Статья: Оптимизационная конструкция механизма регулировки высоты барабана машины для добычи угля на основе алгоритма роя частиц (2024)

Читать онлайн

Цель – оптимизация конструкции механизма регулировки высоты барабана угледобывающей машины путем изменения размера и угла механизма регулировки для повышения надежности работы механизма в тяжелых эксплуатационных условиях. В работе использован метод оптимизации роя частиц. В качестве опорных параметров были выбраны значения длины большого рычага, длины малого рычага и максимального угла поворота коромысла. При условии ограничения рабочей высоты и длины коромысла установлена многоцелевая оптимизационная модель с углом качания и напряжением цилиндра барабана в качестве целевых функций и переведена в одноцелевую функцию (при помощи линейных весовых коэффициентов). Граничные условия оптимизации получены на основе анализа рабочих характеристик каждой части механизма регулировки рабочей высоты угледобывающей машины – угол качания, ход цилиндра, нагрузка на цилиндр и коромысло, ограничение по высоте и длине коромысла и рычагов. Алгоритм оптимизации роя частиц использован для оптимизации ключевых размерных и угловых параметров коромысла. Результаты оптимизации проверены для оценки их точности. Установлено, что по сравнению с исходными параметрами удалось достичь следующих изменений оптимизируемых величин: ход цилиндра сократился на 17,9%, длина цилиндра сократилась на 8,94%, угол качания уменьшился на 2,83%, напряжение цилиндра уменьшилось на 12,1%, на 6,83% увеличился изгибающий момент коромысла. Таким образом, предложены рекомендации по оптимизации конструкции системы регулировки высоты коромысла угледобывающей машины, способствующие повышению надежности ее работы в сложных условиях.

The underground working environment of the shearer is complex and the working conditions are relatively poor. It is necessary to continuously adjust the height of the rocker arm during the operation, improve the operation efficiency, and improve the ability of the shearer to adapt to the more complex coal seam working environment. In order to optimize the structure of the shearer adjustment mechanism, the strength and strength of the adjustment mechanism are improved by increasing the size and angle of the adjustment mechanism and reducing the size and angle. Therefore, an optimized particle group design method is proposed to optimize the drum adjustment mechanism of the shearer. Seven parameters such as large lever, small lever and maximum swing angle are selected as design variables. Under the condition of limiting mining height and rocker length, an optimization model with rolling angle and cylinder stress as objective functions is established. The working characteristics of each part of the coal machine height adjustment mechanism are analyzed. The particle swarm optimization algorithm is used to optimize the key parameters, and the optimization results are verified to ensure their accuracy. The optimization results are compared with the original parameters. The results show that compared with the pre-optimization, the cylinder stroke is shortened by 17.9%, the cylinder length is shortened by 8.94%, the rolling angle is reduced by 2.83%, the cylinder tension is reduced by 12.1%, and the rocker bending moment is increased by 6.83 %, which meets the original design goal. Therefore, the research provides a reference for the optimal design of the coal machine height adjustment system.

Ключевые фразы: угледобывающая машина, механизм регулировки, угол прокрутки, длина коромысла, оптимизация, рой частиц, оптимизационная конструкция
Автор (ы): Ли Дэгэнь, Цзя Вэньбо, Жэнь Чуньпин
Журнал: IPOLYTECH JOURNAL

Предпросмотр статьи

Идентификаторы и классификаторы

SCI
Машиностроение
УДК
622.23.05. Инструменты и машины, применяемые в горном деле
Префикс DOI
10.21285/1814-3520-2024-1-31-39
Для цитирования:
ЛИ Д., ЦЗЯ В., ЖЭНЬ Ч. ОПТИМИЗАЦИОННАЯ КОНСТРУКЦИЯ МЕХАНИЗМА РЕГУЛИРОВКИ ВЫСОТЫ БАРАБАНА МАШИНЫ ДЛЯ ДОБЫЧИ УГЛЯ НА ОСНОВЕ АЛГОРИТМА РОЯ ЧАСТИЦ // IPOLYTECH JOURNAL. 2024. ТОМ 28, № 1