带式输送机驱动滚筒和头架有限元分析及参数化设计
这是一篇关于带式输送机,驱动滚筒辐板间距,有限元分析,头架共振,参数化设计的论文, 主要内容为带式输送机作为散料运输的主要设备,随着搬运领域的全新发展和对生产安全性的全新认识,人们提出了一些新的要求,包括长距离、大容量、高效率、智能化以及低事故率等。在这些新的背景下,设计人员面临着众多动力学问题以及设计工作重复繁琐性问题。很显然传统的设计方法已经不能满足现代大型带式输送机设计的要求,CAD/CAE技术以及有限元分析法在现代设计中已然成为最主要的分析设计方法,对于CAD软件的二次开发既可以提升设计效率,也可以解决三维模型建立过程中的繁琐步骤以及后续修改的麻烦。这些设计分析方法大幅度降低了设计周期,同时提高了产品质量以及减少了设计成本。驱动滚筒和头架作为带式输送机中传递动力的枢纽,它的稳定性关乎到整台输送机能否正常工作,在实际工作中,驱动滚筒和头架受力比较复杂,属于输送机中的易坏部件,本文以某型号带式输送机驱动滚筒和头架为研究对象,做了以下研究:⑴针对带式输送机驱动滚筒中部易压陷损坏,提出了通过调整辐板间距的方式来减小驱动滚筒的中部变形,利用ANSYS对所建立的驱动滚筒模型进行分析,分别对不同辐板间距的驱动滚筒进行静力学分析,分析其应力和应变规律;利用Origin的数据拟合功能,分别对不同辐板间距的驱动滚筒中部变形量和边部变形量进行数据拟合,通过函数曲线得到使驱动滚筒整体变形量最小的辐板间距,实现在不改变驱动滚筒内部结构的前提下使驱动滚筒的变形量最小,为驱动滚筒的设计提供一个依据。⑵对带式输送机驱动头架的起动和跑偏工况进行详细的受力分析,并利用ANSYS对驱动头架进行有限元分析,分析起动和跑偏工况下驱动头架的应力和应变情况;在此基础上对带式输送机驱动头架进行模态分析,并基于模态分析结果对驱动头架进行谐响应分析,通过分析结果得到共振频率点以及发生剧烈振动的频率范围,为驱动头架的动态分析提供了参考。⑶以VB6.0为开发平台对Solid Works进行二次开发,SQL Sever为数据库,开发基于DTII(A)型带式输送机的驱动滚筒和头架的参数化绘图系统,极大提高绘图效率。
带式输送机智能巡检机器人系统设计与实现
这是一篇关于带式输送机,巡检机器人,故障检测,参数修正,多传感器融合的论文, 主要内容为带式输送机是煤矿生产中的重要运输设备之一,其往往在恶劣环境中高速、重载、长距离、长时间运输货物,安全问题时有发生。传统的带式输送机巡检主要采取人工巡检的方式,人工巡检时巡检人员所处的一线工作环境恶劣,不利于巡检人员身心健康,甚至危及生命,同时,人工巡检效率低、查漏率高。因此,带式输送机智能化巡检引起了广泛关注。目前,有少量针对带式输送机巡检任务设计的轨道式巡检机器人,但矿用带式输送机距离长,工作环境恶劣,导致轨道式巡检机器人定位精度受限。鉴于此,本文提出了一种带式输送机巡检机器人高精度定位方法,并设计研发了一套带式输送机智能巡检机器人系统,主要研究工作如下:(1)带式输送机智能巡检机器人系统设计。首先,根据带式输送机的巡检任务,分析巡检机器人的主要需求;然后,根据带式输送机巡检任务的特点选择牵引式轨道巡检机器人方案,在牵引式轨道巡检机器人基础上根据需求分析构建模块化的巡检机器人功能结构;最后,分别设计巡检机器人的硬件系统和软件系统,硬件系统从控制器、外围硬件选型两个方面进行设计,软件系统从电控软件、监控系统软件、驱动系统软件三个部分设计。(2)带式输送机智能巡检策略设计。首先,通过驱动系统的自动巡航模式实现机器人自动巡航,获取现场环境与带式输送机运行数据并上传;然后,基于巡检机器人采集的环境传感器和响应设备实现环境参数监测;最后,分析带式输送机主要故障种类,确定巡检故障类型并采集对应数据集,选择其中的训练集训练YOLOv5故障检测模型,在监控系统软件中基于故障检测模型实现输送带故障检测。结合环境参数监测功能、输送带故障检测功能与机器人的自动巡航功能结合实现带式输送机智能巡检。(3)带式输送机智能巡检机器人高精度定位方法。首先,分析轨道特性,提出轨道分段方法,指导路标布置;再构建编码器递推定位方法;然后,通过机器人运行的历史数据,提出基于递推最小二乘的编码器系数分段分方向修正方法;最后,在轨道分段的段端基于卡尔曼滤波算法实现编码器和NFC数据融合定位,在段内利用编码器修正系数与编码器信息进行递推定位,从而实现轨道式巡检机器人连续高精度的定位。(4)带式输送机智能巡检机器人样机测试。首先,利用巡检机器人样机设计了样机测试实验,验证巡检机器人系统网络通信、信息采集、远程监控、输送带故障检测等重要功能。然后,为验证在弯曲轨道上基于编码器和NFC修正融合高精度定位方法的适应性与精度,搭建了实验平台并进行分别实验验证。论文共有图53幅,表13个,参考文献105篇。
基于智能视频分析的带式输送机安全监测与保护系统研究及应用
这是一篇关于深度学习,视频分析,带式输送机,目标检测,智慧矿山的论文, 主要内容为煤矿是国家重要的基础产业,随着矿山开采技术的发展,煤矿安全形势虽然逐渐好转,但与其他行业相比,煤矿安全事故仍是我国煤矿安全管理面临的重大问题。面对日益严峻的煤矿安全生产形势,如何提前发现事故隐患,提高煤矿开采效率是目前急需解决的问题。矿用带式输送机是煤炭运输的重要大型机电设备,是煤炭输送的大动脉,也是煤矿安全事故的频发地。随着工业自动化和信息化进程的快速推进,对煤炭的日产量的需要也日益增长,这对于带式输送机的煤炭负载和运输量也随之增高。然而,在带式输送机对煤炭进行运输的过程中,煤流中常会夹杂煤矸石、大块煤、锚杆等异物,且在煤炭运输过程中带式输送机的周边区域也存在人员工作违章等安全隐患,从而引起皮带撕裂、堆煤、堵煤、人员伤亡等事故发生。因此本文围绕带式输送机的安全监测与保护进行研究,通过设计目标检测与识别网络模型对带式输送机的监控视频进行智能视频分析,从源头上建立带式输送机的安全监测与保护系统。本文的主要研究内容与创新点如下:(1)提出面向矿井人工照明光照不均匀条件下的煤流异物检测方法LEYOLOv3,并进行了系统开发和现场测试应用。首先,分析煤矿井下实际的工矿照明环境,然后基于适合于非煤异物检测的目标检测算法模型YOLOv3,提出了面向矿井不均匀光照边缘增强的改进YOLOv3异物检测算法—LE-YOLOv3来提升矿井带式输送机煤流夹杂异物检测的准确性。首先,通过在LLNet的结构中添加EEM边缘增强模块,并将该融合模块进一步与YOLOv3的网络框架相结合,增强矿井带式输送机煤流监测图像的光照信息,然后还通过线性差值和随机裁剪的混合数据集增强方法增强了锚杆数据集样本,使异物检测效果得到明显提升。最后通过客户端界面设计和系统开发,并在煤矿生产现场进行了测试和分析,验证了本文所提出的煤流异物检测方法的有效性。(2)提出面向矿井主运输巷道复杂环境的目标检测算法PS-YOLOv3,并将其应用于实时监测矿井带式输送机运转工作区域人员佩戴安全帽和危险区域入侵等违章行为监测。首先,在原始YOLOv3算法模型上加入了PS多层次特征融合模块,并对骨干网提取的不同层次特征进行聚合。同时,本课题在PSYOLOv3中的Neck层中又引入SE注意力模块,从而关注不同尺度上目标的显著性特征,提高了模型的检测能力。最后通过客户端界面设计和系统开发,并将其应用在煤矿的生产现场,结果表明,本文所提出的方法及系统具有良好的检测效果和实用价值。该论文有图32幅,表3个,参考文献85篇。
带式输送机驱动装置参数化设计及有限元分析
这是一篇关于带式输送机,驱动装置,驱动装置架,有限元分析,SolidWorks的论文, 主要内容为带式输送机是一类以摩擦为主要传动形式的物料输送机械。它具备运输能力大、运行阻力小、能耗低、输送距离远、使用寿命长,且对物料完整性的影响小、噪声低、安全性高等优点,是应用最广泛的连续输送不同散状物料的工业输送系统。由于低运行阻力和简单的结构设计,它们也被用于几十公里长的距离。驱动系统是带式输送机的动力系统,电机通过联轴器装置驱动滚筒旋转,实现动力的传递。随着科技水平发展,计算机设计的优点使其变得更加成熟,现已成为带式输送机选型设计的主流趋势。本课题以Solid Works为参数化设计平台,VB为开发工具结合SQL Server数据库,研究开发的带式输送机驱动装置参数化设计系统,包括计算选型、零部件三维建模及二维工程图转化和数据库系统三大模块。软件计算选型部分根据《DTⅡ(A)型带式输送机设计手册》计算出所需驱动力以及电机功率,结合具体工况选择合适的驱动装置型号,以VB语言为开发工具,通过Alpine数据库的访问技术,实现了选型设计计算的编程。采用Solid Works参数化设计技术和标准数据库,采用程序驱动和尺寸驱动结合的二次开发方法,实现了零件三维建模和工程图转换。最后,对驱动装置架进行有限元分析,主要分析电动机减速器加载简谐激励载荷引起的疲劳破坏对驱动装置架造成的影响,当电动机激励频率接近驱动装置架固有频率时系统会发生共振,引起冲击载荷,甚至影响系统稳定性和安全运行。本课题设计的参数化设计系统,人机交互能力强、可视化程度高、功能强大,利用SQL数据库强大的数据储存与调用能力使设计更加实用合理,提高了带式输送机驱动装置的选型设计效率,对其它零部件参数化设计也有一定借鉴意义。同时研究驱动装置架的受力情况,通过改进结构增加了低阶模态频率,避免系统发生共振,为大型带式输送机驱动装置架选型设计提供了理论参考。
带式输送机智能巡检机器人系统设计与实现
这是一篇关于带式输送机,巡检机器人,故障检测,参数修正,多传感器融合的论文, 主要内容为带式输送机是煤矿生产中的重要运输设备之一,其往往在恶劣环境中高速、重载、长距离、长时间运输货物,安全问题时有发生。传统的带式输送机巡检主要采取人工巡检的方式,人工巡检时巡检人员所处的一线工作环境恶劣,不利于巡检人员身心健康,甚至危及生命,同时,人工巡检效率低、查漏率高。因此,带式输送机智能化巡检引起了广泛关注。目前,有少量针对带式输送机巡检任务设计的轨道式巡检机器人,但矿用带式输送机距离长,工作环境恶劣,导致轨道式巡检机器人定位精度受限。鉴于此,本文提出了一种带式输送机巡检机器人高精度定位方法,并设计研发了一套带式输送机智能巡检机器人系统,主要研究工作如下:(1)带式输送机智能巡检机器人系统设计。首先,根据带式输送机的巡检任务,分析巡检机器人的主要需求;然后,根据带式输送机巡检任务的特点选择牵引式轨道巡检机器人方案,在牵引式轨道巡检机器人基础上根据需求分析构建模块化的巡检机器人功能结构;最后,分别设计巡检机器人的硬件系统和软件系统,硬件系统从控制器、外围硬件选型两个方面进行设计,软件系统从电控软件、监控系统软件、驱动系统软件三个部分设计。(2)带式输送机智能巡检策略设计。首先,通过驱动系统的自动巡航模式实现机器人自动巡航,获取现场环境与带式输送机运行数据并上传;然后,基于巡检机器人采集的环境传感器和响应设备实现环境参数监测;最后,分析带式输送机主要故障种类,确定巡检故障类型并采集对应数据集,选择其中的训练集训练YOLOv5故障检测模型,在监控系统软件中基于故障检测模型实现输送带故障检测。结合环境参数监测功能、输送带故障检测功能与机器人的自动巡航功能结合实现带式输送机智能巡检。(3)带式输送机智能巡检机器人高精度定位方法。首先,分析轨道特性,提出轨道分段方法,指导路标布置;再构建编码器递推定位方法;然后,通过机器人运行的历史数据,提出基于递推最小二乘的编码器系数分段分方向修正方法;最后,在轨道分段的段端基于卡尔曼滤波算法实现编码器和NFC数据融合定位,在段内利用编码器修正系数与编码器信息进行递推定位,从而实现轨道式巡检机器人连续高精度的定位。(4)带式输送机智能巡检机器人样机测试。首先,利用巡检机器人样机设计了样机测试实验,验证巡检机器人系统网络通信、信息采集、远程监控、输送带故障检测等重要功能。然后,为验证在弯曲轨道上基于编码器和NFC修正融合高精度定位方法的适应性与精度,搭建了实验平台并进行分别实验验证。论文共有图53幅,表13个,参考文献105篇。
带式输送机重锤张紧装置有限元分析及二次开发
这是一篇关于带式输送机,重锤张紧装置,参数化设计,数据库,有限元分析的论文, 主要内容为随着现代社会科学技术的快速发展,长距离、大运量、大功率成为带式输送机的主要发展趋势,而张紧装置是带式输送机系统正常生产运行中不可或缺的部分。通过安装张紧装置可以确保输送带具有良好的张力,从而避免因输送带与滚筒之间的摩擦力过小而导致出现打滑现象。张紧装置失效是带式输送机的故障之一,常造成输送带磨损和输送物料倾洒,严重时会导致输送带断裂、设备停机等,此类事故造成的损失难以估量。为了减少张紧装置失效所产生的危害,使带式输送机在工作过程中产生最大的经济效益。本文以某重锤张紧装置为研究对象,利用SolidWorks为支撑平台,开发出一套集载荷计算、零部件建模、零部件装配于一体的自动化绘图软件,本文研究内容如下:(1)利用数据库管理技术,在数据库管理系统SQL Server中搭建DTⅡ(A)型带式输送机手册中张紧装置零部件标准型谱数据库。以Visual Basic 6.0为开发平台,应用某一案例,计算出所需要的张力值。接着应用模块化和参数化技术,使用SolidWorks API通过二次开发与数据库存取技术(ADO)相结合,建立相关零部件的三维模型,完成零部件的系列设计与自下而上的全过程装配。(2)通过模拟输送机的起动工况,利用模态分析得到装置的固有频率和模态振型图。通过对模态结果的分析,得到结构容易受到共振影响的部位,随后进行谐响应分析,使装置承受不同频率的载荷,从而判断发生共振时的频率,为防止发生共振破坏结构提供理论依据。
带式输送机驱动装置参数化设计及有限元分析
这是一篇关于带式输送机,驱动装置,驱动装置架,有限元分析,SolidWorks的论文, 主要内容为带式输送机是一类以摩擦为主要传动形式的物料输送机械。它具备运输能力大、运行阻力小、能耗低、输送距离远、使用寿命长,且对物料完整性的影响小、噪声低、安全性高等优点,是应用最广泛的连续输送不同散状物料的工业输送系统。由于低运行阻力和简单的结构设计,它们也被用于几十公里长的距离。驱动系统是带式输送机的动力系统,电机通过联轴器装置驱动滚筒旋转,实现动力的传递。随着科技水平发展,计算机设计的优点使其变得更加成熟,现已成为带式输送机选型设计的主流趋势。本课题以Solid Works为参数化设计平台,VB为开发工具结合SQL Server数据库,研究开发的带式输送机驱动装置参数化设计系统,包括计算选型、零部件三维建模及二维工程图转化和数据库系统三大模块。软件计算选型部分根据《DTⅡ(A)型带式输送机设计手册》计算出所需驱动力以及电机功率,结合具体工况选择合适的驱动装置型号,以VB语言为开发工具,通过Alpine数据库的访问技术,实现了选型设计计算的编程。采用Solid Works参数化设计技术和标准数据库,采用程序驱动和尺寸驱动结合的二次开发方法,实现了零件三维建模和工程图转换。最后,对驱动装置架进行有限元分析,主要分析电动机减速器加载简谐激励载荷引起的疲劳破坏对驱动装置架造成的影响,当电动机激励频率接近驱动装置架固有频率时系统会发生共振,引起冲击载荷,甚至影响系统稳定性和安全运行。本课题设计的参数化设计系统,人机交互能力强、可视化程度高、功能强大,利用SQL数据库强大的数据储存与调用能力使设计更加实用合理,提高了带式输送机驱动装置的选型设计效率,对其它零部件参数化设计也有一定借鉴意义。同时研究驱动装置架的受力情况,通过改进结构增加了低阶模态频率,避免系统发生共振,为大型带式输送机驱动装置架选型设计提供了理论参考。
带式输送机驱动装置参数化设计及有限元分析
这是一篇关于带式输送机,驱动装置,驱动装置架,有限元分析,SolidWorks的论文, 主要内容为带式输送机是一类以摩擦为主要传动形式的物料输送机械。它具备运输能力大、运行阻力小、能耗低、输送距离远、使用寿命长,且对物料完整性的影响小、噪声低、安全性高等优点,是应用最广泛的连续输送不同散状物料的工业输送系统。由于低运行阻力和简单的结构设计,它们也被用于几十公里长的距离。驱动系统是带式输送机的动力系统,电机通过联轴器装置驱动滚筒旋转,实现动力的传递。随着科技水平发展,计算机设计的优点使其变得更加成熟,现已成为带式输送机选型设计的主流趋势。本课题以Solid Works为参数化设计平台,VB为开发工具结合SQL Server数据库,研究开发的带式输送机驱动装置参数化设计系统,包括计算选型、零部件三维建模及二维工程图转化和数据库系统三大模块。软件计算选型部分根据《DTⅡ(A)型带式输送机设计手册》计算出所需驱动力以及电机功率,结合具体工况选择合适的驱动装置型号,以VB语言为开发工具,通过Alpine数据库的访问技术,实现了选型设计计算的编程。采用Solid Works参数化设计技术和标准数据库,采用程序驱动和尺寸驱动结合的二次开发方法,实现了零件三维建模和工程图转换。最后,对驱动装置架进行有限元分析,主要分析电动机减速器加载简谐激励载荷引起的疲劳破坏对驱动装置架造成的影响,当电动机激励频率接近驱动装置架固有频率时系统会发生共振,引起冲击载荷,甚至影响系统稳定性和安全运行。本课题设计的参数化设计系统,人机交互能力强、可视化程度高、功能强大,利用SQL数据库强大的数据储存与调用能力使设计更加实用合理,提高了带式输送机驱动装置的选型设计效率,对其它零部件参数化设计也有一定借鉴意义。同时研究驱动装置架的受力情况,通过改进结构增加了低阶模态频率,避免系统发生共振,为大型带式输送机驱动装置架选型设计提供了理论参考。
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