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CSTPCD 北大核心
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摘要:管状带式输送机在使用过程中普遍存在跑偏的情况,即输送带管的扭转,具体体现为输送带搭接位置由正上方偏转到两侧甚至下方,如不及时纠正可能造成输送带和托辊的异常磨损以及撒料等后果.而现有的测量手段多为人工目测,存在很大的误差,因此提出一种通过直接测量输送带扭转后的位移弧长来间接计算管状带式输送机扭转角度的方法,并进行了现场验证.结果表明测量误差仅为6.3%,且操作简易快捷,具有可行性....
[期刊论文] 胡坤 张志远 李德永 王爽
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CSTPCD 北大核心
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摘要:针对双摇臂履带式矿山机器人结构设计中的多目标优化问题,提出了基于GA-PSO算法的双摇臂履带式矿山机器人结构优化设计方案.通过机器人越障过程的几何学和运动学分析,得出机器人越障最大高度和质心位置变换的影响因素;根据矿山机器人工作要求建立约束条件,得到多目标优化函数,通过引入权重系数,将多目标优化问题转换为单目标优化问题;利用GA-PSO算法对单目标优化问题进行求解,得到机器人最优结构参数:车体质量为10 kg,摇臂质量为5 kg,前后轮距离为600 mm,驱动轮半径为115 mm.仿真结果表明,采用该结构参数设计的机器人完成目标动作所需的能耗低于其他设计方案,更加易于实现目标动作....
[期刊论文] 王仲勋 郭永存 胡坤
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CSTPCD 北大核心
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摘要:悬浮力是决定永磁悬浮带式输送机工作能力最重要的参数.针对传统永磁悬浮带式输送机磁密利用率低、悬浮力及悬浮气隙小等问题,基于Halbach理论对传统悬浮模型进行改进,提出了Halbach型永磁悬浮带式输送机支撑结构.结果表明,新型模型磁场分布明显改进,磁场强度达到传统模型的2倍.在分析磁性带宽度、厚度和永磁体厚度对悬浮力的影响的基础上,对悬浮系统尺寸进行优化.结果显示,相同永磁体尺寸情况下Halbach结构可以获得更大的悬浮力,气隙越小,悬浮力差值越大.为永磁悬浮带式输送机结构优化设计提供了参考....
[期刊论文] 王仲勋 郭永存 胡坤
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CSTPCD 北大核心
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摘要:针对永磁悬浮带式输送机侧向稳定性问题,对平型、V型及槽型三种悬浮支撑结构进行研究.建立了三种悬浮系统的三维简化模型.基于FEM(finite element method)对悬浮力和侧向力进行有限元解析.结果表明,槽型结构承载能力和侧向防跑偏综合性能最好.将不同气隙情况下槽型结构侧向受力等效为磁力弹簧,拟合得到磁力弹簧动态载荷和刚度表达式,完成非线性弹簧一阻尼振动系统仿真.槽型结构悬浮系统在非平衡位置开始运动,在平衡位置附近振动,振幅逐渐减小,最终达到侧向平衡.结果表明,槽型永磁悬浮装置具有侧向自动回正调整功能.为永磁悬浮带式输送机结构设计及参数选择提供了参考....
[期刊论文] 王仲勋 郭永存 胡坤
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北大核心
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摘要:建立了带式输送机永磁悬浮系统三维简化模型,基于FEM方法对不同永磁体厚度和不同气隙条件下的悬浮力进行有限元解析.提出将悬浮系统等效为磁力弹簧,二次拟合得到磁力弹簧动态载荷表达式并验证了方法的可靠性.给出了磁力弹簧动态刚度工作曲线,为永磁悬浮带式输送机结构设计及参数选择提供了参考....
[期刊论文] 程刚 郭永存 胡坤 王鹏彧
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CSTPCD 北大核心
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摘要:以一台双盘式永磁涡流调速器为研究对象,理解了永磁涡流驱动机理,建立了三维瞬态磁场有限元模型.仿真结果表明:导体盘上三维磁密集中区域形状与永磁盘中永磁体形状几乎相同,磁密集中区域数目与永磁体极数相同;轭铁区域内的三维磁场分布为辐射带形状,磁密值高低区域相邻布局,导体盘上产生了与永磁体数目相等的涡流回路,相邻涡流区域涡流方向相反,中间部分涡流密度较低,相邻涡流回路交界处即正对应于永磁体处的涡流密度最高,平均转矩与转差呈现递增规律,两者之间线性数学关系非常显著.运用正交实验方法研究表明:在实验约束条件下因素主次顺序依次为磁极数、永磁体宽、永磁体长、永磁体厚,确定了永磁涡流调速器关于永磁体的最佳参数方案.结果表明:较原结构平均转矩提高了14.2%,转矩密度提高了18.0%,永磁体材料减少了3.2%....
[期刊论文] 胡坤 刘杨 王方涛 程刚
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CSTPCD 北大核心
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摘要:建立了永磁悬浮带式输送机悬浮支撑系统三维模型,对不同磁性输送带形状、永磁体布置形式、永磁体形状、偏栽条件下永磁悬浮支撑系统稳定性进行了仿真.结果表明:槽型磁性输送带稳定性优于平型、V型磁性输送带,且承载能力表现最稳定;永磁体采用槽型结构时磁性输送带稳定性和承载能力较好;偏载会加剧磁性输送带的跑偏.为有效解决磁性输送带跑偏问题,设计了一种槽型磁性输送带防跑偏装置,通过在槽型磁性输送带两侧安装辅助辊轮,能进一步提高永磁悬浮带式输送机悬浮支撑系统的稳定性....
[期刊论文] 胡坤 王方涛 刘杨 程刚
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北大核心
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摘要:悬浮力影响永磁悬浮带式输送机的输送能力.利用有限单元法(FEM)对影响永磁体悬浮力的永磁体材质、形状、尺寸和排列方式等因素进行研究.结果表明:体积一定时,选用长方体钕铁硼永磁体进行不规则排列,并减小永磁体分块数目和磁体间间隙,悬浮支承装置所产生的悬浮力最大....
摘要:根据电磁学与传热学理论,对永磁涡流耦合器2类不同的过载情况进行了理论分析与有限元计算,结果表明,小气隙情况下(3 mm-1 000 r/min)的铜转子整体涡流密度值是大气隙情况(15 mm-1 000 r/min)约2.5倍,涡流损耗值分别稳定在1 168W与204 W左右,小气隙过载情况下,永磁体温度将突破永磁材料最高使用温度,会引发严重的退磁现象,应对其工作状态采取温度在线监控;大气隙过载情况下,由于涡流损耗的降低与热交换环境的改善,永磁体的温度仍处于安全范围内,可以实现过载保护作用,研究结果可为永磁涡流耦合器的工况使用与设计改进提供借鉴....
摘要:以轴向永磁异步调速型磁力偶合器为研究对象,基于磁路法建立了磁力偶合器输出转速与气隙的数学模型,分析了磁力偶合器的气隙特性,研究了恒负载工况下磁力偶合器的气隙与输出转速的关系,获得了磁力偶合器在不同气隙下对应的输出转速变化规律:随着永磁体盘和铜盘之间工作气隙的增加,磁力偶合器输出转速逐渐减小,当气隙从2.5~12.5 mm线性增加时,输出转速从773 r/min逐渐减小至723 r/min;当负载转矩一定时,随着气隙的增加,功率损耗逐渐增加,当气隙从2.5~12.5 mm线性增加时,实验功率损耗从565 W逐渐增加至1 613 W,在实际运行中,可以通过适当减小气隙来减小功率损耗.这一研究结果对调速型磁力偶合器在恒负载工况下的输出转速控制具有一定的指导意义....
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EI CSTPCD 北大核心 SCI
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摘要:通过化学氧化块状石墨型氮化碳(g-C3N4),获得在水中分散性好的片状g-C3N4.XRD,FTIR和XPS表明,所得片状g-C3N4含有氧官能团.这不仅可以作为锚定点负载纳米银粒子(Ag NPs),而且可以获得Ag NPs均匀分散的Ag NPS/g-C3N4纳米复合物.制备的复合材料中银纳米颗粒的重量百分比也会随着硝酸银与片状g-C3N4的质量变化而发生变化.基于g-C3N4对Co2+的明显的拉曼强度响应,Ag NPS/g-C3N4纳米复合物作为表面增强拉曼散射(SERS)传感器检测Co2+.通过拉曼强度的对照,发现随着Co2+浓度的增加,拉曼信号增加;而含有73%银纳米颗粒的Ag NPS/g-C3N4纳米复合物有高的灵敏性,检测极限浓度达到10-9 mol·L-1;复合材料同时显示出高的选择性,对其他如Cd2+,Cu2+和Zn2+的金属离子没有明显的拉曼增强信号.分析了复合材料对Co2+的增强机制.由于Co2+与g-C3N4中的=N-/-NH-基团的耦合,引发复合材料中Ag NPs聚集,从而产生局部电磁场,进而产生表面增强效应.可以预知,Ag NPS/g-C3N4纳米复合物将作为一种用于制造SERS传感器的新的理想材料....
摘要:为了提高刮板输送机伸缩机尾控制系统的工作性能,将一种新的群智能优化算法,即教学与学习算法(TLBO)应用于机尾PID控制器的参数优化中,并提出新的自适应教学因子计算方法,其利用完整学习阶段前、后学生群体成绩的变化来决定教学因子的取值.研究结果表明:改进后的TLBO算法的精度及稳定性均比原TLBO算法的优.在建立刮板输送机伸缩机尾控制系统模型的基础上,利用改进的TLBO方法进行PID参数整定,并引入超调量控制指标对适应度函数再次完善,二次优化后的刮板输送机伸缩机尾控制系统具有良好控制品质和鲁棒性....
[期刊论文] 胡坤 王爽 郭永存 韩盛
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CSTPCD 北大核心
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摘要:为了保证低阻力永磁带式输送机的正常稳定运行,对随机载荷作用下输送机悬浮支撑装置的自适应特性进行仿真研究.在合理假设的基础上建立了悬浮支撑装置的纵向随机振动模型;经过三维实体造型,自适应控制系统建模,外部随机载荷的定义及边界条件的施加等环节,完成跨平台多软件联合仿真环境下的悬浮支撑装置虚拟样机,并进行仿真模拟.仿真结果表明,在随机载荷的作用下,输送带运行状态失稳;随着输送带悬浮气隙的变化,磁悬浮力进一步调整,从而能再次达到系统平衡,与试验结果相符.永磁悬浮带式输送机悬浮支撑装置具有自适应动态调整功能....
摘要:为减少永磁涡流耦合调速器由于结构共振带来的影响,利用模态有限元仿真计算方法,重点对铜转子组件的低阶固有频率进行了仿真分析,通过比较研究了连接板、铜盘及散热盘各自对铜转子组件低阶固有频率的影响,结果表明:连接板数量的增加、铜盘的增加和散热盘的增加均可以提高铜转子组件低阶固有频率值,其中连接板数量的影响敏感度相对最强,散热盘的影响敏感度相对最弱;其次,连接板的数量选择8块时,在提高其低阶固有频率的同时,铜转子组件的力学变形和温升情况均可以达到最优化,上述研究结果可以为永磁涡流耦合传动器的减振降噪设计提供参考依据....
[期刊论文] 胡坤 王爽 郭永存 李德永
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北大核心 CSTPCD CSCD CBST SA
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摘要:在合理假设的基础上,对一种永磁悬浮带式输送机的磁悬浮支撑系统所受的侧向力数学模型进行仿真分析,仿真结果表明磁性输送带所受的侧向力与偏移量呈单调递增关系,输送带若发生偏移,则会引起侧向力的增加,从而引起输送带的进一步跑编.而传统物理防跑偏措施并不适用于悬浮非接触式支撑方式.为了有效地解决永磁悬浮带式输送机的磁性输送带跑偏问题,设计了一种自动调偏装置并提出了相应的控制策略,通过调整永磁磁场与输送带的横向相对位置来改变侧向力大小,从而控制永磁悬浮带式输送机的跑偏,进一步的仿真验证了其可行性....
[期刊论文] 胡坤 王爽 李德永 程刚
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北大核心 CSTPCD CSCD CA CBST
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摘要:针对一种新型低阻力磁垫带式机输送运动稳定性问题,对其磁性输送带—永磁体支撑系统的气隙特性进行研究.建立了其永磁支撑系统三维简化力学模型,在合理假设的基础上,利用Maxwell方程推导出了悬浮力、磁阻力、侧向力的数学表达式,分析了永磁系统的气隙特性,并对不同气隙条件下永磁支撑系统进行有限元仿真,近而得出了气隙与磁通密度的近似关系.仿真结果表明,永磁支撑系统在合适气隙条件下,可以产生较大磁通密度,实现系统悬浮的稳定性,且永磁体中部产生的磁通密度最大,有利于带式输送机的物料运输;在一定条件下,气隙与磁场强度呈非线性关系,随着气隙增大,磁场的强度整体呈减小趋势....
摘要:绘制迈步自移机尾的三维虚拟样机,运用离散单元法对机身平板吸振性能进行分析,运用有限元分析法对其设计尺寸进行分析,最终实现材料和尺寸的优化设计.结果表明:机身平板选择HT100作为材料的吸振性能相比较最优;机身平板尺寸为1.4 m×0.4 m×0.004 m,能够满足现场实际使用要求,同时减轻机身重量.参考仿真分析结果进行小型样机研制,为自移机尾设计应用提供了重要的参考范例....
[期刊论文] 程刚 郭永存 胡坤 董祖伟
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北大核心 CSTPCD
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摘要:将虚拟样机技术应用于矿用带式输送机的设计制造上可有效提高整机设计品质、缩短开发周期和降低开发成本。基于虚拟样机技术在机械产品研发中的技术优势与应用现状,列举了国外较为成熟的几款带式输送机专业化虚拟仿真软件,概述了国内学者借助第三方软件搭建带式输送机虚拟样机的方法策略,针对矿用带式输送机的刚-柔体结构特征,提出了建立矿用带式输送机虚拟样机多领域联合仿真的方法与设计框架,讨论了当前矿用带式输送机虚拟样机中关于输送带黏弹性体的准确建模、均匀与非均匀物料加载、柔性体输送带与刚性体零部件之间接触定义尚未妥善解决的三个关键技术问题,并给出相关解决建议与意见。...
摘要:针对水平运载的煤矿带式输送机头部双滚筒与头尾单滚筒两种双驱设计方式进行了理论计算与分析,结果表明:在运行条件相同的情况下,采用最大限度利用驱动滚筒围包角设计计算时,头尾单滚筒驱动方式计算得到的输送带最大张力值相对要小;采用等功率配比设计计算时,两种驱动方式在等功率配比2∶1情况下围包角利用率均达到最大,且滚筒摩擦系数μ≥0.15时,头尾单滚筒驱动方式计算得到的输送带最大张力值相对要小,通过工程案例计算,进一步验证了理论推导的正确性。...
[期刊论文] 张勇杰 郭永存 胡坤 沈晨
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北大核心 AJ
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摘要:阐述了管状带式输送机结构原理与特点,介绍了国内首条煤矿井下管状带式输送机的设计及应用情况,并给出了相应的设计参数和技术要求,最后讨论了管状带式输送机在煤矿井下应用的优越性以及下一步的研究工作计划....
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