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滚筒式采煤机载荷谱的分析研究

作　者: 岳嘉为
导　师: 刘混举
学　校: 太原理工大学
专　业: 机械工程
关键词: 滚筒式采煤机载荷谱幅值域分析相关分析功率谱分析
分类号: TD421.61
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

综合机械化采煤在煤炭开采中已经是效率最高的一种方式,滚筒采煤机,作为这个综采的核心设备之一,得到了空前的发展,对于它的研究也欣欣向荣。由于电子计算机技术的广泛的发展和普及,载荷谱研究的重要性在很多行业也被广泛的认识到。通过对采煤机载荷谱的研究,可以为采煤机的设计提供依据,为使用提出建议。本课题数据来源于神华神东煤炭集团设备管理中心引进的设备资产管理系统(EAM)中的设备动态监控系统的后台数据库,这种数据获得方式便巧妙地避开了载荷谱实测时带来的安全问题。通过对该数据库中JOY7LS7采煤机运行时相关部分电流数据的分析,建立起这些数据与截割阻力和牵引阻力之间的关系,从而得到了截割部与牵引部的载荷谱；求出了截割阻力与牵引阻力在幅值域内的均值、方差和概率密度函数,通过对均值、方差和概率密度函数的分析,得到了在神华神东煤炭集团上湾矿51203工作面,JOY7LS7采煤机的运行速度最好维持在8m/min,这样既可保证生产率,又可以保证采煤机受载不大且均匀,而该方法可以推广到大部分的采煤机的实际生产中去；求出了截割阻力与牵引阻力在时域内的自相关函数图、互相关函数图、自相关系数图和互相关系数图,为以后进一步的相关分析、模型建立与模型中各系数的实际意义分析打下基础；通过对各个自相关系数和互相关系数的分析,得到了右截割高度相关并且相关系数大于左截割,左截割高度相关并且相关系数大于右牵引,右牵引实相关并且相关系数大于左牵引,左牵引实相关最小；互相关系数的大小：右截割与左截割高度相关并且大于左牵引与右牵引之间的实相关；同时也求出了截割阻力与牵引阻力在频域内的自功率谱曲线和互功率谱曲线,若经过大量的实验与分析,可以找到其影响因素,如运动参量、截齿及其布置、基波频率,为以后采煤机的各部分的合理选择与优化建立打下基础；通过功率谱分析,可以找到主要频率,若在采煤机的设计时,若能有效的避免,可以提高采煤机的各部分寿命。经过载荷谱分析得出,在神华神东煤炭集团上湾矿51203工作面,JOY7LS7采煤机的运行速度最好维持在8m/min,得到采煤机各部分的自相关系数曲线、互相关系数曲线、自功率谱曲线和互功率谱曲线,为以后采煤机的截割部与牵引部的参数合理选择与结构优化建立打下基础；

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-11
第一章绪论  11-17
  1.1 课题研究的目的和意义  11-13
  1.2 国内外研究动态  13-15
    1.2.1 国外研究动态  13
    1.2.2 国内研究动态  13-15
  1.3 主要研究内容  15-17
第二章滚筒采煤机工况分析及信号处理基本理论  17-31
  2.1 滚筒采煤机概述  17-20
    2.1.1 滚筒采煤机的组成和工作原理  18-19
    2.1.2 滚筒采煤机的结构特点  19-20
  2.2 滚筒采煤机工况分析  20-25
    2.2.1 牵引部工况分析  20-22
    2.2.2 截割部工况分析  22-25
  2.3 信号处理基本理论介绍  25-29
    2.3.1 信号及其分类  25-28
    2.3.2 信号的描述  28-29
  2.4 小结  29-31
第三章载荷谱的预处理及其幅值域分析  31-61
  3.1 信号的来源  31-34
  3.2 信号的预处理  34-39
  3.3 载荷谱的幅值域分析  39-41
    3.3.1 均值  39-40
    3.3.2 均方差  40
    3.3.3 概率密度函数  40-41
  3.4 截割部和牵引部载荷谱的幅值域分析  41-60
    3.4.1 截割部和牵引部载荷谱的均值、方差的计算与分析  42-55
    3.4.2 截割部和牵引部载荷谱的概率密度函数的估计与分析  55-60
  3.5 小结  60-61
第四章载荷谱的相关分析  61-77
  4.1 相关分析概述  61-63
    4.1.1 自相关函数及其性质  61-62
    4.1.2 互相关函数及其性质  62-63
  4.2 相关曲线及其在MATLAB中的实现  63-71
    4.2.1 相关函数在MATLAB中的实现  64
    4.2.2 相关函数的曲线描述  64-71
  4.3 截割部和牵引部载荷谱的相关分析  71-75
    4.3.1 截割部与牵引部自相关性分析  71-73
    4.3.2 截割部与牵引部互相关性分析  73-75
  4.4 小结  75-77
第五章载荷谱的功率谱分析  77-91
  5.1 功率谱分析概述  77-81
    5.1.1 自功率谱及其性质  77-78
    5.1.2 互功率谱及其性质  78-79
    5.1.3 功率谱与相关函数的关系  79
    5.1.4 功率谱分析的数学基础  79-81
  5.2 功率谱及其在MATLAB中的实现  81-88
    5.2.1 功率谱估计的分析方法  81-82
    5.2.2 最大熵功率谱估计  82-83
    5.2.3 功率谱曲线描述  83-88
  5.3 截割部和牵引部的功率谱分析  88-90
    5.3.1 截割部与牵引部的自功率谱分析  88-89
    5.3.2 截割部与牵引部的互功率谱分析  89-90
  5.4 小结  90-91
第六章结论与展望  91-93
  6.1 主要结论  91-92
  6.2 工作展望  92-93
参考文献  93-98
致谢  98-99
攻读硕士期间发表的论文及参与的科研项目  99

滚筒式采煤机载荷谱的分析研究

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