针对目前提升机载荷难以通过直接法测量的问题,以某矿JKM-2.8×6(I)A型多绳摩擦式提升机为研究对象。选取提升机运行过程中的最大启动电流、加速段主电机电流平均值、最大速度、平均加速度等8类2000组数据进行分析,利用多种神经网络(BP、RBF、Elman)的方法建立了载荷预测模型。经过对比分析,表明自适应BP神经网络可作为预测提升机提升载荷的一种有效方法。该方法是基于提升机现场数据进行载荷的预测分析可以为摩擦式提升机载荷监测提供参考,也可以进一步为现场的安全生产与维护提供理论参考依据,非常具有现实指导意义。

为观察采煤机直线截割工况下,铲煤板在未悬空与部分悬空两种工作状态下中部槽的应力分布情况。首先研究采煤机在该工况下中部槽受力情况,利用ADAMS建立采煤机直线截割工况下的虚拟样机模型,通过仿真分析得到采煤机对中部槽的作用力,将得到的载荷曲线导入ANSYS/LS-DYNA中,分别对两种工况进行动力学仿真分析,得到两种工况下中部槽上的应力分布结果。结果表明,采煤机在直线截割工况下,高应力区域主要集中在中部槽肋板根部和槽帮哑铃窝处,其位置与实际中部槽开裂位置一致。从理论上解释了中部槽开裂的原因,该结果可为中部槽的优化设计提供理论指导。

为了研究盘形滚刀破碎岩体的受力过程,利用PFC颗粒流软件对盘形滚刀破碎岩石的过程进行建模仿真,得到其滚动力、侧向力和法向力。引入三种神经网络(BP、ELM、RBF)构建模型,选取适当的函数训练模拟,截取颗粒流仿真得到的部分数据,对盘形滚刀的法向力进行预测,并且随机选取几组节点,比较误差优劣。通过预测结果分析得知,ELM极限学习机对该模型具有较高的预测准确度,可为试验或仿真模型提供预测分析,验证其正确性,具有一定的指导意义。

为了分析采煤机直线割煤时对中部槽、哑铃销的影响,对中部槽-哑铃销连接体系进行受力分析。通过ADAMS仿真得到中部槽所受载荷,并建立相应的几何模型。将目标载荷与几何模型导入到LS-DYNA中进行动力学仿真分析,得到中部槽、哑铃销随时间变化的受力情况。结果表明中部槽受力较大的两个部位分别是凹凸端头哑铃窝处和铲煤板侧肋板根部,其高应力部位与实际中部槽断裂部位一致;哑铃销最大受力部位位于轴向截面突变处。提出了加厚中部槽凹凸端头槽帮以减小应力集中,并进行了验证,为中部槽哑铃销的优化提供了方向。

针对行星齿轮箱的振动信号易受噪声干扰、信号成分复杂以及太阳轮易发生故障的问题,提出了基于小波相邻系数（NeighCoeff）和Hilbert包络相结合的行星齿轮箱太阳轮故障诊断方法.建立了太阳轮局部故障的振动信号仿真模型,模拟噪声干扰下的太阳轮故障,利用NeighCoeff对含噪信号降噪,对降噪后的信号进行Hilbert包络解调处理.仿真结果可得到更为清晰的频谱,证明该方法能够有效提取受噪声影响的故障特征频率.将该方法应用到行星齿轮箱太阳轮的故障诊断实验中,通过对太阳轮正常、断齿和磨损三种故障下振动信号进行实验,准确识别太阳轮故障,结果表明应用该方法能够有效地提高太阳轮故障诊断的准确性.

为通过监测电机电流信号以实现对转子系统故障的识别与诊断,考虑圆盘不平衡因素,建立平行不对中转子系统动力学模型,然后应用拉格朗日方程,推导出转子系统运动微分方程,并以电机的电磁扭矩为纽带,在MATLAB/Simulink环境下建立三相异步电动机—转子系统机电耦合模型,最后应用傅里叶变换对电流信号进行频谱分析,研究平行不对中故障激励下电机电流信号的耦合特性。仿真结果表明：不平行故障会使电流信号激发出的边频分量,随着不平衡量的增大,还会激发出的边频分量;考虑质量偏心,电流信号还会激发出的边频分量,但当时,的边频分量会被淹没,反之,该边频分量则比较明显。

为缓解矿山装备企业对仿真技术日益增长的需求与资金投入不足之间的矛盾,提出将ADAMS软件与云仿真技术结合,以方便地获取采煤机运动机构在复杂工况下的动力学特性。介绍了两种远程调用ADAMS的关键技术,并以ASP.NET平台为基础,采用HTML、C#.NET、ADO.NET、批处理命令等技术开发了基于云仿真的采煤机动力学分析系统。系统采用B/S三层架构,实现了仿真运算、访问历史记录及查看仿真视频三种功能。该系统能够为采煤机设计过程中后续的模型设计及验证提供帮助,同时为ADAMS软件在其他机械产品的云仿真应用方面提供了参考和借鉴。

为了研究矿井提升机转子速度与系统所受载荷的耦合特性,以矿井提升机传动系统整体为研究对象,以传递矩阵法的假设为依据,简化得到两自由度与三自由度物理模型,运用拉格朗日方程分别建立了其动力学数学模型,通过Matlab/Simulink仿真研究载荷与动力学特性耦合关系,最后构建了遗传算法优化的支持向量机模型,并探索了应用遗传算法优化的支持向量机模型辨识载荷的方法,对驱动力矩、制动力矩辨识载荷的相关系数分别为0.99445与0.98916,回归性能良好,表明了辨识载荷的有效性。

针对传统转子系统故障诊断信号的单一性,提出了基于电机电流和多传感器振动信号的融合信号的转子系统故障诊断方法。首先在单跨转子试验台上模拟转子系统的不平衡、不对中、碰磨故障,并采集不同故障类型下拖动电机的电流信号及不同位置的振动信号,其次利用小波包能量法对采集的信号进行特征值提取,最后利用贝叶斯网络对转子系统故障类型进行识别。试验结果表明：与只利用电机电流信号或振动信号相比,利用融合信息进行转子系统故障诊断准确率明显提高。

设计了一种旋转平移一体化机械装置,对装置的结构、原理、主要部件做了详细介绍,对机构的受力进行了分析。将该装置应用到绞车上,进行相关的选型设计,解决了绞车钢丝绳乱绳、咬绳等问题。通过UG建立了机构的三维模型,结合Adams对旋转平移一体化机构进行运动学仿真分析,得到了主要部件的转速、速度和位移图,并通过与理论计算的数值相比较,得出机构可以满足功能要求,验证了机构的可行性与运行的准确性。