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基于VAE-WGAN的矿井提升机主轴承小样本故障诊断方法 被引量：1
1
作者 江帆 宋泓炎 +2 位作者 沈熙 朱真才 程舒曼 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第S1期468-482,共15页
作为提升机的关键组件,主轴承在长时间高速重载服役过程中,其性能会发生退化并导致故障产生,故开展提升机主轴承故障诊断对保障矿井提升机安全高效运行具有重要意义。然而,矿井提升机运行状态监测的数据中正常服役与故障状态的比重严重... 作为提升机的关键组件,主轴承在长时间高速重载服役过程中,其性能会发生退化并导致故障产生,故开展提升机主轴承故障诊断对保障矿井提升机安全高效运行具有重要意义。然而,矿井提升机运行状态监测的数据中正常服役与故障状态的比重严重失调,呈现出正常样本多、故障样本少、标签样本不足等特点,导致矿井提升机主轴承故障模型训练效果不理想、诊断准确度低。针对小样本下矿井提升机主轴承故障诊断准确率低的问题,通过融合变分自编码器和Wasserstein生成对抗网络,构建基于VAE-WGAN的矿井提升机主轴承样本增广模型,进而提出基于CBAM-MoblieNetV2的故障诊断方法,实现小样本数据下的矿井提升机主轴承故障诊断。在算法层面上,引入Wasserstein距离度量,解决生成对抗网络训练梯度消失问题。在数据层面上,使用凯斯西储大学数据集对VAE-WGAN进行测试,并通过量化指标评价VAE-WGAN生成能力的方式优选超参数,再用矿井提升机模拟实验台轴承数据集训练VAE-WGAN,实现小样本数据集增广扩容。为了提升故障诊断模型的特征提取能力和故障诊断准确率,在轻量化卷积神经网络MobileNetV2的基础上,将卷积块注意力机制CBAM融合到MobileNetV2深层特征映射,搭建注意力机制卷积分类网络CBAMMobileNetV2,通过融合跨通道信息和空间信息实现更多地关注故障特征。最后与WGAN_GP、DCGAN,VAE以及WGAN等传统生成模型进行了对比分析,VAE-WGAN+CBAM-MobileNetV2在4种小样本比例数据集上的准确率均高于其他4种方法,证明了所提样本增广和故障诊断方法在不同小样本比例故障数据集上的故障诊断准确率更高,能够满足小样本下的故障诊断要求。 展开更多
关键词 生成对抗网络 小样本 矿井提升机 主轴承 故障诊断
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基于改进YOLOv8n的矿用提升钢丝绳表面损伤图像识别
2
作者 毛清华 杨帆 +4 位作者 王超 仝旭耀 童军伟 张旭辉 薛旭升 《工矿自动化》 北大核心 2025年第4期100-106,152,共8页
针对矿用提升钢丝绳表面油污覆盖引发背景干扰、绳股间隙较大导致特征混淆及小目标损伤识别难度大等问题,提出了一种基于改进YOLOv8n的矿用提升钢丝绳表面损伤图像识别方法。在YOLOv8n主干网络中引入多尺度注意力模块(MSAM),通过增强损... 针对矿用提升钢丝绳表面油污覆盖引发背景干扰、绳股间隙较大导致特征混淆及小目标损伤识别难度大等问题,提出了一种基于改进YOLOv8n的矿用提升钢丝绳表面损伤图像识别方法。在YOLOv8n主干网络中引入多尺度注意力模块(MSAM),通过增强损伤特征与油污背景的空间特征区分能力,提升模型抗干扰能力;将YOLOv8n原有的3个检测头替换为4个轻量化小目标检测头,强化对小目标损伤的识别能力;采用深度可分离卷积(DSConv)替代标准卷积,减少了计算量,提高了识别速度。实验结果表明:改进YOLOv8n模型的平均精度均值(mAP)、识别精度和推理速度分别达92.6%,89.7%和43.5帧/s,相比YOLOv8n模型分别提高了3.1%,4.9%,34.7%;与Faster-RCNN,YOLOv5s,YOLOv8n,YOLOv10m,TWRD-Net,YOLOv5-TPH等主流模型相比,改进YOLOv8n模型对小目标损伤识别精度最高,同时保证了较高的实时性;在煤矿现场油污覆盖、绳股间隙较大的复杂场景中,改进YOLOv8n模型未出现漏检情况,且误检情况较少,平均识别准确率达90%。 展开更多
关键词 矿用提升钢丝绳 损伤图像识别 YOLOv8n 多尺度注意力模块 小目标检测 深度可分离卷积
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直线电机−钢丝绳复合提升系统异类多电机协同驱动控制策略
3
作者 鲍久圣 张磊 +4 位作者 庄吉庆 牛振勇 阴妍 刘同冈 刘帅 《煤炭学报》 北大核心 2025年第S1期631-644,共14页
随着浅部煤炭资源的日益枯竭与煤矿高效率集约化发展,矿井提升系统正逐步朝着超深井与大载荷方向发展,传统矿井提升系统难以解决提升深度增加、钢丝绳加长和负载加大导致的提升效能下降与可靠性降低的难题。基于直线电机垂直推进技术原... 随着浅部煤炭资源的日益枯竭与煤矿高效率集约化发展,矿井提升系统正逐步朝着超深井与大载荷方向发展,传统矿井提升系统难以解决提升深度增加、钢丝绳加长和负载加大导致的提升效能下降与可靠性降低的难题。基于直线电机垂直推进技术原理,设计了直线电机−钢丝绳复合提升系统,重点对复合提升系统的异类多电机协同驱动控制策略进行了仿真和试验研究。首先,基于煤矿领域目前最大的50 t载煤箕斗进行增量设计,对直线电机与钢丝绳复合提升系统进行了总体方案设计,包括直线电机的初次级结构布置和箕斗增载提升设计等;其次,选定永磁同步电机(PMSM)和永磁直线电机(PLMSM)2种驱动电机的控制策略,分别搭建了单电机闭环矢量控制和多PLMSM同步控制的仿真模型,并对多PLMSM同步控制性能进行了仿真分析;再次,提出了“T−v控制策略”和“F−ω控制策略”2种异类多电机协同驱动控制策略,分别搭建了2种控制策略下的复合提升系统机−电耦合动力学模型,并根据提升系统实际应用工况分别对2种协同控制策略下系统动态特性进行了仿真分析;最后,研制了直线电机−钢丝绳复合提升系统原理样机,通过开展实验室试验验证了旋转电机与直线电机协同控制策略的可行性和有效性。研究结果表明:直线电机−钢丝绳复合提升系统可在原有钢丝绳提升系统的基础上额外增加34%的载煤量,以满足煤矿高效提升需求;通过仿真试验与原理样机试验对比T−v控制策略和F−ω控制策略可得,在T−v控制策略下,PLMSM作为提升系统的速度控制对象,PMSM仅需恒定转矩,提升系统具有异类电机协同控制精度高、钢丝绳张力变化幅值小等优点;在F−ω控制策略下,PMSM作为提升系统的速度控制对象,虽然存在着异类电机速度同步误差大的不足,但多台PLMSM仅需提供恒定推力,可简化复合提升系统的控制结构,适合于协同控制精度要求不高的低成本场景使用。 展开更多
关键词 矿井提升机 永磁同步电机 永磁直线电机 复合提升 协同控制
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超深井大载重高速提升工况空气流场动态变化研究与分析
4
作者 杨锦涛 王西涛 +1 位作者 李广 周建 《矿业研究与开发》 北大核心 2025年第7期1-7,共7页
随着矿山浅表资源逐步枯竭,深井开采成为一种重要的资源获取方式。以国内某在建超深井大载重高速提升金属矿山为研究对象,通过对比不同井筒提升容器布置方式及运行工况的空气流场动态变化,开展提升容器气动压力分布规律的仿真分析。采... 随着矿山浅表资源逐步枯竭,深井开采成为一种重要的资源获取方式。以国内某在建超深井大载重高速提升金属矿山为研究对象,通过对比不同井筒提升容器布置方式及运行工况的空气流场动态变化,开展提升容器气动压力分布规律的仿真分析。采用流体力学中的标准k-ε湍流模型,基于Fluent软件对提升容器运行时的井筒气流状态进行数值模拟,分析了容器提升过程中的周围气动压力分布、计算了容器偏移量,进而揭示井筒内提升容器的气动力特性及横向摆动规律。研究结果表明,当两个相向运行的提升容器在井筒中交会时,会产生明显的气动冲击力及冲击力矩,且井筒双容器的横向气动力大于井筒四容器的横向气动力,双容器井筒布置的活塞效应较四容器井筒布置更为明显。从空气动力学角度来分析,超深井提升系统应优先采用四容器布局,其次考虑双容器布局。 展开更多
关键词 超深井大载重高速提升系统 k-ε湍流模型 四容器 空气流场动态变化
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落地式多绳摩擦式提升系统天轮动力学特性研究
5
作者 李卫民 王金颖 +2 位作者 刘克宇 吴超 唐兆庆 《矿业研究与开发》 北大核心 2025年第11期224-232,共9页
天轮装置是矿井提升系统中用来改变钢丝绳转向、支撑和传递动力的关键部件,其性能直接影响提升系统的运行安全与工作效率。针对矿井提升系统向大井深、高速化、重载化方向发展所带来的强冲击与高应力问题,以纱岭金矿1547.5m深矿井提升... 天轮装置是矿井提升系统中用来改变钢丝绳转向、支撑和传递动力的关键部件,其性能直接影响提升系统的运行安全与工作效率。针对矿井提升系统向大井深、高速化、重载化方向发展所带来的强冲击与高应力问题,以纱岭金矿1547.5m深矿井提升系统为研究对象,优化提升系统天轮结构以降低其应力集中,保障提升系统安全稳定运行。首先,基于启动冲击最小的理论原则,采用梯形加速度控制曲线计算天轮关键运动学参数;然后,采用ABAQUS软件对天轮进行瞬态动力学分析;最后,对天轮结构进行优化设计以缓解其应力集中现象。结果表明,梯形加速度控制曲线能有效控制提升系统启动、制动阶段的冲击载荷;天轮在轮辐与轮缘、轮毂的连接处存在明显的应力集中现象,最大应力达3.576 MPa;在天轮结构的轮辐与轮缘、轮毂连接处引入过渡圆角可显著改善应力分布,当过渡圆角半径为40 mm时,天轮所受应力值较原结构天轮所受应力降低了22.13%,即合适的过渡圆角设计能有效优化天轮结构的应力分布,提升矿井提升系统的运行稳定性和可靠性。 展开更多
关键词 深井提升系统 天轮 冲击限制理论 瞬态动力学 过渡圆角
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矿用缆索拉力实时检测装置研究与应用
6
作者 霍亚光 赵煜 +1 位作者 向再励 贾梦怡 《现代矿业》 2025年第4期165-168,共4页
矿用缆索是矿山关键承载部件,其拉力实时检测是保障安全生产的核心需求。针对传统离线检测技术滞后性大、环境适应性不足的问题以及现有新兴检测方法抗干扰能力与成本效益的局限性,研究通过理论建模、机械结构创新设计与实验验证相结合... 矿用缆索是矿山关键承载部件,其拉力实时检测是保障安全生产的核心需求。针对传统离线检测技术滞后性大、环境适应性不足的问题以及现有新兴检测方法抗干扰能力与成本效益的局限性,研究通过理论建模、机械结构创新设计与实验验证相结合的方法,提出了一种集成位移与压力传感的模块化检测装置,开发了基于三点弯曲法的高精度、高可靠性矿用缆索拉力实时检测装置,该装置采用倒置三角框架结构,配置3组低摩擦轴承槽轮构建三点弯曲力学模型,结合顶紧机构位移调节与力学分解原理,实现缆索轴向拉力的非侵入式动态测量。试验采用动态钢丝绳拉力验证装置(CHD-LXCS)对标测试,结果表明:在11~19kN轴向拉力,理论计算值与标准张力值的平均误差为0.7%,最大绝对误差不超过1.2%,整体精度优于±2%,装置安全系数达5.26,压力传感器最大实测值1000N,对应理论张力18.95kN,验证了量程冗余设计的有效性。相较于传统方法,该装置通过自平衡(±15°倾斜校正)与快拆模块设计,显著提升了复杂工况适应性,其紧凑结构与实时监测特性为矿山智能化运维提供了新方案。研究证实,该检测装置兼具理论创新性与工程实用性,未来可通过集成物联网技术,构建矿山缆索安全预警系统,为提升矿山本质安全水平提供技术支撑。 展开更多
关键词 矿用缆索 拉力检测 实时测量 矿山监测 矿山安全
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双绳缠绕式提升机传动-提升耦合系统动力学模型建立
7
作者 胡鑫 谢自强 +2 位作者 黄家海 沈刚 杨成龙 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第9期3712-3723,共12页
为准确构建双绳缠绕式提升机的动力学模型,解析传动系统与提升系统之间的耦合振动响应关系,提出一种双绳缠绕式提升机传动-提升耦合系统的动力学计算模型。首先,基于提升机运行过程中主要部件的动态特征,采用有限单元法、集中质量法构... 为准确构建双绳缠绕式提升机的动力学模型,解析传动系统与提升系统之间的耦合振动响应关系,提出一种双绳缠绕式提升机传动-提升耦合系统的动力学计算模型。首先,基于提升机运行过程中主要部件的动态特征,采用有限单元法、集中质量法构建传动轴、行星齿轮减速器与提升系统的动态模型;其次,考虑传动系统与提升系统的几何构型关系与作用力传递方式,设置参变形函数与坐标变换,实现传动系统与提升系统的耦合交互作用,建立双绳缠绕式提升机传动-提升耦合系统的动力学模型;再次,搭建实验平台并进行激励响应实验,验证耦合系统模型的准确性;最后,通过实例计算与模型对比,验证耦合系统模型的适用性与有效性。研究结果表明:双绳缠绕式提升机传动-提升耦合系统动力学模型可以有效反映传动系统结构参数与提升系统钢丝绳张力差之间的响应关系,模型与实验的响应趋势展现出较高的一致性,时域特征参数相对误差控制在19%以内,且相较于刚性卷筒提升模型和弹性梁理论卷筒模型,不同结构参数下耦合系统动力学模型计算得到的幅值变化趋势更显著,在正常工况、传动系统非同步制动工况与提升系统单侧天轮偏摆工况下,该模型钢丝绳最大张力差的变化率极值分别为15.12%、18.61%和4.72%。 展开更多
关键词 双绳缠绕式提升机 传动系统 提升系统 耦合交互 动力学模型
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基于刚柔耦合仿真的Lebus卷筒多层缠绕偏角研究
8
作者 孙远韬 高永宁 +1 位作者 戴小琴 张氢 《起重运输机械》 2025年第7期58-64,共7页
随着大型港口及建设工程对卷筒扬程需求的不断提升,多层缠绕卷筒的应用日益增长。为研究Lebus卷筒绳索偏角对多层缠绕性能的影响,以提升卷筒在工业设备中的使用稳定性和效率,文中针对Lebus多层缠绕卷筒系统,基于RecurDyn建立刚柔耦合仿... 随着大型港口及建设工程对卷筒扬程需求的不断提升,多层缠绕卷筒的应用日益增长。为研究Lebus卷筒绳索偏角对多层缠绕性能的影响,以提升卷筒在工业设备中的使用稳定性和效率,文中针对Lebus多层缠绕卷筒系统,基于RecurDyn建立刚柔耦合仿真模型,深入分析了不同绳索偏角对钢丝绳缠绕质量和应力分布的影响。在此基础上,进一步对面接触钢丝绳和线接触钢丝绳进行对比仿真,分析其特性差异。该研究为Lebus卷筒偏角优化设计提供了理论支持,对提升起重设备的稳定性和安全性具有重要意义。 展开更多
关键词 钢丝绳 动力学仿真 刚柔耦合仿真 Lebus卷筒
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基于多元宇宙优化算法的带式输送机智能控制系统研究
9
作者 张润华 孟巧荣 +2 位作者 辛佳龙 张琛 马志坤 《矿业研究与开发》 北大核心 2025年第9期176-183,共8页
为实现龙泉煤矿4205工作面采区巷道带式输送机的煤流均衡控制及节能提效的目标,通过建立该带式输送机的数学模型,采用多元宇宙算法(MVO)优化模糊PID控制器,并基于MATLAB进行仿真与现场实际数据对比验证。结果表明:(1)相较于传统PID控制,... 为实现龙泉煤矿4205工作面采区巷道带式输送机的煤流均衡控制及节能提效的目标,通过建立该带式输送机的数学模型,采用多元宇宙算法(MVO)优化模糊PID控制器,并基于MATLAB进行仿真与现场实际数据对比验证。结果表明:(1)相较于传统PID控制,MVO算法优化模糊PID控制使调节时间和超调量分别下降了46.4%和34.49个百分点,适应度值从初始迭代的1 022收敛至901.8,表明系统的响应速度、稳定性和抗干扰能力显著提升;(2)对比分析带式输送机上5个时间段300 s内带式输送机的实际带速与MVO-Fuzzy-PID的调控带速,验证调控带速能更准确地接近设定值;(3)从功率角度分析,MVO-Fuzzy-PID调控后所对应的电动机总功率显著降低。因此,MVO算法优化带速实现了节能控制与煤流量快速匹配。 展开更多
关键词 带式输送机 智能控制 多元宇宙优化算法 带速
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基于三维相机的矿井提升钢丝绳振动位移监测系统及应用
10
作者 赵文 王超 +3 位作者 高军军 徐文兵 毛清华 张旭辉 《陕西煤炭》 2025年第9期156-161,共6页
针对矿井多绳提升系统中钢丝绳左右和前后振动位移实时监测精度低、可靠性不足的难题,构建了一种基于三维相机的非接触式振动位移监测系统。该系统利用三维相机对多根钢丝绳的振动位移进行同步监测,并基于B/S架构的振动位移监测软件平台... 针对矿井多绳提升系统中钢丝绳左右和前后振动位移实时监测精度低、可靠性不足的难题,构建了一种基于三维相机的非接触式振动位移监测系统。该系统利用三维相机对多根钢丝绳的振动位移进行同步监测,并基于B/S架构的振动位移监测软件平台,实现钢丝绳振动位移数据的高效采集、稳定传输、可靠存储及可视化分析。通过点云处理并计算动态位置质心相对于静态位置的偏移,实现了钢丝绳振动位移的精确测量。在矿井提升系统现场进行了静态与动态测试,试验结果表明,测量误差约为±2 mm,系统具备良好的实时性和稳定性,能够满足复杂工况下钢丝绳振动位移监测的需求,为矿井提升系统的安全运行提供了技术保障。 展开更多
关键词 多绳提升 钢丝绳振动 三维相机 点云处理 实时监测
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矿井提升机钢丝绳双层缠绕改单层实践
11
作者 孙德明 《矿业装备》 2025年第3期177-179,共3页
由于地方政府标准调整,矿山现在运行提升系统需要进行技术改造。通过对提升设备整体的分析讨论,提出了三种可行的技术改造方案。对三种方案从对生产的影响、投资情况、运行的稳定可靠以及规程的符合性综合计算考虑,最终选择了采用加厚... 由于地方政府标准调整,矿山现在运行提升系统需要进行技术改造。通过对提升设备整体的分析讨论,提出了三种可行的技术改造方案。对三种方案从对生产的影响、投资情况、运行的稳定可靠以及规程的符合性综合计算考虑,最终选择了采用加厚绳槽衬板,减小钢丝绳直径,更换质量更小的铝合金罐笼,采用容积小的矿车,实现绞车卷筒上单层缠绕的方案。 展开更多
关键词 提升设备 技术改造 绳槽 钢丝绳
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钢丝绳用套环标准修订研究
12
作者 李军 《起重运输机械》 2025年第12期56-62,共7页
文中以钢丝绳用套环的主要技术指标为研究对象,采用同类标准对比、分析计算和试验研究等方法进行了分析,修订后的标准提高了重型套环适用的钢丝绳抗拉强度,增加了重型套环的疲劳性能要求,优化了套环的检验方法和判定原则;通过介绍GB/T 5... 文中以钢丝绳用套环的主要技术指标为研究对象,采用同类标准对比、分析计算和试验研究等方法进行了分析,修订后的标准提高了重型套环适用的钢丝绳抗拉强度,增加了重型套环的疲劳性能要求,优化了套环的检验方法和判定原则;通过介绍GB/T 5974.1—2006《起重机械钢丝绳用套环》的主要修订内容和修订原则,为钢丝绳用套环的生产、检验和使用提供技术依据。 展开更多
关键词 普通套环 重型套环 标准 技术指标
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利用矿山已有工程及设备情况下竖井提升系统方案研究
13
作者 杨国强 邓皓泽 王会来 《有色设备》 2025年第4期106-111,共6页
本文针对某矿山在其资源量减少、竖井井筒已施工及部分设备已订货的背景下,对如何优配竖井提升系统方案展开研究,以减少投资。通过对比分析原方案(2套独立提升系统+井塔布置)与3种拟选方案(单套提升系统+井塔式布置、单套提升系统+井架... 本文针对某矿山在其资源量减少、竖井井筒已施工及部分设备已订货的背景下,对如何优配竖井提升系统方案展开研究,以减少投资。通过对比分析原方案(2套独立提升系统+井塔布置)与3种拟选方案(单套提升系统+井塔式布置、单套提升系统+井架式布置、利用已订货设备单套提升系统+塔式布置)的技术参数、投资成本及优缺点,结果发现:原方案虽投资最高,但设备已就位、改造量小,提升能力充足,可稳定完成任务,风险最低;单套系统方案(方案一、二)虽降低投资,但需设备退订(违约金风险)、井筒改造,工期紧张且施工风险高;方案三虽投资最低,但提升能力不足,无法满足需求。综上,最终方案的选定需视各项目的具体情况而定,依可靠性、生产稳定性与长期成本,本项目仍优选原方案。 展开更多
关键词 竖井 提升系统 提升机 井塔 井架 技术经济比较
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矿井提升系统常见故障类型分析与诊断技术研究 被引量：1
14
作者 邢琪 《煤矿现代化》 2025年第1期148-152,共5页
针对矿井提升系统故障形式复杂、故障类型多样、传统故障诊断结果不准确等问题,本文对矿井提升系统常见故障类型和特征进行分析,指出了矿井提升机常见电动机故障、齿轮箱故障和减速机故障的原因和故障主要特征,确定了不同故障异常特征... 针对矿井提升系统故障形式复杂、故障类型多样、传统故障诊断结果不准确等问题,本文对矿井提升系统常见故障类型和特征进行分析,指出了矿井提升机常见电动机故障、齿轮箱故障和减速机故障的原因和故障主要特征,确定了不同故障异常特征检测点的位置。建立了矿井提升机多维数据融合故障智能诊断系统,以现场实际应用的立式缠绕式双滚筒提升系统进行案例分析,在对应的部位安装传感器采集异常特征,对异常进行可视化分析,不同的故障类型得到振动曲线不同,通过对异常振动曲线可以判断提升系统故障类型。现场试验表明采集到的异常分析过程仅用时1.43 s,异常识别准确率高达98.4%,取得了满意的试验结果. 展开更多
关键词 矿井 提升系统 可视化 故障诊断 远程运维
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煤矿用斗式提升机力学性能分析与优化探索
15
作者 雷建红 《机械管理开发》 2025年第5期59-61,共3页
为进一步探究煤矿用斗式提升机的实际运行特征,以某煤矿企业自行设计的斗式提升机为研究对象,在明确其结构和运行原理的基础上,对其进行三维建模,并设定仿真分析条件,对斗式提升机中的链条和链轮两类关键部件进行仿真分析,确定链轮结构... 为进一步探究煤矿用斗式提升机的实际运行特征,以某煤矿企业自行设计的斗式提升机为研究对象,在明确其结构和运行原理的基础上,对其进行三维建模,并设定仿真分析条件,对斗式提升机中的链条和链轮两类关键部件进行仿真分析,确定链轮结构在力学性能上冗余度较高,可进行拓扑优化设计。从优化设计结果来看,新的链轮结构能够在保障力学性能的前提下实现节约材料15%的目标,因此可以认为此次拓扑优化设计较为可行,在斗式提升机优化设计工作中也将具有潜在应用价值。 展开更多
关键词 斗式提升机 力学性能 仿真分析 优化设计
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庙沟铁矿井下卸载系统掘砌施工工艺技术的探索与实践 被引量：1
16
作者 王海燕 要智勇 《矿业工程》 2025年第1期6-10,共5页
庙沟铁矿在露天转地下开采工程建设中通过对卸载系统工程掘砌施工技术的研究与探索,优化卸载系统掘砌施工技术方案,成功的将卸载硐室、卸载地坑、主溜井施工尽可能的进行平行施工作业,达到了加快工程建设速度,保证工程建设安全高效的目的。
关键词 卸载系统 施工技术 卸载站 主溜井
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高压溢流补油阀设计与流场分析 被引量：2
17
作者 岳向阳 包倩倩 +3 位作者 王涛 汪浒江 吴超 郝惠敏 《液压与气动》 北大核心 2025年第2期128-134,共7页
以某溢流补油阀为基础进行高压化结构设计,建立高压溢流补油阀三维模型,利用CFD软件分析阀内部流场的速度分布、压力以及稳态液动力变化。仿真表明:锥形阀口区域的速度和压力梯度较大,主阀体出油口附近的直角区域容易出现小型旋涡等不... 以某溢流补油阀为基础进行高压化结构设计,建立高压溢流补油阀三维模型,利用CFD软件分析阀内部流场的速度分布、压力以及稳态液动力变化。仿真表明:锥形阀口区域的速度和压力梯度较大,主阀体出油口附近的直角区域容易出现小型旋涡等不良现象,此外,当阀芯位移达到0.5 mm时,稳态液动力达到最大值。研制了额定压力为45 MPa的溢流补油阀样件,测试结果表明:在入口压力42 MPa条件下的高压溢流补油阀具有快速的动态响应,超调量为2.5 MPa,响应时间为0.047s;补油流量从10 L/min增加到80 L/min时,压损从0.073 MPa增大到0.15 MPa,为高压溢流补油阀优化设计提供了定量分析依据。 展开更多
关键词 溢流补油阀 CFD 稳态液动力
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立井提升系统刚性罐道故障诊断方法
18
作者 王建风 靳远志 +2 位作者 张勇 王永振 和佳聪 《工矿自动化》 北大核心 2025年第6期113-121,共9页
刚性罐道是立井提升系统的关键部件,由于井筒形变、钢材锈蚀等原因易发生故障,影响罐笼正常运行。目前罐道故障诊断多采用振动检测法,诊断精度易受罐笼载荷、运行速度等工况影响。针对该问题,采用涡流传感器采集罐道故障信号,可使信号... 刚性罐道是立井提升系统的关键部件,由于井筒形变、钢材锈蚀等原因易发生故障,影响罐笼正常运行。目前罐道故障诊断多采用振动检测法,诊断精度易受罐笼载荷、运行速度等工况影响。针对该问题,采用涡流传感器采集罐道故障信号,可使信号特征不受罐笼运行环境影响。为提高罐道故障识别准确率,提出一种基于残差学习和注意力机制的一维卷积神经网络(RA1DCNN)。该网络通过多尺寸卷积并行运算提取多尺度特征,增强了对不同尺度信号特征的感知能力;引入通道注意力模块和空间注意力模块,并融合残差学习机制,设计了残差注意力模块,可同时获取通道和空间信息特征,提取到更具判别性的特征。搭建罐道故障实验平台模拟不同类别及不同严重程度的罐道故障,对RA1DCNN进行消融实验和对比实验,结果表明:RA1DCNN对罐道故障类别的识别准确率达100%,对间隙故障严重程度的平均识别准确率为99.7%,对错位故障严重程度的平均识别准确率为97.68%,验证了多尺度卷积层和残差注意力模块的有效性;整体故障识别准确率为98.05%,优于一维卷积神经网络等对比模型。 展开更多
关键词 立井提升系统 刚性罐道 罐道故障诊断 涡流检测 一维卷积神经网络 多尺度卷积 残差学习 注意力模块
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基于改进YOLOv5m的滚轮罐耳磨损状态实时检测方法
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作者 张昭喜 马宁 +3 位作者 步达 冯宏普 白星振 陆翔 《山东科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期130-140,共11页
针对立井提升系统中现有滚轮罐耳磨损状态检测方法流程复杂且实时性差的问题,提出一种基于改进YOLOv5m的滚轮罐耳磨损状态实时检测方法。首先,采用YOLOv5m模型对滚轮罐耳进行识别与定位,并将完全交并比损失函数替换为高效交并比损失函数... 针对立井提升系统中现有滚轮罐耳磨损状态检测方法流程复杂且实时性差的问题,提出一种基于改进YOLOv5m的滚轮罐耳磨损状态实时检测方法。首先,采用YOLOv5m模型对滚轮罐耳进行识别与定位,并将完全交并比损失函数替换为高效交并比损失函数,以提高算法准确性和边界框纵横比的收敛速度;其次,基于生成的检测框提出一种滚轮罐耳尺寸测量方案,该方案在测量精度和消除透视投影误差方面均具有显著优势;然后,利用得到的滚轮罐耳尺寸信息判断其磨损状态;最后,将尺寸测量模块与磨损状态检测模块集成到YOLOv5m检测模型中,实现滚轮罐耳磨损状态的实时检测。实验结果表明,基于改进YOLOv5m的检测方法在滚轮罐耳数据集上检测精度达到99.14%,尺寸测量误差小于3 mm,在磨损状态检测性能方面,本方法检测正确率达到99.89%,且每张图像检测时间仅为2.15 s,满足实际工程应用需求。 展开更多
关键词 立井提升系统 滚轮罐耳 磨损状态检测 YOLOv5m
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矿用立井升降机主结构设计与分析
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作者 马鹏程 《中国煤炭》 北大核心 2025年第S1期566-574,共9页
随着煤矿行业的发展,各类设备材料大量进入井下,人货两用升降机作为垂直输送材料与工人的特种载人设备,凭借其承载能力、运输效率以及使用的广泛性,成为立井煤矿必不可少的设备之一。然而,事故的频发使得升降机主体结构的设计和分析愈... 随着煤矿行业的发展,各类设备材料大量进入井下,人货两用升降机作为垂直输送材料与工人的特种载人设备,凭借其承载能力、运输效率以及使用的广泛性,成为立井煤矿必不可少的设备之一。然而,事故的频发使得升降机主体结构的设计和分析愈发迫切,以确保作业安全与效率。目前,一些发达国家在升降机领域有着先进的研究成果,在结构设计、材料选择等方面具有独特的技术优势。国内一些大型建筑施工公司和专业研究机构也在施工升降机的设计、制造和使用方面进行了大量研究。因此通过对升降机主体结构进行系统设计与分析以提高可靠性和安全性,减少施工安全事故的发生,对提高煤矿施工的整体效益具有重要的现实意义。本次设计的立井升降机为提升能力3 t的双吊笼施工升降机,其提升方式为齿轮齿条式。根据各方面要求,完成了立井升降机导轨架、吊笼、附墙架等主要构件的设计,通过计算确定其基本尺寸,并根据强度刚度要求选用材料,同时选择了合适的电机驱动、减速器和安全装置。最后利用三维软件Solidworks建立升降机模型,将其导入有限元分析软件中,施加约束和载荷后对主体结构进行分析,以证明其安全性与可靠性。 展开更多
关键词 立井升降机 齿轮齿条传动 安全装置
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