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永磁外转子矿井提升机多物理场耦合研究进展
1
作者 寇子明 寇少凯 +1 位作者 吴娟 王彦栋 《煤炭科学技术》 北大核心 2026年第1期365-387,共23页
旋转机械传动系统永磁自驱化可促进装备的节能增效,为提高现有矿井提升机中小功率异步电机驱动系统的传动效率,研发了集驱动单元与负载为一体的永磁外转子提升机。但高度集成化的特点也使径向时变大载荷直接作用于滚筒外表面,带来了2个... 旋转机械传动系统永磁自驱化可促进装备的节能增效,为提高现有矿井提升机中小功率异步电机驱动系统的传动效率,研发了集驱动单元与负载为一体的永磁外转子提升机。但高度集成化的特点也使径向时变大载荷直接作用于滚筒外表面,带来了2个技术难题:(1)永磁体边缘切削加剧齿槽转矩问题,大直径滚筒内壁需要轴向分段布置大量永磁体,并与多个定子槽相配合,具有高功率密度的拓扑结构设计不仅密切关系着驱动系统的效率和成本,而且能够有效抑制由磁场能量变化引起的齿槽转矩和转矩脉动;(2)气隙变化引起机械-电磁耦合振动问题,动载荷会引起承载面的局部变形,导致永磁体与定子外圆之间的气隙产生非均匀变化,加剧磁场畸变,诱发严重的机械-电磁耦合振动,需要从动力学的角度揭示气隙变化对振动的影响机理,有助于“对症下药”探索抑制方法。首先,综述了矿井提升机传动方案的发展历程,引出“无减速器、无高速轴、无联轴器”的永磁外转子提升机,并分析了该方案相较于三相异步电机驱动方案的主要优势。然后,重点阐述了永磁外转子提升机拓扑结构设计、动力学分析和永磁体磁性能影响因素3个方面的技术现状,包括外极弧偏心削极永磁体、永磁体边缘结构和非对称定子槽结构设计方法,气隙变化规律和机械-电磁耦合振动特性分析方法,以40极168槽单绳缠绕式永磁外转子提升机为例,基于有限元分析和现场试验相结合进行验证,结果表明:(1)“倒角形边缘外极弧偏心削极永磁体+非对称定子槽”模型可以降低转矩脉动9%;(2)气隙变化的诱因包括转子变形和定子变形,前者会增大电磁力波的幅值,后者则会在电磁力波的主谐波附近产生阶次为±2和±4的高次谐波。在永磁体磁性能影响方面,主要对永磁体退磁特性以及防退磁方法、永磁体的涡流损耗和温升控制2个方面展开论述,展望了永磁外转子提升机在永磁体磁性能方面的研究内容。最后,探讨了双绳缠绕式永磁外转子提升机的布置方案,以及在超深井提升系统中的应用前景。数值模拟结果表明:提升高度为2000 m时,有效载荷最大可达70 t。 展开更多
关键词 永磁外转子提升机 拓扑结构设计 齿槽转矩 气隙变化 电磁力波
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矿井主提升机远程监测及故障诊断系统研究
2
作者 王龙峰 任景奇 《晋控科学技术》 2026年第1期21-24,29,共5页
针对国内煤矿主提升机械装置缺乏状态监测与故障诊断系统的现状,开发了一套基于GPRS网络的远程监测与故障诊断系统。该系统采用LabVIEW作为开发平台,结合MySQL数据库管理系统和Weka数据挖掘平台,能够采集提升机的制动正压力、闸间隙、... 针对国内煤矿主提升机械装置缺乏状态监测与故障诊断系统的现状,开发了一套基于GPRS网络的远程监测与故障诊断系统。该系统采用LabVIEW作为开发平台,结合MySQL数据库管理系统和Weka数据挖掘平台,能够采集提升机的制动正压力、闸间隙、提升载荷及钢丝绳张力等参数,并通过GPRS将数据传输至远程服务器进行存储和分析。 展开更多
关键词 GPRS远程监测 故障诊断 MYSQL 传感器技术 E-R模型 Web发布功能
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基于加速度反馈补偿的深井大功率提升钢丝绳纵向振荡抑制方法
3
作者 周剑波 张超华 +3 位作者 元江博 戴鹏 张婉 鲍君仪 《机械管理开发》 2026年第1期252-254,共3页
为有效抑制钢丝绳的纵向振荡,提出一种基于加速度反馈补偿的钢丝绳纵向振荡抑制方法。首先,分析深井提升系统的纵向振荡数学模型,基于塔式多绳摩擦矿井提升系统,结合钢丝绳的等效刚度、阻尼以及载荷质量等相关参数进行建模。然后,利用... 为有效抑制钢丝绳的纵向振荡,提出一种基于加速度反馈补偿的钢丝绳纵向振荡抑制方法。首先,分析深井提升系统的纵向振荡数学模型,基于塔式多绳摩擦矿井提升系统,结合钢丝绳的等效刚度、阻尼以及载荷质量等相关参数进行建模。然后,利用瑞利法将连续系统离散化,进一步简化模型。根据补偿参数滚筒侧加速度设计加速度实时补偿模块,抑制钢丝绳的纵向振荡。最后,通过搭建仿真模型验证该方法能够显著抑制负载的时变纵向振荡,使提升和下放过程更加平稳,为深井大功率提升系统的稳定性运行提供了理论依据和实践指导。 展开更多
关键词 加速度反馈补偿 纵向振荡 永磁同步电动机 转矩脉动 慢时变特性
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激光熔化沉积技术在航空发动机叶片制造中的应用研究
4
作者 张丽婷 《机械管理开发》 2026年第1期281-283,共3页
航空发动机叶片在服役过程中出现的损伤修复较为困难,对此系统分析激光熔化沉积技术的工作原理及其在叶片制造中的应用,通过理论分析和实际案例,详细阐述该技术在叶片损伤部位修复重建、磨损区域材料补充、局部厚壁结构增材制造几个方... 航空发动机叶片在服役过程中出现的损伤修复较为困难,对此系统分析激光熔化沉积技术的工作原理及其在叶片制造中的应用,通过理论分析和实际案例,详细阐述该技术在叶片损伤部位修复重建、磨损区域材料补充、局部厚壁结构增材制造几个方面的具体应用过程。以某型涡轮发动机高压涡轮叶片修复为例,修复后叶片的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到原始叶片的96.5%、94.6%和94.4%,修复界面结合强度达到385 MPa。结果表明,激光熔化沉积技术能够有效实现航空发动机叶片的高质量修复重建,为叶片再制造提供了可靠的技术途径。 展开更多
关键词 激光熔化沉积技术 航空发动机叶片 制造
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基于注意力机制的煤矿提升机轴承故障诊断系统研究
5
作者 杜磊 魏良跃 +1 位作者 王博涵 梁中婷 《煤矿现代化》 2026年第1期23-30,共8页
矿井提升机轴承作为矿井提升系统的关键部件,长期高负荷运行,难以避免出现各类损伤,导致发生故障,影响生产效率、引发安全事故。因此,准确地诊断提升机轴承故障具有重要的工程意义。提升机运行工况复杂多变,较难获取设备轴承在所有工况... 矿井提升机轴承作为矿井提升系统的关键部件,长期高负荷运行,难以避免出现各类损伤,导致发生故障,影响生产效率、引发安全事故。因此,准确地诊断提升机轴承故障具有重要的工程意义。提升机运行工况复杂多变,较难获取设备轴承在所有工况下的完备数据集。针对变工况下目标工况仅有少量标签故障样本的场景,本文提出一种基于统计特征、注意力机制和参数迁移的诊断模型SFPTinSAM。该模型经CWRU数据集验证,相较于传统模型具有更强的变工况小样本故障诊断能力。最后,基于加载该模型的边缘AI网关、采集电路模块和网络架构设计了煤矿提升机轴承故障诊断系统,为矿井提供部件故障诊断服务,提升了煤矿作业的智能化水平。 展开更多
关键词 提升机轴承 故障诊断 小样本 迁移学习 注意力机制 嵌入式系统
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煤矿提升机安全保护装置及其应用研究
6
作者 朱志如 《能源与节能》 2026年第1期236-239,共4页
提升机是煤矿生产中重要设备之一,安全保护装置对提升机的正常运行至关重要。基于煤矿提升机安全保护装置的作用,重点分析了制动装置、防过卷装置、防过速装置和深度指示装置的功能与应用。进一步提出提升煤矿提升机安全保护装置应用效... 提升机是煤矿生产中重要设备之一,安全保护装置对提升机的正常运行至关重要。基于煤矿提升机安全保护装置的作用,重点分析了制动装置、防过卷装置、防过速装置和深度指示装置的功能与应用。进一步提出提升煤矿提升机安全保护装置应用效率的措施,特别是在强化制动装置安全管理质量、科学改装设置防过卷装置方面的策略。最后,结合机房管理质量的提升,探讨了如何有效保障煤矿提升机的安全运行,确保煤矿生产的安全与稳定。 展开更多
关键词 煤矿提升机 安全保护装置 防过卷装置 防过速装置 安全管理
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提升机运行监测及故障诊断技术研究
7
作者 顼波 《江西煤炭科技》 2026年第1期197-199,202,共4页
以矿井使用的2JK3.5/11.5提升机为研究对象,对提升机常见故障类型及故障特征进行分析,并针对性构建提升机运行监测及故障诊断系统。对提升机运行监测及故障诊断结构、硬件及软件部分进行详细设计。构建的提升机运行监测及故障诊断系统... 以矿井使用的2JK3.5/11.5提升机为研究对象,对提升机常见故障类型及故障特征进行分析,并针对性构建提升机运行监测及故障诊断系统。对提升机运行监测及故障诊断结构、硬件及软件部分进行详细设计。构建的提升机运行监测及故障诊断系统运行平稳,可实现提升机各关键部位监测以及故障预警,故障预警准确率达到98.1%。 展开更多
关键词 提升机 运行监测 传感器 故障诊断
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机械传动系统优化设计的策略与影响探讨
8
作者 徐亮亮 曹现瑞 《中文科技期刊数据库(文摘版)工程技术》 2026年第1期001-004,共4页
在工业装备中,机械传动系统扮演着至关重要的角色,其性能直接关系到生产效率和设备的可靠性。本研究聚焦于当前机械传动系统中存在的效率瓶颈和设计限制,提出了一种创新的设计方案和技术改进措施。通过结合理论分析与实验验证的方法,我... 在工业装备中,机械传动系统扮演着至关重要的角色,其性能直接关系到生产效率和设备的可靠性。本研究聚焦于当前机械传动系统中存在的效率瓶颈和设计限制,提出了一种创新的设计方案和技术改进措施。通过结合理论分析与实验验证的方法,我们对系统结构进行了优化,并引入了新型材料和先进制造工艺,以增强传动部件的强度和减少摩擦损耗。研究结果表明,通过这些系统化的创新设计和技术改进,传动效率提升了超过10%,系统的整体性能稳定性也得到了显著提高。这项研究不仅为机械传动系统的生产和制造提供了重要的理论指导和技术支持,还推动了相关产业链的发展和技术升级。 展开更多
关键词 机械传动设计 效率提升 新型材料 先进制造工艺
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基于计算机视觉技术的矿井提升机钢丝绳振动位移监测方法
9
作者 张永亮 《凿岩机械气动工具》 2026年第1期190-192,共3页
标记矿井提升机钢丝绳振动位移时,常规监测方式主要采用单点位比对方法进行监测,导致最终输出结果不精准。基于此,提出基于计算机视觉技术的矿井提升机钢丝绳振动位移监测方法,分割处理拍摄图像,并对分割范围内的异常边缘点进行拟合,在... 标记矿井提升机钢丝绳振动位移时,常规监测方式主要采用单点位比对方法进行监测,导致最终输出结果不精准。基于此,提出基于计算机视觉技术的矿井提升机钢丝绳振动位移监测方法,分割处理拍摄图像,并对分割范围内的异常边缘点进行拟合,在亚像素环境下跟踪锁定内部的拟合目标,完成基础性定位;依据提升机振动状态变化情况,同步解算监测多个定位点的位移,并对定位监测目标展开自适应校准,输出最终监测结果。实验结果表明,该方法得到的监测相对误差在1.5 mm以下,说明监测方法的精准度有所提升,适用性较好。 展开更多
关键词 计算机视觉技术 矿井提升机 钢丝绳 振动位移
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大型矿井提升机主轴装置力学特性研究
10
作者 秦子健 《能源与节能》 2026年第1期161-164,168,共5页
为提升大型矿井提升机运行可靠性,以JKMD-3.5×4(Ⅲ)型落地多绳摩擦式矿井提升机为例,通过有限元法对大型矿井提升机主轴装置力学特性进行模拟分析。模拟分析结果可知,该提升机主轴具有较高的强度、刚度与疲劳寿命,最差工况条件下,... 为提升大型矿井提升机运行可靠性,以JKMD-3.5×4(Ⅲ)型落地多绳摩擦式矿井提升机为例,通过有限元法对大型矿井提升机主轴装置力学特性进行模拟分析。模拟分析结果可知,该提升机主轴具有较高的强度、刚度与疲劳寿命,最差工况条件下,主轴装置最大应力约为109.0100000 MPa,最大变形量约为2.00360 mm,均位于挡绳板上,最低疲劳循环次数约为4.986×10^(6)次,且最低主轴装置自然频率为7.2678 Hz,远高于主轴装置工作频率,基本不会出现振动损伤。根据力学特性模拟分析结果,初步提出了主轴装置结构优化方案,并通过在司马煤业实践应用验证了优化方案的合理性,在保证主轴装置依然具有较高强度、刚度、疲劳寿命的同时,降低主轴装置总体质量,有利于提高提升机运行可靠性。 展开更多
关键词 矿井提升机 主轴装置 力学特性 结构优化
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副井提升机三电平交-直-交变频控制系统控制算法设计及仿真分析
11
作者 赵彦莉 《凿岩机械气动工具》 2026年第1期25-27,共3页
针对副井提升机三电平交-直-交变频控制系统,设计了一种基于矢量控制的双闭环控制算法。将定子电流解耦,通过比例-积分(proportional-integral ,PI)调节器实现速度精确控制;采用自适应控制策略在线辨识电机参数,并动态调整PI参数,以提... 针对副井提升机三电平交-直-交变频控制系统,设计了一种基于矢量控制的双闭环控制算法。将定子电流解耦,通过比例-积分(proportional-integral ,PI)调节器实现速度精确控制;采用自适应控制策略在线辨识电机参数,并动态调整PI参数,以提升系统的鲁棒性;基于瞬时功率理论的能量优化策略,下放重物时将再生能量回馈电网,提升重物时优化电机效率。为验证算法的有效性,构建仿真平台,结果表明,该控制算法能精确控制速度,转速跟踪误差均方根值为15 r/min,最大误差小于30 r/min,超调量被控制在5%以下,具有良好的鲁棒性;负载突变时转速波动为±2%,能量回馈效率在90%以上,能耗显著降低。 展开更多
关键词 副井提升机 三电平交-直-交变频控制系统 控制算法
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多绳摩擦式提升机钢丝绳动态特征及提升参数研究
12
作者 赵一泽 《机械研究与应用》 2026年第1期21-23,共3页
为避免多绳摩擦式矿井提升机因大幅横向振动引发绳索碰撞故障,并据此确定合理的提升参数,该文分析了恒定长度与可变长度提升钢丝绳在天轮波动所引起的周期性外部激励作用下的动力学行为,建立了相应的动力学模型并进行了实验验证,系统阐... 为避免多绳摩擦式矿井提升机因大幅横向振动引发绳索碰撞故障,并据此确定合理的提升参数,该文分析了恒定长度与可变长度提升钢丝绳在天轮波动所引起的周期性外部激励作用下的动力学行为,建立了相应的动力学模型并进行了实验验证,系统阐述了不同提升参数对提升钢丝绳横向振动特性的影响。结果表明:大振幅横向振动通常与提升钢丝绳自身动力学特性及外部激励条件密切相关,当外部激励频率处于危险共振频率范围内时,容易激发大幅度横向振动,从而诱发绳索碰撞。相关研究成果可为提升系统的优化设计、安全运行及维护保养提供理论依据和技术支持。 展开更多
关键词 多绳摩擦式矿井提升机 钢丝绳 提升参数
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钢丝绳在线检测参数对矿井提升机运行安全性的影响
13
作者 程文彬 《凿岩机械气动工具》 2026年第1期82-84,共3页
以矿井提升机钢丝绳为研究对象,依托在线检测系统的信号采集与数据处理模块,构建钢丝绳缺陷识别、检测信号处理、安全风险评估综合仿真模型,设置不同的检测频率、信号采样精度并进行模拟,研究钢丝绳在线检测参数对矿井提升机运行安全性... 以矿井提升机钢丝绳为研究对象,依托在线检测系统的信号采集与数据处理模块,构建钢丝绳缺陷识别、检测信号处理、安全风险评估综合仿真模型,设置不同的检测频率、信号采样精度并进行模拟,研究钢丝绳在线检测参数对矿井提升机运行安全性的影响,生成参数与安全风险关联仿真曲线,旨在提高矿井提升机安全管控水平。 展开更多
关键词 矿井提升机 钢丝绳 在线检测参数
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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：3
14
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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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 被引量：1
15
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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煤矿立井提升机新型盘形制动器的设计与应用研究
16
作者 郝世伟 《机械管理开发》 2026年第2期180-182,共3页
传统煤矿立井提升机制动系统存在监测偏差与安全隐患,其压力传感器仅测量碟簧力,而非实际作用于制动盘的正压力,导致特定工况下监测失效。提出新型盘形制动器设计方案,通过内置式传感器直接监测闸瓦-闸盘接触压力,结合分体式闸瓦组件与... 传统煤矿立井提升机制动系统存在监测偏差与安全隐患,其压力传感器仅测量碟簧力,而非实际作用于制动盘的正压力,导致特定工况下监测失效。提出新型盘形制动器设计方案,通过内置式传感器直接监测闸瓦-闸盘接触压力,结合分体式闸瓦组件与镀铬筒体结构降低磨损与卡滞风险。实验表明,新型制动器制动正压力误差≤1.1%,响应时间缩短75%,闸瓦磨损量降低30%,井下应用后故障率降至零,显著提升了制动可靠性与经济性。 展开更多
关键词 煤矿立井 提升机 新型盘形制动器 优化设计
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矿井提升机钢丝绳双层缠绕改单层实践
17
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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高压溢流补油阀设计与流场分析 被引量：2
18
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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基于SSA-CNN-BiLSTM的提升机制动系统故障诊断模型 被引量：2
19
作者 陈竞 张宏伟 王凯旋 《机电工程》 北大核心 2025年第8期1615-1624,共10页
作为连接地面与井下的重要枢纽,矿井提升机的运行对煤矿的生产效率和安全有着直接影响,而制动系统则在提升机运行中发挥着不可或缺的作用。为了充分挖掘监测数据间的故障关系,提出了一种基于麻雀搜索算法(SSA)优化的卷积-双向长短时记... 作为连接地面与井下的重要枢纽,矿井提升机的运行对煤矿的生产效率和安全有着直接影响,而制动系统则在提升机运行中发挥着不可或缺的作用。为了充分挖掘监测数据间的故障关系,提出了一种基于麻雀搜索算法(SSA)优化的卷积-双向长短时记忆神经网络(CNN-BiLSTM)的提升机制动系统故障诊断方法。首先,对矿井提升机制动系统的工作原理和故障原因进行了分析,确定了需要采集的监测数据;其次,搭建了基于SSA-CNN-BiLSTM的神经网络模型,其中CNN能够有效地捕捉数据的局部特征,同时提供关于全局的空间信息;LSTM网络主要用于获取数据在时间序列上的特征,BiLSTM则能够实现数据的双向传递目的,将这两者结合起来,可以在空间和时间两个维度上对数据进行复杂的特征提取和识别,从而提升模型的整体表现;SSA用于优化CNN-BiLSTM网络结构,寻找最优参数;最后,采集了提升机的运行数据,并对搭建的故障诊断模型进行了训练与测试,以某矿井提升机实际运行的数据开展了实验研究,并对SSA优化的CNN-BiLSTM和其他算法进行了性能对比。研究结果表明:SSA优化的CNN-BiLSTM神经网络模型准确率为95.7%,相比于CNN-BiLSTM、BiLSTM和CNN准确率分别提高了6.3%、11.2%和14.1%。该模型具有较高的预测性,可用于提升机制动系统的故障诊断。 展开更多
关键词 起重机械 矿井提升机 制动系统 麻雀搜索算法 卷积-双向长短时记忆神经网络 故障识别与分类
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基于改进Transformer的提升机制动系统故障诊断研究 被引量：2
20
作者 王凯旋 张宏伟 《煤炭工程》 北大核心 2025年第5期148-155,共8页
在对矿井提升系统进行故障诊断时,为了降低对专家经验的依赖性并充分挖掘数据间的复杂关系,提出了一种基于改进Transformer神经网络的提升机制动系统故障诊断方法。首先,分析制动系统的故障现象及原因,确定监测参数。其次,搭建改进的Tra... 在对矿井提升系统进行故障诊断时,为了降低对专家经验的依赖性并充分挖掘数据间的复杂关系,提出了一种基于改进Transformer神经网络的提升机制动系统故障诊断方法。首先,分析制动系统的故障现象及原因,确定监测参数。其次,搭建改进的Transformer故障诊断模型,利用多层自注意力机制来捕捉矿井提升机监测数据之间的相关性和故障关系,并将池化层引入Transformer模型中,降低模型的参数量,缓解过拟合的风险。最后,以采集提升机实际运行数据为基础开展实验研究,利用Adam优化器更新模型参数。结果表明,改进后的Transformer故障分类预测的准确率可达到97.5%,相比于Transformer、CNN和LSTM神经网络准确率分别提升了6.1、10.0和14.8百分点,具有较高的准确性。 展开更多
关键词 矿井提升机 制动系统 Transformer神经网络 故障诊断 自注意力机制
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