ;:ÅÞ¡ª«;: /。 . 160 mm, Õ- 14 mm, 50 mm,> 30 mm, 75°。 ¥ Part [Óß ¢]\Á, ¥ Property ߢ]Áë .Õ-。 .Õ- 3 42CrMo, £ À 7 800 kg / m , ß , À 210 GPa, Ð À 0 3。 Õ - YG11C,£À 14 600 kg / m3 ,ß,À 620 GPa, ÐÀ 0 22。 220 mm, δ 150 mm, 200 mm。 £ À 1 350 kg / m3 , ß , À 1 2 GPa, ÐÀ 0 3。 ß Drucker - Prager ß , ¥ Assembly ߢ]\[Ó=< , ®ß ®°ë , + À 45°, õö À 0°。 ¥ Load º » ß ¢ ] * ë ÒÓ , ëðᣠ。 ¥ Mesh ß ¢]®ß°Á , ß , 1 ^ 。 Fig. 2 2 2 1 2 Stress cloud of pick cutting process ÅÞòóôõöª«÷á~( ÷、ª«¬ê®¯°、@¨ê¯°、'&%ñ¯°、 ±%ñ¯°、 ²³¯°´[Áµ,ª «÷¾¶, 4 ^。 ]~([Á}|· 、、ª«(¸、ê、。 ± ·¹À 55 kW, (ÐÀ 36, òßàö 30 ~ 48 r / min, À 1 200 ~ 2 000 mm,£À 0 5 ~ 2 m / min, +À 30° ~ 50°,õöÀ 0° ~ 10°, ạ»¼½¾¿ÀÕñ, ÁÀ -6- ¡2 ¢ £¤¥,: ¦§¨© 200 N / mm, 5 。 2 2 。 40 8 r / min, 1 400 mm, 0 6、0 8 1. 0 m / min, 45°, 0°。 。 , , , Z0 1 4 ~ 1 5 , α = 45 ° FZ FZ Z 2 3 TULM FC 。 , , , , 45°, 0 6、 0 8 1. 0 m / min, 15、20 25 mm F J Fig. 3 '3 XYZ[\]^_`ab Load spectrum with different chip thickness '4 Fig. 4 cDEdefghijDNTUkLl Multipicks adjustable parameters rotary testbed structures Fig. 5 '5 '6 Fig. 6 cDEdefghijDNTUk Multipicks adjustable parameters rotary testbed -7- 。 , 15 、20 ,、 FZ 、 , TUOP , 、, 197 ª«¬ XYZ[\]^_TU`ab Experimental load spectrum with different chip thickness 198 ¿ À Á  25 mm, , 6 。 6 , , , , 。 , 。 3 3 1 à ¨ Ä Ä ¤ 1 11、 1 19 1 29 kN, ¨ 1 86 ~ 2 67 kN 。 «, ¨ 1 8 kN ¯; ¬ 0 5 ,¬ 0 75 , ® ±, 。 2 ° Statistics of pick threeaxis force with δ / mm £ F Z / kN F J / kN F C / kN ¨ 2 32 1 86 1 87 1 39 1 11 0 25 ¬ 0 56 0 50 0 78 ¨ 2 05 2 29 2 01 1 54 1 19 0 76 ¬ 0 54 0 48 0 74 ¨ 2 67 2 18 2 24 1 66 1 29 1 12 ¬ 0 65 0 49 0 75 15 , ¡¢ £¤¥,¦ 1 。 , ¡¢ 15 ~ 25 mm 1 20 ,§¨, ¨。 15 、20 25 mm , ¤ 1 45 、1 66 1 82 kN, 25 ¤ 1 18 、1 25 1 41 kN,¨ 2 21 ~ 3 65 kN 。 ¨ 1 6 kN , 1 δ / mm £ F Z / kN F J / kN F C / kN ¨ 2 56 2 21 1 57 1 45 1 18 0 19 ¬ 0 54 0 48 0 47 ¨ 3 21 2 42 1 62 1 66 1 25 0 18 ¬ 0 53 0 73 0 52 ¨ 3 65 2 81 1 77 1 82 1 41 0 28 ¬ 0 76 0 78 0 41 25 。 ¡¢ ¡ 10% ¤, different chip thickness ³¥¦, ¡¢´§¢ µ¶· ®。 Table 3 £¤¥, 2 3 Simulated load spectrum and experimental load spectrum error of mean δ / mm ¡ / % ¡ / % 15 4 32 6 31 20 7 79 5 04 25 9 64 9 30 ¨¸© ª « ¬ ® 0°, ¡ ¢ ´¢¯µ°± , , ¹ ,¦ 2 ¡, 3 Statistics of pick threeaxis force with 20 3 3 different chip thickness ¤¥¡¢, ²³¡¢££, Table 1 15 3 2 Table 2 0 3 kN ©, ¨, ª«。 Æ 24 Ç Å ® 。 ,, ® ¨, 15、20 25 mm ,¤ 1 39、1 54 1 66 kN, ® ²¬³¢ , ª , ª º 0° ´ º µ « 。 § ¶ · , ¸»¹¨ , ¸¼½ ¾ , ª ¡ ¢ ¡º» 。 -8- ç2 è 4 ¼½¾,º: 199 éÉÊ¡¢£ : [1] (1) 、 。 , ,。 , 984(10) : 28 - 37. [3] [4] [5] , ABAQUS / Explicit , ¡。 (3) ¢£¡¤, ¥ § 10% , [6] [7] ²¡Ö×[ J] . ËÌͦ ØÙÚ, ¼½¾, ØÛ. ¡ÔÕ ¼½¾, Ǫ«. Ý È² ²ÞßàÈáÆ ³´µ. ¡²[ M] . ¶·: ¶·Æ ³¨©, 2005. [8] BO YU. Numerical simulation of continuous miner rock cutting process[ D] . Morgantown: College of Engineering and Mineral Resources of West Virginia University, 2005. [9] ¼½¾, ¸ ³, ¹ÛÅ, º. »â [ J] . ËÌÍÎÏÆÐÆÑ, 2013, 23(4) : 334 - 340. [10] ¦。 ±¡³, , ¬¢£ ¨ [11] ±¢££, µ¶·¸¹º»。 ±. ÔÕ [ J] . ÜÆÑ, 2011, 36(9) : 1565 - 1569. ¢£ ¬® ÇÒÓ, ¼ Ö×[ J] . ÜÆÑ, 2002, 16(1) : 29 - 31. 0°, ¨ 0°。 ©¢£¯°±¡¨²® ´, È ¬ ® ¯ ° É Ê §ÆÐÆÑ, 2000, 10(1) : 26 - 29. ¢£¦¨。 ©¤ ¡, ª«¢£ Ǫ«, ¼½¾. [ J] . ËÌÍÎÏÆÐÆÑ, 2011, 21(6) : 458 - 462. , Drucker - Prager , BIALY W. Energy consumption of getting process by means of cut ting head of drum cutterloader basing on research results of coal , (2) ¦, Ŧ§ breaking characteristics workability[ J] . Preload Garlicky, 2004, 。 [2] 。 , , ¼½¾. ¤¥¿ÀÁ[ M] . ÂÃÄ: Ƴ¨©, 2003. ¼½¾, ¼½ã, ½¾¿, º. ä ¸áå À Á [ J] . 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School of Engineering, Northeast Agricultural University, Harbin 150030, China) Abstract:This paper is concerned with an insight into the dynamic behaviour of a walking wheel going through the connection of pin rails. The research consists of analyzing three kinds of incentives of pin teeth meshing in both the horizontal bending and the vertical bending of the conveyor and developing the two mathematical models, one for pin tooth meshing force and the other for the minimum gap between the guide shoes and pin rail. The study goes further into the development of the dynamic model of walking mechanism using the software ADAMS and the subsequent simulation of the dynamic dynamic characteristics of the fol lowing three statuses between pin rails: the absence of bending angle, the presence of horizontal bending angle and vertical bending angle. The result indicates that the absence of bending angle between pin rails means the angular velocity fluctuations of walking wheel of 10. 5% ; the increasing bending angle affords an increase from 77 (°) / s to 83 (°) / s in the angular velocity fluctuations amplitude of walking wheel and an increase from 504 kN to 632 kN in pin meshing force amplitude; the vertical bending angle has little impact on walking wheel velocity fluctuation, meaning that its impact on pin tooth meshing force is negligible. The study provides a reference for the reliability design of walking wheel and pin teeth. Key words:walking mechanism; bending angle of the conveyor; guide shoes and pin rail gap; dy namic characteristics 2345: 2014 - 02 - 10 6789: (12531006) :;<=>?: (1982 - ) ,, ,,,:¡¢£,Email:bishe - 2006@ 163. com。 - 10 - '3 & 0 % Ð è , 3 000 kW, 400 kW, 1 500 kN, 147 mm。 263 $,°:ïðñ¶·´¹ 46 8 mm, , , [1] ÏÐ +, ìíïð,ÞáÆÇ, + ÆÇÈîèÝòó*Úôõ¾ï ðñÊ,ÍÎ,®¯õ; ÆÇÈ~。 2 。 .· + . · +, , õ Ï Ð + ¡¢£¤¥¦§¨©ª, « ¬®¯°±。 ²³´µ¶· ~ Á · )³·¸ 。 ·¸ ¸¹º»¼½¾¿。 ÀÁÂÃÄ Å·´¹,½¡ÆÇÈÉÊË· · , (Ê 。 Ì,ÍζÏÐÅ·´¹Ñ [2] Ò 。 ÀÓÔÃÄÕÖ×Ø, Ù¡ ®ÚÛÜÝÞß à®Úáâãäå [3] ÝÏÐæ§×Ø 。 Àç躻 éÛÜÕÖê, ½¡ëìíî èïðñòóïðñôõ, ÛÜÝ ö¶Å·÷ø, ùúÛÜ÷øÕÖ [4] 。 ë ìíïðñʶÆÇÈûü§ ,ýõÆÇÈ·¸¹óÇþÿ~ 2 1 1 ×ê`@ 1 ?>。 ì =<; @ 1 ?> 1 Ý:ÏÐ, Ú/.-, 2, 2 Ý ÆÇ, àÅìÏÐ, · 。 õ<®ÚÛÜ ® ,ýÝÏÐ 。 Ï 、 ÏÐ à `¿ Ï Ð * Ú , (ÊÍÎ ÏÐÍÎ 。 (Ê , § Ð /, . · äëÏÐ +§ÐÊÍÎ Ê Ï Ð ( Ê 。 §ÐÊ1 ≤ε≤2。 ±Ú±Ú , ÏЧÐÊ 1, õÏÐ +¶ ݶ ¡ Ï Ð , . · ¢ Ð Ï Ð ( Ê k v k v = ∑ k vi ( i = 1,2) , £> k vi = k1i k2i , k1i + k2i (1) ¤:k vi ———' i ¶¢ÐÏÐ(Ê; k1i ———ÏÐ¥±ÚÏÐ(Ê; k2i ———ÏÐ¥±ÚÏÐ(Ê。 |, ÿ ¶ ¦§¢ÐÏЦ§, á c vi £>。 ë k1 、k2 äÏÐ¥¨©, Ø|, ¶ i ¢ÐÏÐ(Êä¶ÏШ©。 ¶ ÏÐ(ÊÍÎ`@ 2 ?>。 @ 2 Δt ¶ÏÐÞ。 ª«ÃÄ, ¥|ð¬Î ®¯Ë。 Fig. 1 1 Á }¾à。 Ø|, {µá[ \]^_º»ìíîèïðñòóïðñ¶ ·¸¹。 äÿ Walking department transmission principle Fig. 2 - 11 - 2 Tooth stiffness of double geartooth 264 Ù 2 2 Ú Û Ü 。 、 , , , f( t) 。[5] , 。 ,, , Þ § 24 à ß 3 1 ³¶·¸¹º´µ¶», ¼½µ ¶·¸¬ ± 3° ¹´¬ ± 1° ¯ Þ 3 [7] 。 2 3 Ý ,®¾µ¶º»¿À¥Á, ·¸¬¹´¬¼½¯, ¨Â ± 1 5° ± 0 5°。 ·¸¯, ¼½¾¿,ÀÁÂ。 ¹´¯, ¼¼ , , [8] ,ÃÄî 。 3 2 ,¡¢ 3 £¤,¥¡ ŬÆÇÄÅÆŲ ÈÉ。 ¯Ê , 。 , [6] ¢¦£¤ , ÇÈŬÆÇÉʽ,Ŭ ÆÇ ËÌÍ© Ë。 ËΫ e( t) = ∑ e j (2 πf m jt + j ) , j »ÌÍÎÏ。 ËÎ, Å ¬ÆÇ¥ÌÏÐ, ÅÀÆÇÑÐÒÓ :e j ———§ j ¤¨¥¦; j ———§ j ¤¨©; Ô; Ë,ÃÄŬÉ, ÕÑÒÖ [9] ,ÓÍÔ¿ 。 ŬÆÇ f m ———§ª。 ÙÎ ËŬÆÇ、 Ú¯Û。 ¢ 4 ŬÆǬ ×Ø Ê½©¢, ¨ÕÜÖÙÎ Ë cmin ŬÆÇÙÎÚ b min ¨Â c min = b min - b0 , b min = b0 cos 3 Fig. 3 2 4 ( 4α ) + ( 2l ) tan ( 4α ) , Error incentive :b0 ———Ú,mm; l———ŬÆÇ,mm; α———µ¶¼½¹´¯, α / 4 Ý ÞßÙ¯,( °) 。 × F i = k vi δ i , (2) : δ i ———« i ©ª, ¦ ¯«¬、 ®¯ (4) 、(5) àá,Ö c min = ( 2l ) tan ( 4α ) - b [ cos ( 4α ) - 1 ] 。 (6) 0 [6] 。 ei £¤§ i «°,± δ i = θr d - x1 - e i 。 ®¥£¤ x 1 - ·e i ) + F v = ∑ [ k vi ( θr d - x1 - e i ) + c vi ( θ r d - · · i f( t) ] ,i = 1,2, (5) , § i ¨«¬ ® F i (4) (3) :θ———,rad; c vi ———°²±¬²,mm; r d ———³´µ,mm。 4 Fig. 4 Guide shoe schematic structural relationship with pin row âØ, ¥ÁŬÆÇ·¸¬ÙÎ - 12 - Ô,Õ: Ó h min = ¡¯° ( 2l ) tan ( 4β ) - h [ cos ( 4β ) - 1 ] , (7) 0 :h0 ———,mm; β———,( °) 。 4 4 1 , 147 。 ADAMS 、 。 PRO / E ADAMS / View , 。 , 120 900 N·m, ¬ µ ¶ ´¤ , ¬¬ 2 s, ®¨ 600, 。 5 265 ¬± k = 7 3 N / m、 1 « M 1 = 300 ( °) / s、 M2 = ¬·¸¹¯°·¸, ±º ¬,·¸ 149 mm , ω » ² 6 ,¼½ 7 。 5 Ñ3 Ò 6 Fig. 6 Walking wheel angular velocity curve Fig. 5 4 2 5 Simulation model walking department 1 472 r / min, , 5 , 1 , 。 1 000 kN,¡¢ Fig. 7 7 Pinrail meshing force curve 。 £ 6 ~ 7 ¾³:´µ£¹ ¶·¸¹¿Àº»,»¼,½¾¿Á ¤¥ , ¦§¨ ©¦§。 ª«¬ ²。 À Âì, £¹·¸ ÁÄ´¢, ¿ÀÅ»,ÂÃÄÁ²。 ¡®¯° , ¥ [10 - 11] 。 ©¬; »»¿À´µ,ÅƽǬ, »È»¬»É» 71 ( °) / s, ,£¡ [12] 2 ¬, ±²¨ : T EI p , (8) k= = L :T——— °³ ,N·m; T ¨´ ———°³ ,rad; E———¡¢£°¤,Pa; I P ———°¥¦§° L———°³¨,m。 ½, »É» 40 ( °) / s,¶È» Æ 10 5% 。 £ 7 ¾³, £¹¼½Ç´ Á² ¢,¼½ÊÄÈË´¢。 ¼½È » 382 kN,¼½¼½È»¬¼½ É» 408 kN, ¿ÀÂÃ, ¼½É Ì¿ÀÍ»,ÎÏÉÌÁÄÐ,Ê ÉÌÊĶ·¸¹ËÌ。 ÑÒÈÓ;¿Î, ÓÔ 4 ,m ; ©¡ª , 2 ÓÏÈ。 Ð, ¬·¸ 147 mm, , ¥¬¾µ - 13 - 266 Ø Ù Ú Û 0 25°、0 5°, 0 5°、1°、1 5°, , 1 。 8 , Ü Ý Ý ß 24 à Þ , ¡¢£。 ,¤ ¥ £¦, § 9 。 ¨© ªª。 ,¤« ¬ ®¯,¬°®¯ 。 ± § ,²³´µ¶ 。 , © ,· ,·¸[2] 、[13] 、[14] ¹º»¢。 ¼½¢¾¿ À,¼ ¿À, Á, Á, « ¢¾, Á , t1 uv[\]w@ANrIxEyz{VOPQXyz Table 1 Speed fluctuation amplitude of walking wheel and meshing force amplitude of pinrail in different Fig. 8 '8 bending angle Walking wheel angular velocity curve F / kN 77 435 504 0. 50 83 462 632 0. 50 68 433 496 1. 00 70 434 498 1. 50 71 434 501 ¤ 0. 25 ¤ 6 ÅÆÇ、 , ÇÁ ¼  È, Á¢, , Ë ÌÍ。 Éʶ (2) ÎÏж ÖÔ¡´µ。 (3) , 。 , 。 , ,, ¯½Ò, ÔÕÖ, ®¯¡¡ ,· ¢£,¤×,,Õ 。 , , , »Ñ¶Ò ×, ×·ÔÕÖ、 ÎÏж , F ω , Ó,ÔÕÖ· ' 9 VOPQX\s Fig. 9 Pinrail meshing force curve 1 , (1) Ä F v / kN θ / ( °) ω / ( ( °) ·s - 1 ) à @AN]rI\s ¬。  ¡¢ £。 ¼ ¿À ,¼¿À¦。 · , - 14 - , ¬°®¯。 ¤ ( w|: 276 }) 276 ¯ ° ± ² ½ 24 ¾ ³ [ C] / / Proceedings of the ASME Mechanism Conference. 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( - 15 - ) !" ¡¢£¤¥¦§¨©ª«¬®¯°± ² ³ ´µ¶· ¸¹º» ¼¶½¾¿ÀÁ ÃÄÅÆ Ç³ Èɬ´Ê¶¸¹Á ¸¹ËÌ Í¾Î²ÏÐ ÑÒÓÀ dzÈɬÔÕÖ ×½¾×ØÙÚÛÓÜ Ý Þß¾àáâÄãäåæçèéêëØìÌ ¶ÉíîÀ #$% ½¾Éí &'()* +,-* +./01 2345 6789 :;<=>? ¡¢£ - 16 - $#&ÄÅÂÀ¦§ % ï *ÂÀÄÅ *Ò¿æ Í ÂÀÄÅÒ¿æ Í ÂÀÄÅÒ* æ ÂÀÄÅ>Ú ¹ ¡¢£ ¤¥¦§ ¨©ª «¬® ¯ ° ±² ³ ´µ¶·¸¹º»¼½¾¿À ÁÂÃÄÅÂÀ ÆÂÀ ¯ÇÈÉÊ ËÌ ÍÂÀÎϦ§ ¼ÐÑÒ¡Ó ¢£ÔÕÌÖ×ØÙÂÀÃÚ ÛÜÝÈ Þ ßàáâÂÀ ðñÄů½¾¶  à Àõö»¼\]^_ )²Ò¡ Óæç×½¾³ ¡à¢>£ðñÈ ÄÅÂÀ( '¤¥ ðñ¦§ÄÅ ¨© «ª ÄŪ æ礥èé êë ¦§ãä ´å ìíÑî¼ïðñ¦§òóôò ¼¬ä®¯ áâË̦§ÍÂÀ¦§ºãä ÂÀõöïÛÜÉÊ ¡í Å ìí ãí ¡° Ò±²¡Ó ³´ä~¡ ðñ Ò µ¶í ãä\¹º ·æ¸\¹ ÷ðËøù ðñ Òúûüýþÿ¶~¡¢£ }|{[ (» ¦ § ì í ¼ ¾  À ¦ § ã ä ½ \]^_½¾øù`\] øù @?>ùø=¹<;:È/ . }|- ,³¹ ͲÙö ÄÅÂÀ õö³Ã»[È ÁÂÿ+ ÀÁ Õøù ͽ¾`÷ ÄÅÂÀò =0 1# 23=0># 8:7 )' # "68"!, 7"9)!; :& ' )%7 ,<"& ' :( ,' ( )* ' # "6 ?@/0 Ò~¡Á¢£ñ) ¿(¡ Á | ¡Ò~¡Â Ò~¡À /0 01# 23/04, * 5)6# * )7& * 5, 8)' # *!# )2( )8 "95-!( ):7 # * &æçÃ&¤¥ ³ÃÚ¢£ñ)¡ Í~¡Äŵ¶À¹Ô ÆÇȤ¥É )!; :& ' )%7 ,<"& ' :( ,8, * 5)6# & 8 » ÂÀ³*Ü ¤¥èéÍÁæç ¶ÊËÌ ´å æ礥 ÎÈ '§ - 17 - Ö×ØÙÚ ÛÛÜÝ Þ ?@ ?0 ²¨³´ µ¶¸£¤¥¬® ¹ º»¢£§·¸¹ ¤¥ ¦§¦¨© ª«¬® · ¯°¤¥ ± º»¼»¢½¤¥µ¶¸µ¶¸ ¢¾³´ ¿¨ À¼ ?@ =0 µ¶¸ º Á½¾ ¿µ¸ À£§ÀÁ µ¶ ¸ Â Ã Â Â Ã Ä ¿ µ Å µ¶¸ º þ ¿µÄÆ ( ) µ¶ ¸ Â Ã Â Â Ã Ä ¿ µ Æ µ¶¸ÂÃÂÂÃÄ£§Ç Æ /0 0A)%7 ,/0>' ( :* ' :( ,& # B ,)6!8)' , ( # )7<5-& # * )7<( "<, ( ' # , & "9.)7 C# 62 .5, , 7)6!<# 6' ""' 5 D@/0 ¬®ÅÆ¢£ É È ¦§ È Ç Ê È ¨ÉŬ® ËÌÍÎ Ï© ÔÊË ÕÌ ÍÖ¨Î× §¥ØÙ¬ ®ÏÚÛÜÝ ¬®Ê ·¸àá ·¸ ÐÞ·¸ ß ¡ ¢ Æ⧠ÕÊ ÏÑ £¤¥¦ §¨ ©ª« ãÒ¤¥¬® Ï«Ó䪫¬® åÎפ¥¬®Ûæç ¬¡®¯¢£°±²³ ´µ ´µ è餥 ¶ ÐÑÒÓ¢£Î ¦§ÔêÕ ¿¨ ª«¬®¤¥¬®ëìíî - 18 - ´µ«¢¶· ³ ¸¹º» ¦ ¦ § ¥ ¨© ª ¡ ª ¡¢ £¤«¥¦ § ¬ ª ¨® © ª« ¡¢ ª«¯ «¢¬« ¡ ©¬« ®¯°° ± «±² ¡ ¢£ ¤¥ - 19 - ´ µ ¶ · ¸ ¹ ¹ » ¼ º ¡ ¢£¤ ¦§ ¨ ¥ £ £¥ ®¬¬ ¨¯° «± ² ¬ ¨ ¢©ª« ¬¬ ¬³ ³ ³ - 20 - ¬³ Û £ ÜÝ ª«¥¦Þß ©ª«¢©¥¦ £ ¬ ®¤ ¢ ª«¢ ¯ ¥ ª«¢ ¦ ¥ ª«¢ ¦ ¥°§ ¨ ±²³©ª°«¬®´³ ©ªµ°¯° ¯° ®¤ ª ® ¶ ¥ ®°¦ ¥ ®° ¦ ± ·¸¹º»¼½± ¾¿À¥¦¸Á´² ·²³´£ Ã¡Ä Å ´²ÆÇ ¡ ½±È ¶ »¼ÉÊË¥ ª«¢ µ»Ê ¢ £ ¤ ¥¦ §¨ ª «¢Ì¤¶· ¡ ¸ £¨ ¹ µ»ÊÍ¥¦¸Á¤ Î ¶»¼½º ͪ«¢ µ»Ê ª«¢ µ»Ê ¥ º©¤ ª«¢ ¦²³¸Á½Ï¾ ©» áÄÅ ª« ÐÑºÃ¡Ä Ã¡ÄÅ ´ ¿Å¿ÒÓ ª« Ô ÕÖ¥¦×Ø ÙÚÉÊ¥¦¸Á» ´· º¼ - 21 - ÔÕÖ¸× ´´µß à ¦ Ì®¯²³ ÍÎ ¹ÏÐÑÒ¯ ¦ Ó¨ ÅËÌ ´ ÔÕÖ¸× ´´µ Í ÍÊ ÅØ®¯ ´µ ¡¢£¤ ¦ ¥ ÅÙÚÛÜ×ݬ® §¨ ©ª«¬®¯°±²³ Þ²³´µ ¯´²³ÀÁ ´´µ¶·¸´ ¹º»¼½¾´¡¿ÀÁ ¸´ÀÁÂÃ Ä ¹ ÅÆÇÈÉÊË - 22 - 26 5 Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2016 9 Vol. 26 No. 5 Sep. 2016 1 , 2 (1. , 150022; 2. , 150022) ! ": , ,。 Krylov , ¡¢£,¤¥¦§ ¨© ¨ ©ª«。 ¬®¯°:±²³´µ³¶·¸¹、ºµ³¶»¼¸¹½¾¿¶¸¹ÀÁÂÃÄÅÆ ÇÈĽ,ÉÊË£ÌÍÎÏШ;ºÑÒ ÓÔÕÖ, × Ø ÙÚ×Õ。 ÛÜÝ ¤¥Þßà。 #$%:; ; ; á doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2016. 05. 017 &'()*:TD421. 61 +,-*:2095- 7262(2016)05- 0552- 06 +./01:A Shearer mechanics model preconditioned quasiminimal residual algorithm Liu Chunsheng1 , Li Xiaoyu2 (1. Heilongjiang University Science & Technology, Harbin 150022, China; 2. School of Mechanical Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China) Abstract:This paper is concerned with a better insight into the stress state of shearer and the motion characteristics of shearer under different working conditions; and the development of the mechanics model of shearer, along with the consideration of the conditions of the elevation angle and the inclination of coal seam. The research involves using Krylov subspace method of quasi minimal residual method, calculating the optimal approximation of slippers under force values due to different conditions, and delving into the mechanism by which the slippers are subjected to varying forces, depending on the variation of coal seam angle and pitch angle of the machine. Results show that there occur two sudden changes in the accelera tion value when the engagement area of the pin tooth moves from the arc section to the oblique line seg ment, the front of the running gear is engaged with the gear wheel, and the rear gear tooth enters the en gagement time. Rear guide sliding boots are subjected to a greater positive pressure and coal seam dip an gle has a relatively small effect on the stress state of each shoe. This study might provide a reference for the analysis of mechanical properties of coal mining machines. Key words:coal winning machine; force of the whole machine; quasiminimal residual method; in ertial force 2345: 2016 - 08 - 26 6789: (51274091) ;(12531006) :;<=>?: (1961 - ) ,,,,:¡¢£¤¥¦§¨©,Email:liu_chunsheng@ 163. com。 - 23 - -5 : 553 ÝÞ,¥:¯¿ç,/+*à)(äæ Ó 1 , x、y、z 0 。 、 , ª.åì, ΣF x = 0, ΣF y = 0, ΣF z = 0; , , 、 、, ¡¢¡£¤¥¦§¨©ª«。 ¬®¯°± [1] ²¯³´, µ¶¥ ·¸ Pro / E ¹ º»¼½¾¿,À ANSYS ¹Á Â,ÃÄÅ MG750 / 1815 - WD º»Æ [2] ÇÈÉ。 ÊËÌ¥ ͪÅÎÏÐÈ ÉÑÒ´。 ÓÔÕÖ´, ×Ø ÙÚÛÜ。 ÝÞ¥ [3] ¸ßàáâãäå汯¿ç¹ã ä,è㪼éêëìíîï ð。 ñì, ÓÔòó ¡¢¡òôõÐö÷øùú, û²üýþ îåÁ O î.åì,ΣFxoy = 0,Σ Fxoz = 0, ΣF yoz = 0, a 1 = N5 - N6 , a2 = 槡N21 + 槡N22 + 槡N23 + 槡N24 + 槡N25 + 槡N26 , a 3 = N1 + N2 + N3 + N4 , 2 2 a4 = N1 l0 / 2 - 槡N1 μ(h0 + h2 ) - N2 l0 / 2 - 槡N2 μ(h0 + 2 h2 ) ± N3 l0 / 2 - 槡N3 μh0 - N4 l0 / 2 - 2 2 2 N - N - N , h h h μ μ μ 0 0 0 4 5 6 槡 槡 槡 a 5 = N1 b 1 + N2 b 1 ± N3 b 2 - N4 b 2 - N5 h 0 + N6 h 0 , 2 2 2 2 2 a6 = 槡N1 μb1 + 槡N2 μb1 - 槡N3 μb2 - 槡N4 μb2 - 槡N5 μ· ( b2 + b3 ) - N26 μ( b2 - b3 ) - N5 l0 / 2 - N6 l0 / 2 , 槡 :a1 = - F1 - F2 - Gcos α sin β; a2 = (2T + 2F G - Gsin α - F z1 - F z2 ) / μ; ÿ~,}|É{|Éÿ~, [{\´。 ]°^_[{\´` a3 = Gcos α sin β - 2F - F J1 + F J2 ; a4 = - 2Th0 - 2F G - F J1 ( lcos θ1 + l1 + l0 / 2) - @,¾?¯¿ç, ·¸ QMR äæèã f z1 ( lsin θ1 + h1 - h0 ) - F J2 ( lcos θ2 + ±>ç=<»´;äüà ±¯¿ç¹èã, :Á l1 + l0 / 2) + F z2 ( l sin θ2 + h0 - h1 ) ; ¯³´Û^。 a5 = 2Fb2 + F J2 ( b0 + b1 ) - F J1 ( b0 + b1 ) - 1 a6 = -2Tb2 -2FG b2 - (Fz1 + Fz2 )(b0 + b1 ) + ? ñÚ / , ¾ , 1 ,Á¯ F1 (lsin θ1 + h1 - h0 ) + F2 (lsin θ2 + h0 - h1 ); F1 (lcos θ1 + l1 + l0 / 2 + e) - F2 (lcos θ2 + l1 + l0 / 2 + e); T———î ,kN; F———î Á,kN; μ———óÜ,μ = 0. 18; 。 γ———ó¡ùú,( °) ; G———,kN; θ1 、θ2 ———º,( °) ; N i ———、 , ( i = 1,z,…,6) ,kN; F J1 、F J2 ———、,kN; F z1 、F z2 ———、¹,kN; F1 、F2 ———、,kN; α、β———Á ,( °) ; l i 、b i 、h i ———í¡,mm; 1 Fig. 1 (1) Force analysis of shearer e——— ë ¸ ¢ » £ ¢,mm; F G ———[{\´,kN; - 24 - 554 ² ³ ´ µ C41 = l0 / 2 - μ ( h0 + h2 ) ,C42 = l0 / 2 - μ ( h0 + h2 ) ,C43 = - μh0 ± l0 / 2,C44 = - l0 / 2 - μh0 ,C45 = - μh0 ,C61 = - μb1 ,C63 = - μb2 ,C65 = - μ ( b3 + b2 ) - l0 / 2,C66 = - μ( b2 - b3 ) - l0 / 2。 0 1 1 C41 b1 C61 (1) : 0 0 0 1 1 ±1 1 0 1 C42 b1 C61 1 1 C43 1 C44 ± b2 - b2 C63 C63 C45 - h0 C65 · 2 2 2. 2. 1 ¸ ¸ º 26 » ¹ ,¡¢ £¤,¥。 ¦§ ¨©ª。 ©ª¨,« 1 N1 a 1 1 N2 a 2 0 N3 a 3 = , C45 N4 a4 h 0 N5 a 5 C66 N a 6 ¶ ©ª ¡©ª¢,£ 2 ¤¥。 6 (2) UX = A。 (3) (3) , 。 , N3 , N 3 , N3 。 U , a N3 ,U 5; N3 U 6。 N3 ©ª U 。 2 2 1 [4] ( F J1 , F z1 F1 ) (4) , k1 , k1 = 0. 8。 19. 1P H η j , nD C F z1 = k q F J1 , F J1 L k K2 F1 = , J Fig. 2 F J1 = :P H ——— (4) ² - J——— ,m; : m, L k ——— L k = 0. 2 m; , k q ———, k2 ——— , k q = 0. 6 ~ 0. 8; k2 = 2。 §©¬ ¬®¯®°¯ § ® ° §, ± ¦ 2 ¤ ¥, © ª ± ,mm; ,r / min; Cycloid formation principle ,§§«« D C ——— n——— ¦ 2 £, «§¨« ©ª, η j ———,η j = 0. 85; ¡©ª (1) ©ª¨ª ª ,kW; 2 b [5] OP = OO1 + O1 P, r1 ( λ ) = ( R + r a ) K τ1 j - r a K τ2 j。 (5) ( ( rR ) - ε ) , R y = - ( R + r ) cos( λ - ε) + r cos ( λ ( 1 + ) - ε ) , r ³´µ x = - ( R + r a ) sin( λ - ε) + r a sin λ 1 + a - 25 - a a a } 5 ox1 y1 , :R———,mm; r a ———,mm; K τ ——— , Kτ = cos τ - sin τ [ sin τ cos τ ] ; ( ) λ ——— ,( °) ; ε——— (2) 3 。 ¦§¥¨©ª , : K - ψ r1 ( λ ) = r2 ( μ) + Bj + ( S + C) i, B——— ,( °) 。 { r1 ( λ ) = ( R - r f ) K τ3 j + r f K τ4 j。 (6) R x = - ( R - r f ) sin( - λ - ε) - r f sin λ -ε , rf ( ) ) R y = ( R - r ) cos( - λ - ε) - r cos ( λ ) - ε ) , r f f Fig. 3 f :r f ——— ,mm; τ3 ———,τ3 = - λ - ε,( °) ; R - 1 - ε,( °) 。 τ4 ———,τ4 = λ rf (3) 147 mm 。 80 mm ,, 。 。 , — ( ) r2 ( μ) = K μ ri, ( :μ——— τ5 ———,τ1 = 40°; 2. 2. 2 ) 3 Vector of meshing between traveling wheel and pin dr ( λ ) r ( λ) [ dψ ] dS = 。 dr ( λ ) dψ [ K dψ j ] -ψ [ ; ] , cos( Rλ / 2r f ) in = R , cos μ iw = R cos( Rλ / 2r a ) 。 cos μ °(5) (8) ± (11) , ¬¨, ²® : ψ , ¥ ] [ τ6 ———,τ1 = 15°。 。 (10) 1 dr1 ( λ ) K15 + μ r1 ( λ ) dψ dS = 。 (11) dr1 ( λ ) dψ j K -ψ dψ °(5) 、(7) ± (10) , ¨²®¯ 、 (8) 。 ,¡¢ ,£¤ 1 1 ,, « ψ , ¨¬,®¯ : (7) 60sin μ r2 ( μ) = 60K τ5 j - K j, sin(145 - μ) τ6 ,mm。 - OP = OO1 + O1 P, 。 (9) } , 。 2 o2 x2 y2 ¤ S( ψ ) , dr1 ( λ ) dr2 ( μ) K ( - ψ + π2 ) = 0, dμ dλ :ψ——— ,( °) ; τ1 ———,τ1 = λ - ε,( °) ; R - ε,( °) ; τ2 ———,τ2 = λ 1 + ra 555 ¡¢£,¤:¥¦§¨©ª«¬®¯°± oxy - 26 - ix = R cos(15 + μ) cos( Rλ / 2r a ) 。 cos μ 556 Æ Ç È É 。 , v = iω, a= dv , dt F G = ma, ,rad / s; v———,mm / s; :ω——— 2 3 À µ 26 Ë Ê M + M,。 , N( M + A) = N ( A) ¦§¨,(13) ©(14) 。 3 2 ¡ª (3) «¢ ¬®£,¤¥¯°¦ N3 , N3 ¨, U § 6,¢£±² a———,mm / s2 ; 。 N3 , U § 5,¨© UX = A 。 [3] , r。 m———,kg。 ¤¥ª¬®£ P ³ Q,«¬´®¯£ U µ i k ³ k µ j k ³ k ,k = 1,2,…, (17) : T = [ μ( Gcos α - F J1 + F J2 + F1 + F2 ) + F Z1 + F z2 + Gsin α - F G ] k3 。 W=P (17) :k3 ———,k3 = 1. 20 ~ 1. 25。 Ä ( W11 C B D ) Q。 W11 = W( i1 ,i2 ,…,i r ;j1 ,j2 ,…,j r ) § 5 W ,¶° U T W11 T U + = Q T T R( W11 CT ) PT , B + 3 3 1 , [6 - 10] , Krylov ( ) T T T -1 -1 T :R = ( W11 W11 + BB ) W11 U11 W11 ( W11 W11 + CT C) - 1 ,U11 ± r ²·。 ( QMR) X。 4 ,,K k ( A,r ) = span{ r ,Ar ,…,A ³´µ, ¶·³ ´¸¸¹, ¹ºº»¼ ½¹。 ¾ » ¿:¼½ 1 460 kN, À 1 391 QMR Krylov 。 x 0 0 ,r , K k ( A,r ) k krylov 0 0 0 0 r }, k -1 0 { x } , x ∈ x + K k ( A, r ) , β = k k 0 0 0 1 0 1 1 ‖r ‖2 ,v = r / β, w = v , Lanczos 2 k x k = x0 + [ v1 ,v2 ,…,v k ] z k = x0 + Vk z k ,z k ∈R k , (12) z k kN,¾¿ÀÁÁ 1 000 kW,ÂÃÄÅÆ 25. 66 r / min,ÂÃÄÅÇÈ 3. 2 mm,¿É 865 mm, êÄÅ¿³ÊËÌÍ,Î 1。 Lanczos v ,v ,…,v , 1 minn ‖d k + 1 - Ωk + 1 Hk z ‖ z∈R T k +1 , Ωk + 1 = , d k + 1 = [ ω1 ,0,…,0] ∈R diag( ω1 ,ω2 ,…, ωk + 1 ), ωj > 0,j = 1,2,…,k + 1, ωj = ‖ vj ‖ Lanczos AVk = Vk + 1 Hk , Hk (k + 1) × k Hessenberg 。 AX = B, (13) A ,A , M 。 ¡ M , AX = B -1 ¢£: M + Ax = M + B, (14) ,M ∈ R , M M Moore - Penrosen , ¤ ¥ MM + M = M, n× n + M + MM + = M + , ( MM + ) T = MM + , ( M + M ) T = - 27 - Table 1 1 Whole machine technical parameters ¿ Ï ¿ Ï h0 / mm 1 200 P H / kW 1 000 1 269 n / r·min - 1 25. 66 l / mm 3 440 T / kN 1 319 l1 / mm 925 h1 / mm h2 / mm l0 / mm b0 / mm b1 / mm 556 7 300 α / ( °) 1 000 J/ m 600 b2 / mm 1 167 θ1 / ( °) 52. 7 b3 / mm θ2 / ( °) ω / rad·min - 1 DC / m 166 16. 76 32. 68 3. 2 0 ~ 12 β / ( °) - 10 ~ 10 μ 0. 18 H/ m 0. 865 6. 2 G / kN 1 460 e 0. 39D C γ / ( °) 16 5 Á 557 ÂÃ,Ä:¤¥¦ÅÆÇ´µ¶·³ , (4) F J1 197. 72 kN, F z1 158. 17 kN F1 91. 43 kN, F J2 158. 17 kN, F z1 α 0° ~ 14° ,N3 ¡,N4 ¢£ , 。 β = 6° , α = 10° ,N5 ¡。 126. 53 kN F1 73. 14 kN。 (17) 572. 14 kN。 (14 ) (15) , 4 。 a ¢ α = 14°,¤ α = 0° a b 5 Fig. 5 Fig. 4 4 b 5 ¢ β = 10°,¤ β = 10° Load changes of sliding boots Walk round curves of velocity and acceleration (1) £¤¥¦ §,¨©ª , «¬® ¯°±,² Krylov ¥¦§¡³´µ¶·³ , , 。 4 , 74 mm / s , : 。 , 。 , 114. 07 2 2 - 53. 25 mm / s , 114. 07 mm / s , 2 ; - 53. 25 mm / s 。 5 , 5 - 10° ~ 10° ,N3 、N4 、N6 , β , α = 0° , β = 6° ,N5 ¡。 (QMR) £¥¦ ¸, ¨© ¡³¶ª«,¸¬®¯。 (2) , °,°± ; 。 (3) ¹º¶, ² ³´ ±, »¼ ½µ。 ,N1 N2 ¹º¾¶; N3 、N4 N6 ¹º¾;N5 ¹º ¶¶。 ¹º, N3 , ·¸。 (4) N4 » ¼ µ ¶, £ - 28 - ¢ ;N2 µ,²³¿Àµ ( 590 ) 590 [2 ] LUKIN M D, IMAMOGLU A. 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": , ,, - 、 - ¡¢,£¤ ¥¦§,¨© ª«; ¬®¯,°±²³´、 µ¶·¸¹ºµ¶·¸。 ¥»: ¹ºµ¶ ³´¼½¾¿À; ÁÂÃĤÅÆǹ ÈÉÊ,ËÌÍγ´ ¼ÁÏÐ, ¹ºÁÑÒ,³´¼ÄÓÑ,ÔÕ 2% ; ¹ºÁÑÄÕ 143 mm,Á ÄÕ 158. 5 mm。 ÌÖ×、 ØÙ Ú、 ÛÜ ÝÞßàáâãäåÄ。 #$%:; ; µ¹º; ¡¢ doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2016. 06. 017 &'()*:TD421 +,-*:2095- 7262(2016)06- 0669- 06 +./01:A Research on dynamic characteristics of walking mechanism behind shearers with varying pitch Zhang Dan, Wang Aifang, Chen Guojing ( School of Mechanical Engineering,Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022,China) Abstract:This paper is devoted to overcoming the walking wheel vulnerability to frequent broken teeth resulting from the complex meshing characteristics behind coal shearer walking wheel and pin gear; and e liminating the failure due to abnormal wear. The research using relative motion theory and Newton's second law consists of investigating the mechanics model for elastic connection between the walking wheel and pin gear, rack and rack; providing pin tooth meshing force expression and establishing the dynamics equation of coal running gear; developing the varying curve of the wheel angular velocity, pin tooth meshing force, and the pitch using dynamic simulation method. The research demonstrates that pitch changes have a sig nificant impact on gear meshing force and speed fluctuation and; a walking wheel has a smallest speed fluc tuation value, only 2% , such as occurs when the teeth meshing force has a maximum peak occurring near the connection between the two teeth track where a walking wheel experiences a most frequent speed fluctu ation, combined with the minimum rack pitch; in this case, pin pitch ranges from the minimum value of 143 mm to the maximum value of 158. 5 mm. The results may serve as certain reference for studying the dy namic characteristics of the walking mechanism behind shearers, improving the way walking wheels and racks are subjected to loads, and improving the service life of the walking wheel racks. Key words:walking mechanism; dynamics; varying pitch; elasticity model 2345: 2016 - 10 - 10 6789: ( QC2015053) ; (2015RAQXJ017) :;<=>?: (1982 - ),,,,,:¡¢,Email:bishe_2006@ 163. com。 - 30 - 670 0 ! 0 1 2 3 Ç Ç " 26 5 4 Ó'Ì,k l ³^ìí ),c l ³ìí'Ì。 , , , ,, [1 - 2] 。 , , ¡¢£,¤¥¦§¨©ª, Fig. 1 '1 @ABCDEFGHIJ Coal mining machine walking wheel « ¬ ® ¯ ° ± ² ³ ´ µ ª ¶ · [3] ¸ 。 ¹º»¼½¾, ¿ ÀºÁ ÅÆ,,ªÇÈÉÊ˧ÌÍÊËÎ ³ÏЪ¶¬®ÑÒÓÔ。 ÕÖ×ØÇ ÃÄ ,Ú Æ>=,<ªÇÈÉÓÔ, Æ ªÇ¬®ÏÐ。 1 '2 ãäÏÐåæç³èéê, æç«ëì íîà᪶·¸¬®。 ïð æç{àìíîàá·¸, [ \] ^_`®@?, ªÇÓ ÙÚª¶¬®ÆÛÜÏÐ, ݳ« [4 - 5] 。 ÑÒÞß«àá â ñò¦óØôÒõö, ÷Ôøùú ª¶¬ ®。 ûÙüÃÄýþÿ³Þ~Ì}, | Fig. 2 2 KHLMNOCDBPQRSTU Dynamics model of coal mining machine walking system 2 1 QRSVWOXY + 2 ð , î \ , ¡ $ ¢ £ ' O - xyz, ¤é§{०î ʧ \ , ¨ ) $ © ª # ¡ ¢ £ ' O1 - ü;:/. §àá³ 147 mm Ⅲ?«³ÏÐÚ-, \,]^_ `®@?,+ 1 ³ «, »。 )®@? [6] ª¶¬® `®·§ æç ª¬®, ¬,θ ³ é ,x1 ³ Ó©ª ®,x2 、x3 ʧ³{àÓ®, θ、 x1 、x2 、 x3 ³ ' * ¯ ° ¢ £, ± } ² ³ " ´ ª [7] µ ³¨§, ^ ìí,óìíî Ó x1 y1 z1 、O2 - x2 y2 z2 、O3 - x3 y3 z3 。 ª« ·¸, ìíî, * Åùúàá·¸ 。 ³, ¦æç ( Ó '*), éª, Úª, Úª,{à³ÏÐÚ-, ªÇ@?,+ 2 ð。 + 2 , M ³Üê,r b ³ &,k v ³« %),c v ³«%'Ì,k w ³ Ó),c w ³ ,ä M0 - Fv , rd .. Jθ + c w θ + k w θ = M0 - F v r d , m2 x2 + c l x2 + k l x2 = 0, FQ m2 x3 - c l x2 + 2c l x3 - k l x2 + 2k l x3 = F v - , 2 m1 x1 + θr d + c w ( x1 - θr d ) + k w ( x1 - θr d ) = ,ïàá «íî`®·, ã ^`®ìí。 ³ÊË'* ,\,'*ªÇÓ (1) ¶:m1 、m2 ——— ·¸à¹º,kg; F v ———«ª¶,N; 2 2 J——— 2 骻º,kg·mm 。 GHZQOIJR '*¦¡©ª¼½, §« ãÖ¡ª¶¼½。 « , ª¶¼½ß' »ª *©ª±¾,ÑÒ¿À)¼½、¼½· ª - 31 - 6 ½ 671 Ë,º:°±²²ÅÆÌ Ê [7] 。 (1) , 。 。 , 1 ≤ε≤2, 1, , , k v = Σk vi ( i = 1,2) ,k vi = :k vi ——— 4 Fig. 4 k1 k2 , k1 + k2 (2) k1 、k2 ——— 、 Δ 3 , 3 [8] ¥¦´¿ c vi = 2 ξ 槡m e k vi 。 , 。 Error excitation (4) ¥¦´¿ ,N / mm; ,N / mm。 :m e ———§,kg; ξ———¥¦¨, Á 0. 17 。 ª«¥¦´¿ cw = 2 ξw 3 F i = k vi δ i , Meshing stiffness of two gears (5) , ei ,,¡¢£ § [9 - 10] 。 ¨© (3) ª« i ° :δ i ——— ¤ ¥¦ ¬®¯ i θr d - x1 - e i , F v = Σ [ k vi ( θr d - x1 - e i ) + c vi ( θr d - x1 - e i ) + f( t) ] i ( i = 1,2) , 2 3 °±²©³´µ, ¯¶·±±, ¸¹ (7) :c vi ——— i ¥¦。 (1) ²ÅÆ ¬,º。 4 [11] , ¹¸¥, » º, j ·(1) Ǹ¹, ÈÉ°±² ²ÅÆ : e( t) = Σe j (2 πf m jt + φ j ) , ,mm; µ , ¶ δ i = 。 ¼½¾, ½ (6) »À©«±²、 ³´ [14] Ä®¹¥ 。 (2) ¢ f( t) , (5) 槡 [13] ξ w ———«¥¦¨,»À 0. 03 ~ 0. 1 。 , i à ¸ JR J k , JR + J w :m e ———¬Â®¼¯,kg·mm2 ; ¿ ©, »À 0. 03 ~ [12] Fig. 3 (4) (3) :e j 、φ j ——— j ¡¢À£; f m ———¤。 - 32 - :q = ( θ rd J M= 0 0 x1 Mq + Cq + Kq = P, x2 m1 0 0 0 0 x3 ) ; T 0 0 0 ; m2 0 0 m2 (8) 672 ³ - r d c w + r d c v1 + r d c v2 c + r2 c + r2 c w d v1 d v2 C= 0 - r d c v1 - r d c v2 ´ c w + r d c v1 + c v2 µ ¶ 0 0 0 ; cl 0 0 2c l · 0 - r d c v1 - r d c v2 0 c v1 + c v2 0 0 -kw rd +kv1 rd +kv2 rd kw -kv1 -kv2 k +k r2 +k r2 -kv1 rd -kv2 rd 0 w v1 d v2 d ; K= 0 0 0 kl -kv1 rd -kv2 rd kv1 +kv2 -cl -kl 2kl ¸ ¹ ¹ ,(12) { H i } 。 rank( ΔA i ) = rank( Δ H i ) = 1 , ΔA i = u i v i ,u i ,v i R , :u i 、v i 。 T ri = x i +1 r Ti ΔAi = [ y i = A i ri ] T , ri ri x i + 1 = x i - A i- 1 F( x i ) , r Ti Ai + 1 = Ai + [ y i - Ai ri ] T , ri ri f n i x 2 F( x) Jacobi x i 。 r Ti H i Hi + 1 = Hi + [ ri - Hi y i ] T 。 ri Hi y i … A i , , A i + 1 , (8) , n = 1 , Ai + 1 F (10) xi xi + 1 , n > 1 ,Ai + 1 ,, Ai + 1 Ai , A i + 1 = A i + Δ A i ,rank( Δ A i ) = m≥1, :ΔA i ,——— m 。 , 3 3 1 ³ ©©¬®±²´,¯, 0 F Jacobi 。 -1 A i ( i = 0,1,…) , H i = A i , ( x i + 1 - x i ) = H i + 1 F( x i + 1 ) - F( x i ) , H i + 1 = H i + ΔH i , (18) °¢ ¡ ¤ © © ± ² ± § ¨ [15] ²© 。 x A0 , x i + 1 = x i - H i F( x i ) , } 。 §¨ ©© ©©ª«ª ¬®, ©©¯«,° i (9) ~ (11) { x } { A i } , (17) ¢£¤ ¡¥ ¢£ ¡,¤ ¦§¨¥ 5 ¦ ¬®±² (11) } , , ¡。 A i + 1 ( x i + 1 - x i ) = F( x i + 1 ) - F( x i ) ,i = 0,1,…,n。 (10) (17) 1 Newton x i + 1 = x i - H i F( x i ) , (9) f 1 i x n f 2 … i x n R n × n f n … i x n (16) (15) (15) (13) , …,f n ) T ,x = ( x1 ,x2 ,…,x n ) T , f 2 i x 2 (14) (13) (10) , yi - Ai ri , ui = r i v Ti F( x) = 0,F( x) = ( f1 ,f2 , f 1 i x 2 (13) Ai + 1 ri = y i 。 (2) 1 Newton f 1 x1i f 2 i i :A i = F′( x ) = x1 f ni x 1 n - x i , y i = F ( x i + 1 ) - F ( x i ) , ( 10 ) M +T rd M + rd T P= ,T = k v1 e1 + k v2 e2 + c v1 e1 + c v2 e2 。 0 FQ - 2 -T x i + 1 = x i - A i- 1 F( x i ) ,i = 0,1,…,n, » 26 ¼ º } (12) 5 Fig. 5 - 33 - Cutting load test curve Õ6 Ê 3 2 æ,Ç:¹³´ å 10 5 N / mm,Æ©ÇȨ©ª«¨©°¾ , , , 。 , , 。 , , , 1. 25 [16] , , 1. 25[ Gsin α + F y1 + F y2 ] [2] ¬©ÁÂ,Å0. 005 mm 。 ¸É® ,¿ 40. 8 r / min, 3. 7 m / s,®¯°°Ê 0. 7 s, ³µ± 2. 38 s, Í ±²Ì²ÎÏ ¼Ð ÑÒÓ,³ °¶ ج®¨«¢。 4 2 ± ±µ Ѽ¥ (19) :F x1 、F x2 ———,N; F z1 、F z2 ———,N; F y1 、F y2 ———,N。 10°, 150 t, 45°, K a = 0. 6, f = ¡ , , 80% 。 0. 18 [17 - 19] 。 ±ËÌ Ô°Ê¨´。 ¸ ±ÕÖ²µ¼¥ [2] ¶×,«¢¶ 5 s, «¢·± 500 , ¸ ¤ «¢ª 7、8 。 Q y = 1. 25 [ f′( Gcos α - Fz1 + Fz2 + Fx1 + Fx2 ) ] ± Fig. 7 , ¢£, ¤ ¥¦,¤§, ¡ , (19) , 7 Simulation results of walking wheels in contact with rack rail dynamic force ©,¤,ª 6 。 ¤¨ 673 ¡ÒÓ 8 Fig. 8 6 Fig. 6 Traction load curve ÇÈ 4 1 ¥ 5 5 × 10 N / m, ¼ 3 H, ¼ ¥ ¤ 5 × 10 N · s / mm, ¾ 0. 01 mm, 0. 11, ¿¹ 0. 2 mm / s, µ¼¥, ²Îʶ, «¢¬®¯°¤±Ⅲ®², ¡³´ 147 mm。 ¢µ¶·£¤, °¸¬µ¶ ´¹º,»:¼¥½ Wheel speed fluctuation curve ª 7 ¸¹Ù, ±µ¶×Æ©Ú ÛÜ ÄºÇÈ, »,2. 38 s ± Õ³µ ¼¥,¼·£¤°,Æ© 4 0. 1, ¿¹ 0. 5 mm / s。 ²¦¶À¼¥, ½ °§¨ ÁÂ, § ¤ ª 3 , Ã Ä Å 5 × ,2. 57 s ± ±Õ½³ Õ³²Î¸¨Õ½³ ÄÇÈ, ¨Õ½³² ÎÙÝÜÇÈ»。 4. 9 s ± ,²Æ© 0。 Þß 4. 9 s , ±¿。 ಠ±Õ½³µ ÙÝÜ Æ©á¾ÙÝÅ, ¼ÃÄÅÙÝ â³µ ϼпÀ。 ²Æ©Ìãá¾ÙÝÆ©º Ñ»,Þß ±µßÁ , ¨ÃÚÛá¾, Þ Æ©,á¾ÂÛ [18] »µ 。 ± ²Æ©, Æ©ä Ä£Å,ÞÅà ± ¸ ,¼ ÆÄÆ©ÇÈ»。 - 34 - 674 ä å æ ç , , ,, ,。 9 , 。 , , , , , , ; , , 。 , , , , , 2 ¢。 1 , £ ¡ ¤¥,¦§ ¨, ©¥, , , 26 ñ ß ©«©«; ¬ ¦ § ® , 143 mm,¦ , , ¯° , µ ±²³´ ¶; , ¨, 158. 5 mm , 5 £·。 (1) ,¸¹º » , ½¾¿À ÁÂÃÂÃ,ÄÅ ¬Æ«, ¼º ÇÁÈÆÉ Á。 Ê, Ð, ÑÒÓ ÕÊ, ¡Ö¯° ÔÐ Ò (3) Ù¿ÀÁÚ¼Ö ÛÜ,: ,Ù, , 。 ¡ , 143 mm, 158. 5 Fig. 9 Table 2 Á Ä,ª×د°±²Ö ¿ÀÁÄÅ。 2 Á ¯°±²ÍÎÏ 9 (2) ¿ÀÁÈÆËÌÈ·, ¨ª , è Rack pitch change curve mm, 143 mm ,¯°±²´¿À ,µ , 158. 5 mm , Meshing force and velocity fluctuation peak with rack pitch changes £·。 , ,, , , , 2% 。 / mm / kN / % 143 622 2. 0 144 573 2. 2 145 502 4. 0 146 477 3. 4 [2] 147 392 4. 2 [3] 148 430 6. 7 [4] 150. 0 455 12. 3 152. 0 462 21. 0 154. 0 465 22. 6 156. 0 480 27. 0 158. 0 504 33. 6 158. 5 511 37. 0 : [1] [5] , , . 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School of Mechanical Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China; 2. Zhangjiakou GeoMachinery Co. Ltd. , Zhangjiakou 075000, China) Abstract:This paper provides a better insight into the close relationship between the surface rough ness of the torque shaft relief groove on the shearer cutting unit and its performance. The study building on the analysis of the robustness of surface roughness from the perspective of fracture mechanics includes the development of a finite element model of the torque shaft relief groove’ s surface roughness crack using Ansys; and the simulation of the surface roughness with different crack lengths to address the stress inten sity factor at the crack tip, followed by the application of the data fitting with Matlab for the identification of the nonlinear function relationship between the numerical value of the surface roughness and the stress intensity factor———the stress intensity factor tends to show a rapid increases when the roughness exceeds a certain value. The results demonstrate that the ranges with a better robustness for surface roughness are 0. 4 ~ 4. 8 μm, providing a basis for the design of the surface roughness of the torque shaft relief groove on the shearer cutting unit. Key words:shearer; torque shaft; robust; stress intensity factor 2345: 2017 - 02 - 20 6789:;: (1967 - ) ,,,,¡¢£:¤¥¦§¨©,Email:wuweidong@ 163. com。 - 37 - '2 & 105 %$#,¨:¢£ôõÈ"!) 、 , , , ( Ⅲ) , 2 , [1 - 3] 。 , 。 ¡、¢£¤¥¦§¨©, ª¥«¬®¯°±。 ², ³´ ;µ²,¶ª·¸¹º»¼ ,½¾¿ÀÁÂÃÄ。 ÅÆÇÈ, ÉÅÊÈËÌ¢ÍÎÏ ÐÉÅÑÊÒÓ§, ÔÌÕÅÆ¬Ö ×ÎØÙÚÁ§, ÎÛÜ、 ÝÞßØ Ù,àÎÏÐáâÉÅÊÈ˲ãäå。 梣¤¥çèéêëÎ, ì ¢£¤¥¦§íîð ñòå。 ó¢£ôõÈö, ª¥¬÷ø ÉÅù¬ú,ûªüýþÿ~øÎ, }Ä|, ãä{[ð \。 ²]^_`¿@Î?>=<´ ] , ª Î É Å Ê È Ë ¬ [4 - 9] É 。 ¬É ANSYS , Ӣ͢ £ ô õ È Î , Î , ÅÆ a Fig. 2 2 c Classification of crack by mechanical characteristics ²Î@ÉÅ, µ@ÉÅ, ßÉÅ_-Î_-ª ÓÇÈ,÷øÎ。 , ÎÎ̡ߢ £。 1 2 3 ,Ó@¤Å¥,¦§²Î ª,ÉŨթª ¥; ¦ªÎ, ª Ï«¬Ó×÷²ÉÅù¬ú, ÉÅ¨Õ ®÷ªÏ¯º°Èñª,ªÏ±² ,ÉŨ Õ ªµ³©´。 , ;: ¢ £ ô õ È É Å Ê ÈËå 。 1 b . U、V ßÕ,<ø/|É。 ×ë 300 kW、×ë1 475 r / min、× 72. 2 mm, U ë 1 942 Nm, ,» 42 mm、 10 mm, 1 。 a 3 Fig. 3 ë 68 mm、 b µÎ¥ Î¥ Streamline of stress ÎÏÐ ãä{[ÎÏÐ ÉÅù¬«È。 ,ÉÅù¬«È¶ðÎ Ï·«È¸°¹³ ¼½,+ÊȲ ÊÈ。 1 3 1 Fig. 1 Torque shaft structure 1 1 ë;: ¢£ôõÈÉÅÊÈË å,¾¿*¤¥),Àéê (1) ë_Á - ¿, ή< ë,.( Ⅰ) 、 ( Ⅱ ) 、 ,ºúÚ» ´Â(þ, æ éê,ÃÄ ; (2) ëÅÆ¢£ôõÈ, ÇªÈ ²Ó¢£ÕÉÎ, 4 - 38 - ,: 。 106 ± ² ³ ´ µ · 27 ¸ ¶ (2) ¯°±©²¡³´, ©µ¶,« 6 ¬®。 a 6 Fig. 6 Fig. 4 2 4 b Small body by extruding (3) Booleans > Subtract > With Optio - ns > Sketch of crack geometry Volums ·¸¹º»¼¢½, ¯°¾ µ¶£¡¤¥。 (4) ¿ ¦ À, Á 40Cr, 2. 06 × 10 MPa、 0. 3。 5 2 1 ANSYS £·¸ KSCON( Main Menu > Preproces sor > Meshing - SizeCntrls > Concentrat KPs - Cre ate) ,¹© , , 。 , , ÆÇÈɨ©Ê,« 7 ¬®。 , 137 140 º»§。 (5) ¹¥¶º»Ã, ÄÅ 。 ANSYS 20 SOLID95 、 、 、 , 2 2 。 Fig. 7 ANSYS ¡,¢£¤¥。 (1) © ¦§¨¥©, ª , « 5 ¬ ®。 ª 137 140 ¬。 2 3 7 Rrid of relief groove entity ¤ Ë̪ÍÎ, Ï Ë;¤Ð«¬®Ñª¯° 3 Ò ,« 8 ¬®。 Fig. 5 5 Fig. 8 Sketch of rotating face - 39 - 8 Constraints and loading ²2 ³ 3 ´µ¶,·:¡ K II 。 8. 0 ~ 11. 0 μm。 0. 4 ~ 4. 8 ANSYS , ,, (Ⅰ )、 ) 1 。 (Ⅱ (Ⅲ )、 107 ¢£¬ K I 、K II 、K III , Stress intensity factor of crack by different length K III / MPa·m1 / 2 0. 4 1. 383 3 × 10 - 5 1. 510 6 × 10 - 4 7. 676 9 × 10 - 3 0. 8 1. 796 0 × 10 - 5 1. 667 5 × 10 - 4 7. 924 4 × 10 - 3 1. 6 2. 004 8 × 10 - 5 1. 979 4 × 10 - 4 8. 731 4 × 10 - 3 2. 4 5. 215 5 × 10 3. 2 6. 163 6 × 10 - 5 2. 360 6 × 10 - 4 1. 352 1 × 10 - 2 4. 8 6. 582 5 × 10 - 5 2. 896 2 × 10 - 4 1. 781 5 × 10 - 2 6. 4 1. 279 3 × 10 - 4 5. 220 7 × 10 - 4 1. 794 4 × 10 - 2 7. 2 1. 912 1 × 10 - 4 6. 224 9 × 10 - 4 3. 200 1 × 10 - 2 8. 0 3. 149 3 × 10 5. 183 0 × 10 9. 0 3. 419 6 × 10 - 4 7. 044 6 × 10 - 4 6. 239 9 × 10 - 2 10. 0 3. 604 9 × 10 - 4 7. 164 1 × 10 - 4 7. 025 9 × 10 - 2 11. 0 4. 073 7 × 10 - 4 7. 252 3 × 10 - 4 9. 592 2 × 10 - 2 12. 5 4. 520 3 × 10 - 4 7. 873 3 × 10 - 4 1. 105 8 × 10 - 1 -5 -4 2. 129 2 × 10 6. 912 7 × 10 -4 -4 9. 310 2 × 10 a K I / MPa·m1 / 2 K II / MPa·m1 / 2 / μm -3 b -2 Table 1 1 Matlab , K I 、K II 、K III , 9 。 (1) , ,III , I (2) 9a , 0. 4 ~ 4. 8 μm, K I ; 4. 8 ~ 8. 0 μm , K I ; 8. 0 ~ 12. 5 μm , K I 。 0. 4 ~ 4. 8 μm 8 ~ 10 μm。 4. 8 μm , K II Fig. 9 ; 11 μm , c K I 、K II K III Fitting curve of K I , K II and K III (4) 9c , 6. 4 μm , K III ; 6. 4 μm , K III 。 0. 4 ~ 6. 4 μm。 4 0. 4 ~ ; 4. 8 ~ 8. 0 μm , K II ; 8 ~ 11 μm , K II 9 II 。 (3) 9b , ¡ ¢£¤¥¦ §,¨©ª« ¥¦¬¡¢£®¤¯¥°±, ¦§ ¢£ , ª: - 40 - 108 © ª « ¬ (1) , ® [1] , [2] [3] 。 (2) K II 、K III K I 、 , 0. 8 ~ 3. 2 μm。 , , ¼, ½. ÀÁ ¡¢£[ J] . ¡®, 2006, 36(3) : 125 - 127. , [ J] . ¡ , ¤. ¾¿¡ ¯¯°, 2008, 25(1) : 72 - 77. , Â. ¥Ã ANSYS ¦§ ¡[ J] . ÄÄ, 2011, 40(9) : 13 - 16. Garcia J, Camas D, Lopez P, et al. Stress intensity factor analysis of through thickness effects [ J] . International Journal of Fatigue, 2013, 46(1) : 58 66. : ±²³, . ´µ¶·¸¹¸¨º »[J]. ©ª«¬®¯¯°, 2015, 25(7): 394 - 398. [6] 0. 4 ~ 4. 8 μm, ¡, , ¢, £. ¤¥¦§ ¤, [7] . [ J] . ¨[J]. ©ª«¬®¯¯°, 2014, 24(3): 251 -255. [5] 。 (3) , , , Ç 27 È ° , 2013, 26(5) : 26 - 29. [4] ; , ¯ : 。 ¯ [8] , , ³. ¥Ã [9] , , ¨. Å ¡[J]. ¸ ¯°, 2016, 31(6): 1417 - 1426. [ J] . ¯ Æ , 2016, 37(1) : 149 - 153. 。 ( - 41 - ) 27 2 Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2017 3 Vol. 27 No. 2 Mar. 2017 , , , ( , 150022) ! ": ,, , 、 。 ¡¢£¤¥¡¦§¨©ª«, ¡¢£¬®¦§ ª«¯,°±²³´ µ¶·¸¨©。 ¹º»¼:½¾ ¿ ÀÁ ¡,ÃÄÅÆÀ¸ dzÈÉ; ¨©Ê, ¶ËÌÍÎÏÐ ¶ÑÒ ¡¢£ÓÔÕÖ×Ø 40% 、41% ±Ù 23% 、22% , ¡¢£¤¥¡¼ÚÛÜ, Ý¡Þß。 àṺ§ ¸âã äÝ¡ÞßÛå·æ çèé。 ; ¸¨© #$%:; ; ; ; doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2017. 02. 003 &'()*:TD421. 6 +,-*:2095- 7262(2017)02- 0109- 05 +./01:A Dynamic characteristics and optimization of shearer haulage section torsional vibration system based on distribution quality model Zhang Dan, Liu Chunsheng, Wang Aifang, Ren Chunping ( School of Mechanical Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China) Abstract:This paper is aimed at a solution to shearer haulage unit torsional vibration due to a variety of failures. The study using the equivalent component method consists of establishing a traction drive sys tem of shearer torsional vibration analysis model of the equivalent, shaft section distribution quality tor sional vibration mathematical model; calculating the vibration characteristics of torsional vibration system of shearer traction under the distributed mass model; developing the natural frequency and vibration mode of the system; and optimizing the parameters of the torsional vibration system by taking the distribution of potential energy distribution in each elastic axis as the optimization target, using The elastic energy poten tial variance as the objective function ,and using the gradient algorithm. The results show that the matrix versatile in the system of pure torsion system may work as a solution to the insufficient accuracy of torsion al vibration analysis under concentrated parameter model; the optimization allows the elastic potential en ergy of the output shaft and the running axle of the planetary reducer to be reduced from 40% , 41% to 23% and 22% respectively, contributing to a significant improvement in the elastic potential uniformity and the dynamic characteristics of the system are improved. The study may provide a theoretical basis for determining the parameters of the drive system of the shearer and the improvement of the torsional dynam ic characteristics. Key words:shearer; traction drive system; distribution quality model; transfer matrix; torsional vi bration model; parameter optimization 2345: 2017 - 02 - 10 6789: (2015RAQXJ017) :;<=>?: (1982 - ) ,, ,,,:¡¢£¤¥¦,Email:bishe_2006@ 163. com。 - 42 - 110 0 $ # " ! 0 Í Í 2 27 3 1 。 , 。 , , ¡¢£。 ¤¥¦§, ¨©ª«¬ ,¦®¯°±,² [1 - 2] 。 ³´µ¶·、 ¸ ¹º»¼½ ¾¿ ÀÁÂÃÄÅÆ ÇÈ É¾。 ÊËÌÍÎÏ Ð ¨©ÑÆÒÓÔ,Õ,Ö×ØÙ [3 - 6] 。 â ÚÛÜÝ Þß ÈØàá Ö×ØÓÔ¨© ãäÙ¸åæ ç è。 éÏêë ÓÔì , ÊËÌÍÎçèÆíÛ åæ, åæî ÞïðñåæòÕ [7 - 9] 。 õ ¸ÍåæÕ, ö óÒåæô¯ ÷÷Ùø¸ÞùúÛóÒû òÕóÒå æ,ü¯åæýõáÅþÿ¾,~õ´Ý}Ò [10 - 12] 。 Ï ¸|{}Ò[\] ^_,¸ }Ò÷÷`, òÕóÒåæ@ê?>=。<Îø¸ Þïó Ò;:/. ,-,Þß \]¾, -+Ä*Þß)(ê ¨©, õ æ,ö(ØÏ ÚÀ', +Ä ¾¿Þïꨩ。 1 1 1 '1 Fig. 1 1 2 FGHIJKLMNOBCDEP@AQR Euivalent transfor of mode torsional vibration of transmission system of shearer traction QMSTP@ARU â¿ê , øÚ´½Èá}¾ [14] 。 ÚÚ , á 3 .´, 4 .´,øÚ ´}ҽȢÚ, ÜÝ 1 2 1 n n Jω = J T ω2T + J X ω2X + m X ( dω) 2 , 2 2 2 2 Õ:ω、ω T 、ω X ———Ú、´、 Ú´(, r / min; J、J T 、 J X ———Ú 、 ´、 Ú ´ } 2 Ò,kg·m ; d———Ú´Â,mm; n———Ú´.ñ。 ;, ôÚ 2 ¢ 86. 34 362. 35 kg·m 。 ½È}Ò¡ ¤¿ , ø¥ ³´'á.}¾ÜÝ, ¦+ ¡£½È ½È ®³´}Ò§, Õ J i ½ È Õ ³ ´ Z′i } Ò, J1 ~ J7 Þ @ABCDE Õ,¸ }Ò÷÷`, ø¸ ÞïóÒ;:/. , , [13] Þß \]¾ 。 çèÍåæñÍåæ , ô³´Õ ê , ~Ñ ;³´ &¾%; ¸¸ ¾ ; ´³。 1 Íåæ。 ¿Ò , ø:½È ,ø åæ¿Ò 'á½È 。 ê¸ Ð¸ óÒ,-æ, ', ®¸ n1 ~ n6 Þ 1 470. 0、474. 9、224. 6、42. 4、 9. 0、12. 6 r / min, ¸ ( L1 ~ L6 Þ 110. 0、 80. 0、203. 5、209. 5、488. 0 150. 0 mm。 0. 189、 0. 021、 0. 207、 3. 550、 184. 820、 888. 340 2 178. 260 kg / m 。 1 3 VWXYPBQZ[ Õ,¸ Û¬¸、®ä¸¯ä° ¨ ©`ª«, ¸,êë¨ ±² ´}¾êë, µ¦¸&( [15] ¶Ø@ê\] 。 ÿ·ÞØ, ϸ¹º ³¸ [16] »ñ¦+ &( k ,¯ä° k = GKD4 / 8l, Õ:G———¼½¾åÒ,GPa; K———ñ; - 43 - D———¸ Â,mm。 ¸®ä¸ 2 ´ µ ¶,: , , n k b k b = Σk i , n k c k c = Σ i =1 i =1 1 。 , ki , [16] 。 k1 ~ k6 880. 2、2 303. 7、1 237. 0、3 432. 0、 7 652. 0、11 702. 0 kN / m。 1 4 : θ M。 , , , 0。 2 , i L i , l i , dl i , , θ( l i ) ¡ [17] GI p d θ ( li ) = - M ( li ) , dl2i 2 2 2 θ ( l i ,t ) θ ( l i ,t ) GI pi = Ji , 2 2 l i t ¢, G θ ( l i ,t ) θ ( l i ,t ) =ρ , 2 2 l i t 2 111 ©²³¡·£¸ (1) (2) 2 (3) 4 θ ( l i ) = c1 cos ( ωa l ) + c sin ( ωa l ) , i : a———¤ ¬ ¡ ¥ ¦ § ¤ ¨ ® , 槡G / ρ ; c1 、c2 ———ª。 i ©ª M i0 ,«ª M L , dθ ( l i ) M i0 = 。 (6) dl i GI p ¬ ® ¯ ° ¯, c1 = θ ( 0 ) , c2 = aM0i 。 c1 、c2 ±° (5) ¢¦², ωGI pi ,³ a ω cos ω L i L sin a a i θ ωGI pi θ = , M M L i ωGI pi ω ω L - 1 i L L sin cos a a i a i ( ) ( ) [ ] ( ) [ ] ( ) (7) ´±,¬¤¥¦ H Mi a ω cos ω L i L sin a a i GI ω pi H Mi = 。 (8) ω ωGI pi sin ω L i L cos a a a i (8) µ¶ i ¤¥¦ H Ki , ±° ©¤¥¦, ³ (5) , ©¤¥¦ 1 0 H L i = H Ji H Mi = E, 2 - Ji ω 1 ( ) ( ) ( ) ( ) [ ] ( ) ωGIa sin ( ωa L ) , ω ( ) cos ( a L ) cos ω L i a E= ωGI pi sin ω L i a a :I pi ———,mm ; ρ———,kg / mm 。 3 i pi i (9) Fig. 2 2 ¤¥¦ 3 segment £, ¤¥¦§¨ , H Li ©¤¥¦, ¡¢£ ©,ª« [ ] [ ] (10) i =1 Torsional vibration analysis system of shaft n θ θ = [ ∏H Ji H Li ] 。 i =1 M L6 M L1 n H L = ∏H J i H Mi 。 2 (5) i 2 (4) 3 1 (6) 、(8) £ (10) ·, ²³ ¡ 6 1 0 θ θ = ∏ F , 2 i = 1 - Ji ω 1 M L6 M L1 [ ] ( [ cos ω L i a a ωGI pi F= ωGI pi sin ω L i a a ] )[ ] ω sin ( L ) ( ) a 。 ω ( ) cos ( a L ) i i (11) - 44 - 112 º » ¼ ½ , H Li ,、 , ω ( n = 3) 1 ω Li = ω Li - a a 6 [18] ω L , a i 3 (13) i (12) 、(13) H Li = ω Li ; :A = 1 - 2a2 2 ( A B C D ) ¿ 27 Á À , , E i i E i = θ2i k i / 2, :θ i ——— i ,rad; k i ——— i ,kN·m。 , , ¡¢£ , (14) ,¤¥¦¡ 0 ~ 15 Hz ¢§, ¨ £, ©ª。 ¤¥ 4 。 4 ,«,5、6 ¦,§¬¨©®§¯ ª。 «° ±¬®, ²³ 2 Li ω B= - 2 ; GI pi 6a I pi L3i ´¯。 ¨£, µ Ji ω Li ω GI pi L i ω GI pi L i C= - - J i ω2 + ; 2 4 a 6a 2a2 2 ¿ (10) , H L i , 2 (12) 2 i , , ( ) ( ) 1 ω ω cos ( L ) = 1 - ( L ) 。 a 2 a sin ¾ 4 3 4 2 §¬¨©®§¯ª°§ ± 。 2 2 aJ i ω J i ω4 L3i ω Li - + 。 D =1 - GI pi 6a2 GI pi 2a2 , 0, ,, f22 = 0,, ω1 ~ ω6 8. 52、 18. 49、65. 44、349. 69、11 236. 00、42 025. 00 Hz。 3 2 1, , , 4 3a 3b。 Fig. 4 Segment elastic potential energy distribution histo gram for each axis 4 4 1 ¶± ²³ minf( x) , s. t. g i ( x) ≤0;i = 1,2,…,m, a h j ( x) = 0, j = m + 1,m + 2,…,p; :f( x) 、 g i ( x) 、 h j ( x) ———n ·; f( x) ———´¸; g i ( x) ———¹º Fig. 3 3 b h j ( x) ———¹º x——— ; ; ¯。 Firstorder and secondorder master oscillator form main modes ± 3 ,, µ§¬¨©®§¯ª¶ ·, k5b 、k6b ,§¬¨©®» ¼½®¸§¯ - 45 - Â, ¾¿,¨£,ÀÁ 0. 5k5 ~ 2k5 ,§¯ª»¼¹ 2 Ý Þ,:²³´µ¶¼®¯° Ú ,, 0. 8k6 ~ 1. 5k6 [19] 。 k ib , 6 , 2 6 2 j 2 ), ¹, ²³´µ¶·®º», ² : ¸ x∈Rn, ¤¥¡, 。 h j ( x) = k j - k jb = 0,j = 1,2,3,4; (2) ¢µ¶¼ k5b = 0. 5k5 ~ 2k5 ,k6b = 0. 8k6 ~ 1. 5k6 。 (15) pqUstuv(a [20] , x 。 x u ∈ R n u ∈R u + 1 , u +1 n λ u p , x ∈ R u x u + 1 ∈Rn。 ADAMS , ADAMS u n 0. 116 1% ,e r ( cos) ≤ 0. 000 06% , ¨©½¡ È。 ª¿À« ¬ ®®¡É¯。 ,¤¥É。 , ¨©, ,。 ¬¨©®¯° 。 ¡¢,£¤ « ¬¨©®¯° 。 z{+.: [1] 5 。 [2] [3] [4] [5] ±²Ê, ˲³, ´µ. ¶·¸¹·º»¼³½ ¾¿À̤Á[ J] . ³Â»Í, 2014(5) : 981 - 986. ±²Ê, à Ä, ´ÅÆ. ²©²³´ÇÈ®ÎÏÐ µ¶ÑÒ[J]. ³ÂÓ»Ô, 2016, 44(10): 125 -130. , , ±, . ÕÖ·¾¿À ¦ÑÒ[ J] . ®¢±»Í, 2014, 27(1) : 9 - 15. , [6] , Î ®° Fig. 5 Optimized paragraph elastic potential energy distri bution histogram for each axis ¤ 4 5,, ¨© ª « ¯° ,, 10% , [8] 40% , . × ´·®® ¡[ J] . ®, 2017(1) : 161 - 166. , £, ´ . ²ÕÖ®º» ´Ð ÑÒ[ J] . ¬»»Í, 2017(3) : 1 - 6. Zhang Dan, Hu Shenghai, Liu Chunsheng, et al. Modeling and kinematics simulation of shearer’ s travelling mechanism based on virtual prototyping technology[ J] . Advanced Materials Research, 2013(3) : 47 - 51. [9] ¬¨©® Ø, , ´Ë, . ËÌÍÎÏ [7] , [ J] . ®º»Í, 2013(2) : 92 - 99. pqwkY`lmno(\xy' . ¯É·¾¿À¡ [ J] . ÊÓÔ»»Í, 2003, 18(1) : 23 - 27. ° '5 , 2 0. 74k6 ,§,¨©ª n = 2 Æ, · ¾ ¿ À Ç ¤ ¨ © e r ( sin) ≤ ª k5b = 0. 81k5 , k6b = 0. 74k6 ,, ª « ¥ ¦ , , k5b = 0. 81k5 , k6b = £,¤¥½·¾¿À,¦ §¯ ÁÂà ω = 100 rad / s,Li = 0. 5 m, Ħ, Å ÁÂà §®¯,,µ¶ ·® ° , ; p u ∈Rn———。 ° (3) ²³´µ¶·®®º»,¦ xu + 1 = xu + λu pu , :λ u ∈Rn——— , (1) ²³´µ¶·®°, £ , s. t. g i ( x) = θ i - φ i ≤0,i = 1,2,…,6; 4 2 θ k f( x) = ∑ θ k j - ∑ i i j =1 i =1 6 ( θi , 5 113 « [10] ±¨©。 - 46 - Æ, , ± , . ÑÒÓÕδ·® ®º° [J]. ´Ù¢±»Í, 2012(1): 57 -64. Ô, , Ú, . Û®´ÜÕ® -Ð ¹Ð ¡[ J] . ®¢± ( |Q: 164 }) 164 [J]. : , 2011, 12(5): 520 -524. [7] [8] [9] [10] [11] , , , . , , [ J] . , . [12] [13] , 2005, 21(6) : 87 - 90. , . [J]. , 2011, 21(3): 206 -209. [14] , [15] [J]. , 2014, 30(3): 104 -107. È 27 É . Fluent ¡¢ £[ J] . ¤, 2011, 17(2) : 128 - 131. , , , . ¥¦ [ J] . , 2008, 24(1) : 89 - 92. , , (3) : 301 - 306. . ¡¢ [J]. , 2011, 47(14): 164 -170. , , , . , . § ¨ [ J] . , 2012, 27 . ¡ © , 2004. [ M] . ª : « [ D] . : , 2009. ( ) 檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 ( 113 ) , 2011(5) : 505 - 513. [11] [ J] . [17] . ²£¡¯¤³[ D] . : [18] ¬®, [12] [13] [14] [15] [16] , . ¯ , 2011, 47(7) : 22 - 30. ¢ °± , 2005. , ¥ , . [19] , , , . µ¶ ¯ ¤[J]. ª, 2016(1): 42 -47. ·. ¸¹¡º©[ J] . ¸, 2015(2) : 322 - 327. , », ¼, . ª« ¯, 2013(12) : 101 - 104. ½, ¾, , . °±¡¢¬®¿À¸£¯ [J]. , 2014, 24(2): 251 -255. Zhang Dan, Hu Shenghai, Liu Chunsheng. Elastic model of shearer walking mechanism and traction characteristics [ J]. Joural of Ap plied Mathematics and Statistics, 2013, 51(12): 442 -453. ¯¤³§´¦ §¨[ J] . °±, 2016(12) : 1 - 6. [ J] . [20] ¸ - 47 - ¤, ¥ ¦, ». §¨©ªÁ¨²£Â« [J]. , 2014, 24(3): 262 -266. ÃÄ, ¬¬, ° ®. ¯Å±²°±Æ²³Ç³¸ ¡©[J]. , 2016, 26(3): 323 -326. ( ) 27 2 Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2017 3 Vol. 27 No. 2 Mar. 2017 , ( , 150022) ": 。 , , ! ¡¢,£¤¥¦§¨©。 ª«¬®:¯ ¨©°±²³´,µ¶¨©·¸¯¹º»¼½¾¨© ·¸。 ¿ÀÁ ¶ ÃÄÅÆÇÈÉÇÊ。 #$%:; ; ; doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2017. 02. 004 &'()*:TD421. 61 +,-*:2095- 7262(2017)02- 0114- 04 +./01:A Height detection model of shearer memory cutting drum Sun Yuehua, Cao He ( School of Mechanical Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China) Abstract:This paper is motivated by the insight that the reliable detection of coal mining machine drum height holds the key to realizing coal mining machine cutting control memory. The study building on the working mechanism behind the height regulation of shearer drums works on developing the detection conversion mathematical model based on two types of sensors: radial angular displacement and line dis placement of height regulation oil cylinder; dentifying the relationship between roller height and mathe matical amount of sensors and sensor precision; and analyzing and comparing two kinds of detection er rors. The results show that given the same height control errors, the oil cylinder stroke error detection method boast an advantage over an angle detection error method in terms of linearity and accuracy. The study may provide references for the transformation of sensor parameters and the selection of sensor types of coal mining machine memory programcontrolled cutting. Key words:coal mining machine; drum; precision; mathematical model ¢£、 ¤¥¦§ ¨©ªª¥«¬®¯°, ±, ¥ ¡ ¢²³´¯µ¶·。 ¥¦ ¢¸ ¹º»¼½¾¿À, Áº»Â¸Ã İźÆÇ,¥¦ÈÉÊ˺ÃĺÌÍ Î´Ï, ÐÑÒÓºÔÕ、 ¡ Ô 2345: 2017 - 01 - 18 6789: (51274091) :;<=>?: (1965 - ) ,,,,:,Email:1580774753@ qq. com。 - 48 - >2 = <;:,: 、、 , , , , 4 ~ 5 , 4 ~ 5 , ¡¢, £ [1 - 3] 。 ¥¦§ ¨© ª«¬、®¯、 ¤ ¥ ¸。 ¹ º ¥¿À, Á¯®¢ °± ² ³ ´ µ ¶ · [4 - 5] » ¼½¾ª« ·ÃÄÅÆ, ÇȾɱ²ÊËÌ H = H0 + Lsin( α - α1 ) , :α———ûüÿ@,α = 0 ~ ( α1 + α2 ) 。 ¯®ÊË̱²: ¤ α Ò¬ÓÔÕÝÞ 1 ßà, ±² ®¯·ª«¬áâ, ¤ ·ãäåæçè,ÁÂÃÄáé,ê ëÒìíÚîïðñòóôõö÷ø ù,úûüýþÿ,ª« ¥Ò¬。 Þ 1 ,O1 ~ûüýþÿ}|{,O2 ~óô[\ }|{,H0 ~ûüÿ}|{¦]¬,H1 、H2 ~ûüîþ、ýÿ^_¬ ( α1 、α2 `¤ûü ÿ) ,H ~ûüÿ¬ ( α ¤ûüÿ ) ,S、 dH = L。 dα α = α1 α = α2 É, ª«ûüýþ : dH = Lcos α1 , dα α = 0 ¶ dH = Lcos( α2 - α1 ) 。 dα α = α2 ª«ûü ¯É, ¯® H ¤ α ¶ ^_。 å, ¯®ÊËÌ Ü¯É, ÿ± ²。 2 2 ë?¯®ÊË̱²óô, Þ 1 ßà,¯É,´ª«¬。 ¤ (1) : H = H0 + L[ sin αcos α1 - cos αsin α1 ) , :φ = α + φ min 。 Õ´: (3) H = H0 + L[ sinφ·cos( φ min + α1 ) - cos φ· sin( φ min + α1 ) ] , S min 、S max ~óô、^、^_ ( φ min + α、 φ min 、 φ min + α1 + α2 `¤) ,L、R ~ûü·ÿü ,L0 ~ O1 [ O2 。 : ¶ α =0 ¬É,¯® H ¤ α ÏÇÈÛܱ²。 (1) dH (2) = Lcos( α - α1 ) 。 dα ¯É,¯® H α = α1 É,ª«ûü ÍÎÏ。 ÐѪ«Ò¬ÓÔÕ, Ö ¼½ª«¬×Ø ±²ÅÆ、 ÍÙÚÎ 1 115 ¥ª«¬±²ÎÏ cos φ = Õ: R2 + L20 - S2 ,sin φ = 2RL0 1 -( 槡 R2 + L20 - S2 2 ) , 2RL0 L [ (2RL0 ) 2 - ( R2 + L20 - S2 ) 2 , H = H0 + 2RL0 槡 cos( φ min + α1 ) - ( R2 + L20 - S2 ) sin( φ min + α1 ) ] , (4) :S = [ S min Fig. 1 dH LS = [ dS RL0 Principle of shearer lift structure 2 2 1 R2 + L20 - S2 2 2 2 2 2 槡(2RL0 ) - ( R + L0 - S ) S = S min É,S [6 - 8] cos ( φ min + α1 ) + sin( φ min + α1 ) ] 。 믮ÊË̱² O1 Ù,Þ 1 ß à,ÿÉ,´ª«¬ ( S0 + S min ) ] 。 ë?¯®ÊË̱²óôÉ, ?¯®Ê Ë̱²: 1 S max ] = [ S min : - 49 - 2 min = R + L - 2RL0 cos φ min , 2 2 0 LS min cos α1 dH ; S = S min = dS RL0 sin φ min (5) 2 2 2 S = S max É , S max = R + L0 - 2RL0 cos ( φ min + 116 ¦ § ¨ © ª α1 + α2 ) , LS max cos α2 dH ; S = S max = dS RL0 sin( φ min + α1 + α2 ) « ® 27 ¯ ¬ ΔH ΔS : S = 槡R2 + L20 - 2RL0 cos( α + φ min ) , 2 0 } S + ΔS = 槡R2 + L20 - 2RL0 cos( α + Δα + φ min ) , (8) H - H0 + α1 ; :α = arcsin L H + ΔH - H 0 + α1 。 α + Δα = arcsin L : ΔS = R2 +L20 -2RL0 cos(arcsin 槡 H + ΔH -H0 + α1 + φmin ) - L R2 - L20 - 2RL0 cos( arcsin 槡 H - H0 + α1 + φ min ) L (9) ΔH ΔH 2 ,ΔH ΔS 3 。 ΔH , H , 。 , , 3 , ¡ 。 H ΔH, Δα ΔS 。 (1) [9 - 10] : ΔH Δα ΔH = [ H0 + Lsin( α + Δα - α1 ) ] - [ H0 + Lsin( α - α1 ) ] , (6) : ΔH + sin( α - α1 ) ] + α1 - α, Δα = arcsin[ L :α = [0 α1 + α2 ] ; H - H0 + α1 ; α = arcsin L H + Δ H - H0 + α1 ; α + Δα = arcsin L H - H0 Δ H H - H0 + ] - arcsin[ ]。 Δα = arcsin[ L L L (7) ΔH ; α = 0 , Δα = α = α1 ,Δα = arcsin L ΔH arcsin[ - sin α1 ] + α1 , α = α1 + α2 , Δα = L ΔH + sin α2 ] - α2 。 arcsin[ L 2 ΔH Δα Fig. 2 Change curve of ΔHandΔα 3 2 « S = S α ,S = R + L - 2RL0 cos( φ min + α1 ) , LS α dH 。 S = Sα = RL0 sin( φ min + α1 ) dS , MG2X80 / 360 - BWD , H0 = 568 mm,L = 2 240 mm, R = 350 mm, L0 = 732 mm, S min = 624 mm, S max = 761 mm, φ min = 23. 74°, α1 = 4. 87°,α2 = 17. 87°。 : dH | = 13. 51, dS S = S min dH | = 8. 73, dS S = S max dH | = 9. 33。 dS S = S α , , , , , 。 2 α 3 ΔH ΔS Fig. 3 Change curve of ΔHandΔS 4 - 50 - ¢£¤¥£ v y , 1 Û2 Ü ,, ( , ) vy , v g = L· Rsin y (10) γ——— 。 、: L0 S , = sin γ sin( α + φ min ) Fig. 5 S = 槡R2 + L20 - 2RL0 cos( α + φ min ) , sin γ = L0 sin( α + φ min ) 2 2 槡R + L0 - 2RLcos( α + φmin ) : η1 = v g L 槡R + L - 2RL0 cos( α + φ min ) 。 = L0 Rsin( α + φ min ) vy v= α L dv = · η2 = dα RL0 [ 2 0 (12) vg , vy : RL0 sin2 ( α + φ min ) sin2 ( α + φ min ) 槡R2 + L20 - 2RL0 cos( α + φ min ) 5 MYZIJKLMNOUV_^MNUV Relation between change rate of drum velocity to swing angle and swing angle , ¡¢£¤¥ ¦§¨©, ¡¢£、 - `a+.: [1] ]。 »¼½, ³´ [2] [3] , 4 5。 , ¼¾. µ¶³·¸¨ ¿[ J] . §À, 2008(7) : 822 - 825. »¼½. Áµ¶³Â¨[ J] . à Ä, 2004(5) : 22 - 24. »¼½, , ÅÆ[J]. [4] . µ¶³ ¿ ÇȧÀ, 2007, 5(2): 142 - 146. »¼½. µ¶·¸§[ J] . ÉÊËÌÍ §§À, 2010(3) : 85 - 90. [5] »¼½, [6] Ortea J J, Catalina J C, Devy M. Perception for a roadheader in 、 α 。 (13) , . ·¸µ¶³ ¯°±²[ J] . §À, 2006(5) : 666 - 669. automatic selective cutting operation [ J] . International conference on Robotics and Automation, France, 1992(5) : 626 - 632. [7] Î , [8] Î , ¡¢£. ¤ ¥¤ÐѦ³´§¨©[ J] . ÓÔ¾, »¼½, ª «, Ï. ¬©·®¯Õ°±²³´Ö Fig. 4 ³´ ¡¢£ ¤ , ª , µ¶³· ¸、¹º«¹¥¦¯°±²。 cos( α + φ min ) ( R2 + L20 2RL0 cos( α + φ min ) ) '4 ª«¬®¯°±²。 ¥¦±² sin2 ( α + φ min ) 槡R2 + L20 - 2RL0 cos( α + φ min ) , v y , 2 '5 。 (11) :v g ———; 117 ÓÔ¾,Ï:µ¶·¸¥¦¨© [9] MYZI[QR\]ZI^MNUV#P Relation between ratio of swing velocity to cylinder stretch velocity and swing angle , ¡¢£, Ï. ¤ ¥¤ ÅÆ[ J] . ÃÄ, 2001(3) : 4 - 6. §¨§§À: ÁÒ̧©, 1999, 28(5) : 26 - 30. ר©[ J] . ÉÊËÌͧ§À, 2016, 26 (6 ) : 665 - 668. [10] 4 5 , vy , , α , - 51 - »¼½, µ¶·, ¸Ø¹. ¤ ¥¦Öר©[J]. ¥¤ÐѦÙÚº» ÇȧÀ, 2008(3): 90 - 94. ( -b ) 27 2 Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2017 3 1 ! Mar. 2017 (1. , Vol. 27 No. 2 , 2 150022; 2. , 150022) ": , Hopfield 。 , , , MATLAB ¡¢。 £¤¥¦, Hopfield §¨©ª«¬ ³´。 ®¯、° ±,²¡¢¯ 1 N·m, #$%:; ; Hopfield ; µ¶; ©ª doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2017. 02. 005 &'()*:TD421. 6 +,-*:2095- 7262(2017)02- 0118- 05 +./01:A Neural network algorithm identification of twisting parameters of shearer torque axis Wan Feng1 , Cai Guiying2 (1. School of Mechanical Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China; 2. School of Computer & Information Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China) Abstract:This paper seeks to overcome the unstable performance of shaft torque of the coal winning machines operating in the actual working conditions and presents an identification algorithm based on Hopfield neural network to optimize the torque shaft parameters. The study using this algorithm involves fit ting the experimental data of coal winning machine torque shaft; identifying coal winning machine shaft torque parameters using the data as sample; and comparing and analyzing errors occurring between the ex periment and simulation by applying MATLAB software. The results show that the algorithm promises a practical engineering application thanks to its advantages, such as a smaller modeling workload in coal win ning machine torque shaft driving system, a better versatility, and simulation error of less than 1 N·m. Key words:shearer; torque axis; Hopfield neural network; stiffness; system identification 0 ¯°±²³´µ¶·¸¹º»®, ¼µ½²¾¹¿ ÀÁÂö·ÄÅÆÇÈɳÊ,²Ë, ÐÑ ,Ò ÓÔÕÖ×ØÙ¾¹¿ÀÁÂÃÚۻܳ´ Ä ¤Ì¾¹¿À ¡¢£ ¤¥¦§¨,©ª«¬®, 2345: 2017 - 02 - 23 6789:;: ,;¹ÎÏ (1965 - ) ,,,,:、,Email:1798120076 @ qq. com。 - 52 - ú2 í |,¤: } ,, [1 - 4] 。 , , , 。 ¡, ¢£¤ [5 - 10] 。 ¥¦§¨©ª Hopfield «¬®¯°±²³ ´µ¶·, ¸ ¹º»¼½¾, ¿¦ Hopfield ®¯ÀÁÂÃÄ ÅƤ ²ÇÈɱ², £¿¦Ê˰̶ÍÎ {±² 119 «¬®¯â·´µ dVi dE = 0, i = 1,z,…,n û, = 0。 dt dt Ù(2) , Ãâ ² E û 。 û ý³, ®¯¼¶¤Ù (1) 1 2 ´µù±²³´µ¶·, ÊËù̶ÍÎÊË。 ñ´µ¸ù ÊË 。 ÏÐ, Ñ Ò Hopfield » ¼ ² Ç È É Ó Ô,ÕÖ×ØÙÚÛÜÝ»½¾Þ»¶¤, ¢¦ ßÇÈÉ , àÓá Hopfield « ¬ ® ¯ ½ ¾ ´ µ â ·, ã ä MAT Ù§:A p 、B p ———; X———½¾¼; Âö·, ð³ ï±² ñÃ。 ½¾: X = Ap X + Bp U , · U———½¾。 ´µÈÉù¶¤: Y = As X + Bs U - Ke , · Hopfield 1 1 Hopfield òó,Hopfield ®¯°ôõö ÷ø É«¬®¯, ¹ºÉ Hopfield ®¯§« »¼ù: n du i K i1 = ∑ T ij V i - u i / K i2 + I i , dt j =1 ¬ ¼ÅÙ 1 (3) e = X - Y。 ËÍλ¼¶¤: · e = ( Ap - As ) X + ( Bp - Bs ) U + Ke 。 ½¾ A s 、B s ¨ù Hopfield ®¯ « ¬Ó,ð³°¢ÍÎ e ÿ。 Ù(3) á Hopfield ®¯ 。 ½¾´µ, 1 ` (1) Vi = g ( ui ) , Ù§:u i ———ú i «¬ ; V i ———ú i «¬ Ó; T ij ———ú j «¬ú i «¬ á Hopfield ®¯ [11] LAB å¸æâ·çèéÈêëì, íî ¶þÞ», ®¯ °¢½¾Ãâ ° E ÿ。 ¹ Á; ; I i ———; g (·) ——— , ², ¸ n «¬ ²: ÷ ²。 Hopfield ®¯, n n g -1 ( V ) dV 。 ∑ ∫ K 0 i =1 i2 1 dg ( V i ) dV i dE = - ∑ K i1 ≤0 。 dt dt dt i =1 n -1 Fig. 1 System identification based on Hopfield ù A s ~ B s ¡¢½, ñ network diagram ( u) -1 (2) - 53 - 1 T ² ∫ 12 E t E t dt = T T ( q 0 ) q ( ) ∫ 12 X - A X - B U X - A X + B U dt = 1 1 1 tr A 〈 X,X 〉 A + tr B 〈 U,U 〉 B + T[ 2 2 1 T Vi ü T ù¸( T ij = T ji ) ,g ,Ë: Hopfield E £ê±²Í΢: E = 1 E = - ∑ ∑ T ij V i V j - ∑ V i I i + 2 i =1 j =1 i =1 n n ÷ 1 K i 1 、 K i 2 ———½ ¾ û g (·) ù Sigmoid T 0 ( · s s T s )T( T s · s s s T ) T s tr A s 〈 X,U T 〉 B Ts - tr A s 〈 X,X T 〉 - tr B s 〈 U,X T 〉 + · · · 1 tr Δ 〈 X T ,X〉 , 2 ] 120 ¸ ¹ º » ∫ abdt 。 0 tr ( A ) = ∑ a ii 。 i =1 A s 、 B s , E / A s 、 E / B s 0, [ ( A - A ) ( B - B ) ] p s p s 〈 X,X T 〉 〈 X,U T 〉 [ 〈 U,X 〉 〈 U,U 〉 ] = 0。 T T A s 、 B s , , G = s1 ∫ X Xdt , T T ∫ 1 - 2 T 0 0 XUT 0 XUT XXT 0 0 0 0 0 UU 0 0 XXT UX 0 0 T 0 ω2 = · 0 UX Ii = 1 T 0 0 0 0 T 0 UUT 0 T 0 0 0 0 0 0 XUT , 0 0 0 0 0 UUT ke Δ 。 Je (4) ∫ J dt , T 0 [ · · ω2 = ω2 + · ke Δ = A1p ω2 + B1m Δ Je : · ω2 = A1p ω2 + B1m Δ, « ¬, A1s 、 B1s Hopfield 。 (4) Hopfield · ke 。 Je , A1p = 1 , B1m = ] · (6) ,¡¢ª Hopfield ,«(6) : 1 [T ] = - ij T · · [T ] = i i 。 2 ke 1 M2 + Δ。 Je Je ω2 = ω2 + XX Ti UX Ti ( i = 1,2,3 …,n) · ke 1 M1 - Δ, J0 J0 ¨©,: ke · ω1 = ω1 - Δ , J0 J = [ XX1T ,XX2T ,…,XXTn ,UX1T ,UX2T ,…,UXTn ] , · ¦ · 0 ¡ §; ω1 = 1 。 ,rad / s; ω2 = 2 , ¡¢。 (5) : ; [ T ij ] [ I i ] [ T ij ] = 0 T ¡ Hopfield , Δ = 1 - ω1 = [ M ] dt ,: XX 0 0 M= UXT 0 0 M1 、 M2 ———, ¢,rad / s; k e ——— ¥。 ,A s2 ,…,A sn ,B s1 ,B s2 ,…,B sn ] , A si 、 B si As 、 Bs ,kg·m2 ; · ,G 0 27 ¿ ¾ ¢£¤, N·m ; 1 、 2 ———, As 、 Bs VT = 0; V [A 1 2T · 1 T V TV - V T I + G, 2 E =- 2 。 = Ap , B = Bp 。 , A s s Hopfield T I, : ½ : J0 、 J e ———、 T , tr (·) , 〈 a,b〉 = ¼ 1 T 3 3 1 ∫ [ ω Δ ω2 2 T 0 ∫ [ω ω · 2 (7) ω2 Δ ] dt 。 (8) · 2 ] dt , Δ 2 T 0 ω2 Δ 2 , 。 : J0 ̈1 + k e ( 1 - 2 ) = M1 , J e ̈2 + k e ( 2 - 1 ) = M2 , } (5) ®¯ ¡°¢ 500 kW ,± 40Cr £¤²,³ ´¥、´¦、§¨©ª¤,²µ «¬¶®¯,°±¤、, ²³¤² ®¯ ´ MATLAB ·²µµ¶· ¸,·¸ ———§µ¶,¹ 2 º»。 - 54 - 2 ,:¡¢£¤¢¥¦ 。 , , ( ) 。 3 , a 121 §¨©ª 1 0. 048% , 3 3 。 4 5 。 b 2 a c 2 Fig. 2 3 Experiment curves MATLAB , MATLAB 。 1 500 10 。 3 。 2 , 4 Fig. 4 c 3 Angle difference curves a a 1 1 b b 2 2 , -4 , b (7) 、(8) Hopfield , 1 3 2 c 3 Fig. 3 3 c 5 Simulation curves Fig. 5 - 55 - 3 Error curves 122 À Á  à 4 , , 、 、 , , , t , 。 , Hopfield , 1 N·m ( 5) , 。 4 Ä [1] [2] [3] [4] [5] [7] (1) Hopfield ,, ¡、¢£¤¥。 (2) ¦ , 1 N·m。 §, ¨©。 (3) Ð 27 Ñ Å : [6] [8] [9] [10] ¡¢±. ²³´§µ¶ª£[ M] . ¤¥:¦·§ ¨©, 2003. ¡¢±, ª«¬, ®¯°. ¸µ¶[ J] . ·§¹, 2009, 37(9) : 1 - 3. ±²³, ´º», µ¶·. ¸¹º» [ J] . ¹, 2012, 36(4) : 84 - 86. ¡¢±, ¼½¾, ¿ÀÁ, Â. ¼½¾¿ ¤[J]. 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( ) 27 2 Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2017 3 Vol. 27 No. 2 Mar. 2017 Automation Studio , ( , 150022) ": , Automation Studio , 。 “ H” ! , , ¡,¢£ ¤¥¦。 §, ¨¤©ª«¬。 ®¯ “ M” ,¤°±² “ H” ¤¥¦,¤°¸ #$%:; ; ³´。 µ®¯¶· ®¯¶¹º»。 ; Automation Studio doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2017. 02. 006 &'()*:TD421. 6 +,-*:2095- 7262(2017)02- 0123- 05 +./01:A Design of heightregulating hydraulic system for shearer drum based on Automation Studio software Zhang Yanjun, Li Xiaoyu ( School of Mechanical Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China) Abstract:This paper is an effort to address the negative feature of single pump double drum shearer hydraulic system in use by simulating the drum height adjustment process using Automation Studio soft ware. The median function working as a “ single pump H” type reversing valve adjusting system suffers an disadvantage that height adjustment involves transferring the load from one hydraulic cylinder to other one and leaving one hydraulic cylinder subjected to the height adjustment load pressure of two rollers, thus causing an increase in hydraulic cylinder load and a reduction in the reliability of the system, accompa nied by a small offset in another hydraulic cylinder position. To overcome the problem, the paper propo ses a novel “ hydraulic M” type reversing valve single pump of shearer height adjusting system. The result demonstrates that the design capable of improving the high reliability of the system may provide a refer ence for the design of coal mining machine hydraulic system. Key words:shearer; drum; height adjusting system; Automation Studio simulation 2345: 2017 - 02 - 23 6789:;: (1970 - ) ,, , ,,: - 57 - ,Email:zhangyanjun001@ 163. com。 124 0 1 2 3 4 5 . 2 , ( ) 。 。 , 、 , [1] 。 ® ® &%$, :~=æÃ# "! ä´æ P y 、 ÿ"! ä&% æ P Z 、æ G、äæ A (1) ´æ Py = :T——— 。 ¯éÄÅÆÇÈÉ 1 P Z′ & % ° ±, Èó&Û³&%æ P Z′ = Ah max sin φ i , :A———$&%,kN / m; h max ——— ÏÓÔÕ Ö×ÄØ。 ÃÙÓ、 Ô 、ÛÜÉ、 ÝÏÞßÇ、 P Z″ = P Z″sin φ, àáÇ、ÅÆÇ、âàáÇ、ãäÇå、æ [7] çåÀ 。 Éè é ê ë é , ã ä Ç ì í î ï , É ð é ñ ò ó ã ä Ç â à á Çôéê 。 õ ó ã ä Ç í , ö í ÷ øùú û , É ð é ñ ã ä Ç ´ ü Ý , Ý ð é ý é ñ þ ó ãäÇ â à á Ç ô é ê , ÿ ~ ã ä .&%,m; φ i ———&Û¸³{Ø,( °) 。 P Z′ÿ0 ä¸æ P Z″: Ç}| (2) &%æ ÙÚ ."!æ,N; &%æ 。 K1 ———] ´µ°±¸¹ , Automation Studio Ê´µËÌ , ͢Χ¨ÏÐÑ , ´µ ¸¹ÄÒ 。 P Z = ∑ P Z″ = Ah max ∑sin2 φ。 (3) Ýæ ( 2 :æ'。 ³æ Ã:´ææ、 &%ææ、 æ、 æ、 ³æ ( 2 Ò¿~。 æ。 , ö ~ { |。 É ð éé[³Ä \ | æ Å Æ Ç 、 æ ç , â à á Ç ] ^ Ä Ø æ ç 。 ݳÄØ_¼`@?_>Ö {Ø , þ=Ý<;ÄØÅÆÇ , ¼\ [7] 、 Ý:/.-À а)( 1 >' 。 | ,+* 。 1 Fig. 2 Fig. 1 。 T( 47 ~ 59 ) % , 1 + K1 [2 - 6] [8] ´æÑ,«Ò, 。 ¡¢ £ ¤ ¥ ¦ § ¨ , © ª « ¬ ® ¯ ° ±²³ ´ µ ¶ · ¸ ¹ º » ¼ ½ ´ , ¾ ¿ « ¬ ÀÁ 7 27 8 6 2 Schematic diagram of stress calculation for height adjustment mechanism ´ææ M y M y = P y L1 sin ( α + β ) / cos β。 &%ææ M Z M Z = P Z L1 cos ( α + β ) 。 Higher hydraulic system schematic diagram æ M G - 58 - ãäå,æ:Ϧ Automation Studio á2 â M G = GL1 cos α, :G———, N。 M μ :μ———; R Z ———,m; ,®©£ N———,N。 M g = Jε, “ H” §¹´º», § ¼½¾³ ¿¡¨, À Á¢ 2 ∑ M0 = 0, M1 = M Z - M G + M μ + M g + M y , 2 © dx d2 x + F2 , 2 + Be dt dt (2) :m———©©ª,kg; B e ———, ( N·s) / m。 F F = ( M Z - M G + M μ + M g + M y ) / ( L R sin γ) , , F F = M Z - M G + M μ + M g + M y / L R sin γ + B e v, ± ¥: « ³, , ( 2 ) F 2 = P 2 A2 - P 1 A1 , P 2 = ( P 1 A1 + F 2 ) / A2 , ± A Ä´Å( ÆÇ ) ³,È 1 ¬É( Æ ) 。 ¨³, Á¢ 3 3 1 , P。 , 1 , , “ H” 。 : 1 2 ¤Âà F1 、F2, , P 2 A2 - P 1 A1 = m :B e ———,( N·s) / m; v——— ,m / s。 , P1 、 P2 。 : ¨ M1 M1 = FL R sin γ, ¯。 °± ²£³, ¡ £ © ¤¢¥ ,¡´ µ ¶¦·²¸。 :J———,N·m ·s ; 2 ε———,rad / s 。 V2 = A2 Δx。 ¡ V2 < V1 , ¦ “ H” ,§¨,V1 ©£ª«¢¬ M μ = ∑ μR Z N, M g 125 ç P = F 1 / A1 , ¦“ H”  ,Ê 2 ±Á¢¡ P 1 = P = F 1 / A1 , °Á¢ P 2 = ( F 1 + F 2 ) / A2 。 ¡, ¨Ë̲É,Í¢ A ³,§Î 1 ¿Â©³ 2 ,È´³ : µ( ¶· ¿Â )。 ¸§¹º»¶¡,¼½ , Δx, ¢ A1 , ¢ A2 。 £ q - C iP ( p1 - p2 ) - C eP p - :C iP ——— C eP ——— K——— V——— A——— dx V dp =A , K dt dt ,m / ( N·s) ; 5 ¤,m / ( N·s) ; ,Pa; 5 3 ,m ; 2 ¢,m 。 ,(1) ¥ q = Adx / dt, V1 = A1 Δx, (1) ¾¿Á¢。 ÊÈ¡,°Î» ¶¿Â® ,À Á¢ ÏÁ,´³Ð§ÂÃÄÅ,¸ÑÒÆÇ ÈÓÉÊÔË,§¼½Á¢Õ² ÖË×。 ´³ÄÅËؤ 2 ÙÌÍ, 2 ´¿Â¢ÚÎÏ Ðó,È 2 Û ÐÃÜ¥。 3a Automation Studio Ñ 2 Á¢ ÝÞß, 3b 2 ÝÞß。 Ë̲ É,±Í¢ A ³, 2 Á¢§Âà ÄÅ,´³µ。 à 3b Ë̲É, - 59 - 126 ½ ¾ ¿ À Á  à à Š27 Æ Ä A , 2 , A 2 。 , ¡。 ¡ ,“H” 。 , ¢£¤ 5 , 1 。 ©, ¢£ ¢£ 。 ¥¦ §¦¨ ¢£, § ,¢£ ª«¬。 a '3 Fig. 3 b Fig. 5 >?W 2 XYZ[ Hydraulic cylinder 2 simulation curves A 2 , ,“ M” , 4 。 3 2 '5 _`a M STN<=]^ Improved M reversing valve set high circuit diagram bcdefgh ®£¯°±, ²³´。 6a Automation Studio ¯°±, 6b ¨。 µ¶·¸¹, ²³±º¢ »、¨¡¢£¤, ¥ 。 ¨¦§, ¨©。 ¯°ª²³ª¼« , ¯°ª ²³ª±¬²³±º, ®¯ M \STN<=]^ M type directional control valve raised circuit dia gram V1 = A1 Δx, ,, 。 , 。 , “ M” , V2 = A2 Δx。 , a V2 < V1 ,“ M” Fig. 4 '4 , Fig. 6 - 60 - '6 b ¨ ijd