基于MATLAB+GUI的采煤机调高机构负载模拟与优化设计.pdf

安寂理工大学 分类号T D 4 21 单位代码10 361 硕士学位论文 黼目基于M A T L A BG U I 的采煤机调高机构 作者姓名 专业名称 导师姓名 完成肘间 筮望槿垫皇垡丝遮让 夏勇 仪器仪表工程 彭天好教授 2 019 年6 月15 日 万方数据 中图分类号 I Q 垒2 1 论文编号 学科分类号垒鱼Q 2 Q 密级 c ，冀} t 大专、I ／l l - ／l l ／。H I ／l l 。l l l l l l 6 l l l l l l 9 l l l l l z l l l l l l 6 l l l l l 6 l l l l l l l l 硕士学位论文 ～V 基于M _ A T L A BG U I 的采煤机调高机构 负载模拟与优化设计 作者姓名夏勇 专业名称仪盏仪麦工程 研究方向扭电液二佳化 导师姓名彭云妊教授 导师单位安徽理工太堂． 答辩委员会主席彭挝抠高王 论文答辩日期2 0 1 9 年6 月2 日 安徽理工大学研究生处 2 0 1 9 年6 月1 5 日 万方数据 AD i s s e r t a t i o ni n ．M e c h a n i c a lD e s i g na n dT h e o r y _ ． O p t i m i z a t i o nd e s i g na n d l o a ds i m u l a t i o no fs h e a r e r h e i g h t e n i n gs y s t e mb a s e do nM A T L A B G U I C a n d i d a t e X i aY o n g S u p e r v i s o r P e n gT i a n h a o M e c h a n i c a lE n g i n e e r i n gSc h o o l A n H u i U n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y N o ．16 8 ，S h u n g e n gR o a d ，H u a i n a n ，2 3 2 0 0 1 ，P ．R ．C H I N A 万方数据 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及 取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方以外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 安徽堡工太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并 表示谢意。 学位论文作者签名廷亟日期．丝盟年』月丛曰 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解塞徽堡王太堂有保留、使用学位论文 的规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于 塞徽堡王太堂。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的 复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权安徽理工大学 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采 用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 保密的学位 论文在解密后适用本授权书 学位论文作者签名 导师签名 夏国 斟亥邗 签字日期2p 7 ‘7 年古月，f 日 签字目期矽年占月／5 曰 万方数据 摘要 摘要 采煤机滚筒自调高技术是进一步提高采煤综采工作面机械化、自动化水平的 关键技术之一。目前对于采煤机调高机构的设计研究一般是基于经验和以往的设 计实例来制作样机，完成样机的制作后进行采煤机的性能试验。如果出现问题或 者不满足预定设计要求，就要修改设计、重建样机。因此有必要开发一个采煤机 调高机构载荷模拟及优化的软件，使采煤机调高机构在前期设计过程中更加科学 化、合理化。 首先是对滚筒式采煤机以及煤岩识别方法进行了简单介绍，阐述采煤机调高 机构实验装置的研究现状。针对采煤机调高机构进行理论分析，建立整个调高机 构的受力模型。在确定煤岩特性参数的取值后，选取实际矿业生产中使用较为广 泛的M G 2 x 1 6 0 ／7 1 0 ．W E 薄煤层采煤机作为本文的参考样机，确定调高机构的结构 参数，建立调高机构负载模型。基于采煤机螺旋滚筒截齿的受力模型，给出单个 截齿的负载计算方法。将所有截齿的负载叠加，扩展到整个螺旋滚筒的负载情况， 得到采煤机螺旋滚筒的负载计算方法。由于通过理论建模得到的负载为某一时刻 下的负载情况，不够直观，本文采用借助M A T L A B 编程计算工具的方法，模拟 出采煤机螺旋滚筒在不同牵引速度以及滚筒转速下滚筒旋转一周的负载，得到负 载曲线并加以分析，对采煤机选择适当的运动参数有一定的指导意义。再以样机 的结构参数建立采煤机调高油缸的受力模型，以采煤机调高油缸负载为优化设计 目标函数，添加符合实际工况的约束条件，使用M A T L A B 优化工具箱对采煤机 调高机构结构参数进行优化。最后将优化后的参数代入建立的调高油缸受力模型 之中，得出采煤机调高油缸上调、下调工况的负载情况。对优化前后的油缸负载 情况进行对比分析，验证了优化方法的可行性。最后，制作基于M A T L A BG L Ⅱ 的采煤机调高机构负载模拟与结构优化软件，在G U I 软件中完成调高机构的计算 与优化。对采煤机调高机构进行负载模拟及优化，对采煤机调高机构的前期设计、 后期优化有一定的指导意义。 图【4 2 】表【1 l 】参【5 6 】 关键词采煤机；调高机构；负载模拟；M A T L A BG U I ；优化设计 分类号T D 4 2 1 ； 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 ．I I ． 万方数据 A b s t r a c t T h ed r u ms e l f - a d j u s t i n gt e c h n o l o g yi so n eo ft h ek e yt e c h n o l o g i e st oi m p r o v et h e m e c h a n i z a t i o na n da u t o m a t i o nl e v e lo ff u l l ym e c h a n i z e dc o a lm i n i n gf a c e ．A tp r e s e n t ， t h er e s e a r c ho nt h ed e s i g no ft h eh e i g h ta d j u s t i n gm e c h a n i s mo fs h e a r e ri sg e n e r a l l y b a s e do ne x p e r i e n c ea n dp r e v i o u sd e s i g ne x a m p l e st om a k et h ep r o t o t y p e ，a f t e rt h e c o m p l e t i o no ft h ep r o t o t y p et oc o n d u c tt h ep e r f o r m a n c et e s to ft h es h e a r e r ．I ft h e r ea r e p r o b l e m so rt h ed e s i g nr e q u i r e m e n t sa r en o tm e t , t h ed e s i g ns h o u l db em o d i f i e da n d t h ep r o t o t y p er e b u i l t ．T h e r e f o r e ，i ti s n e c e s s a r yt od e v e l o pas o f t w a r ef o rl o a d s i m u l m i o na n do p t i m i z a t i o no fs h e a r e rh e i g h t e n i n gm e c h a n i s m ，S Oa st om a k es h e a r e r h e i g h t e n i n gm e c h a n i s mm o r e s c i e n t i f i ca n dr e a s o n a b l ei nt h ee a r l yd e s i g np r o c e s s ． T h i sp a p e rf i r s t l yi n t r o d u c e st h ed r u ms h e a r e ra n dt h ei d e n t i f i c a t i o nm e t h o do f c o a la n dr o c k ．T h e nt h e o r e t i c a la n a l y s i si sc a r r i e do u tf o rt h es h e a r e rh e i g h ta d j u s t m e n t m e c h a n i s m ，a n dt h ef o r c em o d e lo ft h ew h o l eh e i g h ta d j u s t m e n tm e c h a n i s mi s e s t a b l i s h e d ．A f t e rd e t e r m i n i n gt h ev a l u eo fc o a la n dr o c kc h a r a c t e r i s t i cp a r a m e t e r s ，t h e w i d e l yu s e dM G 216 0 ／7 10 - w dt h i ns e a ms h e a r e ri na c t u a lm i n i n gp r o d u c t i o nW a s s e l e c t e da st h er e f e r e n c es a m p l em a c h i n ei nt h i sp a p e rt od e t e r m i n et h es t r u c t u r a l p a r a m e t e r so ft h eh e i g h ta d j u s t m e n tm e c h a n i s m ．B a s e do nt h ef o r c em o d e lo fs h e a r e r ‘S s p i r a ld r u mc u r e r , t h el o a dc a l c u l a t i o nm e t h o do fs i n g l ec u t t e ri sg i v e n ．T h el o a do f a l l c u r i n gt e e t hi ss u p e r i m p o s e da n de x t e n d e dt ot h ew h o l eh e l i c a ld r u mt oo b t a i nt h e c a l c u l a t i o nm e t h o do ft h el o a do ft h es h e a r e rh e l i c a ld r u m ．S i n c et h el o a do b t a i n e d t h r o u g ht h e o r e t i c a lm o d e l i n gi st h el o a di nac e r t a i np e r i o d ，w h i c hi sn o ti n t u i t i v e e n o u g h ，t h i sp a p e ra d o p t st h em e t h o do fM A l r I ，A Bp r o g r a m m i n gc a l c u l a t i o nt o o lt o s i m u l a t et h el o a do ft h es p i r a ld r u mo ft h es h e a r e rr o t a t i n gf o ro n ew e e ku n d e rd i f f e r e n t t r a c t i o ns p e e d s ，a n do b t a i n st h el o a dc u r v ea n da n a l y z e si t ．T h e n ，t h es t r e s sm o d e lo f s h e a r e rh e i g h ta d j u s t m e n to i lc y l i n d e ri se s t a b l i s h e db a s e do nt h es t r u c t u r a lp a r a m e t e r s o ft h es a m p l em a c h i n e ．T a k i n gt h el o a do fs h e a r e rh e i g h ta d j u s t m e n to i lc y l i n d e ra st h e o b j e c t i v ef u n c t i o no fo p t i m i z a t i o nd e s i g n ，c o n s t r a i n tc o n d i t i o n sc o n f o r m i n gt ot h e a c t u a lw o r k i n gc o n d i t i o n sa r ea d d e d ．T h es t r u c t u r a lp a r a m e t e r so fs h e a r e rh e i g h t a d j u s t m e n tm e c h a n i s ma r eo p t i m i z e dw i t hM A l l ，A Bo p t i m i z a t i o nt o o l b o x ．F i n a l l y , t h e o p t i m i z e dp a r a m e t e r sa r es u b s t i t u t e di n t ot h es t r e s sm o d e lo ft h er a i s e do i lc y l i n d e r , a n dt h el o a dc o n d i t i o n so ft h er a i s e do i lc y l i n d e ra n dl o w e r e do i lc y l i n d e ro ft h e - ⅡI - 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 s h e a r e ra r eo b t a i n e d ．T h ef e a s i b i l i t yo ft h eo p t i m i z a t i o nm e t h o di sv e r i f i e db yt h e c o m p a r a t i v ea n a l y s i so f t h ec y l i n d e rl o a db e f o r ea n da f t e ro p t i m i z a t i o n ．F i n a l l y , al o a d s i m u l a t i o na n ds t r u c t u r eo p t i m i z a t i o ns o f t w a r ef o r t h es h e a r e rh e i g h ta d j u s t m e n t m e c h a n i s mb a s e do nM A T L A BG U lw a sp r o d u c e d ，a n dt h ec a l c u l a t i o n ，o p t i m i z a t i o n a n dd e s i g no ft h eh e i g h ta d j u s t m e n tm e c h a n i s mw e r ec o m p l e t e di nt h eG U Is o f t w a r e ．I n c o n c l u s i o n ，t h e l o a ds i m u l a t i o n a n do p t i m i z a t i o no fs h e a r e rh e i g h ta d j u s t m e n t m e c h a n i s mi so fg u i d i n gs i g n i f i c a n c ef o rt h ed e s i g na n di m p r o v e m e n to fs h e a r e rh e i g h t a d j u s t m e n tm e c h a n i s m ． F i g u r e [ 4 2 】t a b l e [ 11 ] r e f e r e n c e [ 5 6 】 K e y W o r d s C o a lw i n n i n gm a c h i n e ；H e i g h t e n i n gs y s t e m ；M A T L A BG U I ；O p t i m i z a t i o n d e s i g n C h i n e s eb o o k sc a t a l o g T D 4 21 ； - Ⅳ． 万方数据 目录 目录 摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．I A b s t r a c t ⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯．．I I I l 绪{ 仑⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l 1 ．1 采煤机简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 1 ．2 采煤机调高机构研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 1 ．2 ．1 煤岩识别简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 1 ．2 ．2 采煤机调高试验装置研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 1 ．2 ．3M A T L A BG U I 的应用简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 1 ．3 课题的研究内容与意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 1 ．3 ．1 主要研究内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7 1 ．3 ．2 研究意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．8 1 ．4 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 2 采煤机调高机构动力学模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一l l 2 ．1 调高机构负载特性及受力分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l l 2 ．1 ．1 截齿的载荷分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 l 2 ．1 ．2 滚筒的载荷分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 6 2 ．2 载荷模拟算法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l8 2 ．2 ．1 截齿截割状态的判断⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 8 2 ．2 ．2 程序算法及参数确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．18 2 ．3 模拟负载结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 l 2 ．3 ．1 牵引速度对载荷的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2l 2 ．3 ．2 滚筒转速对载荷的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 5 2 ．4 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 9 3 调高机构的优化设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3l 3 ．1 优化设计简述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3l 3 ．2 调高机构的优化设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3l 3 ．2 ．1 优化目标函数的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 l 3 ．2 ．2 约束条件的选取⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 5 - V - 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 3 ．2 ．3 优化数学模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 7 3 ．2 ．4 优化模型的具体实现⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 8 3 ．3 调高机构优化结果及分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 0 3 ．4 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 3 4G U l 人机界面系统设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 5 4 ．1M A T L A B 与G U I 简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 5 4 ．1 ．1M A T L A B 介绍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。4 5 4 ．1 ．2G U I 介绍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 6 4 ．1 ．3G U I 按钮功能及图形对象介绍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 7 4 ．2 人机界面设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 9 4 ．2 ．1 登录界面设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 0 4 ．2 ．2 功能选择界面⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 2 4 ．2 ．3 截齿负载计算界面⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 3 4 ．2 ．4 滚筒负载计算界面⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 3 4 ．2 ．5 油缸负载计算界面⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一5 4 4 ．2 ．6 调高机构优化界面⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 6 4 ．3 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 7 5 结论与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 9 5 ．1 全文总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 9 5 ．2 工作展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 9 参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 l 致{ 射⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 5 作者简介及读研期间主要科研成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 7 ．Ⅵ． 万方数据 C o n t e n t s C o n t e n t s A b s t r a c t C h i n e s e ．．．⋯．．．．．⋯．⋯⋯．．⋯．⋯⋯．．．⋯⋯．．⋯．．．．⋯．．⋯．．⋯⋯．．．⋯．．⋯．．．．．．．．．⋯．．．⋯．．．．I A b s t r a c t ．．⋯⋯⋯⋯．．．．．．．．．．．．⋯．．．．⋯．．⋯⋯⋯⋯．．．⋯⋯．⋯．．．．⋯．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．I I I 1E x o r d i u m ．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 1 ．1I n t r o d u c t i o no fd r u ms h e a r e r ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 1 ．2R e s e a r c ho ns h e a r e rh e i g h t e n i n gs y s t e m ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 1 ．2 ．1I n t r o d u c t i o nt oc o a la n dr o c ki d e n t i f i c a t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 1 ．2 ．2R e s e a r c ho ns h e a r e rh e i g h ta d j u s t m e n ts y s t e m ．．．．⋯．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．⋯．．4 1 ．2 ．3A p p l i c a t i o no fM A T L A BG U I ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7 I ．3R e s e a r c hc o n t e n ta n ds i g n i f i c a n c eo ft h es u b j e c t ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7 1 ．3 ．1M a i nr e s e a r c hc o n t e n t s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．7 1 ．3 ．2R e s e a r c hs i g n i f i c a n c e ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8 1 ．4C h a p t e rs u m m a r y ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 2D y n a m i cm o d e lo fs h e a r e rh e i g h t e n i n gm e c h a n i s m ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11 2 ．1L o a dc h a r a c t e r i s t i c sa n df o r c ea n a l y s i so ft h ea d j u s t i n gm e c h a n i s m ⋯⋯⋯11 2 ．1 ．1L o a da n a l y s i so ft h ec u t t e r ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11 2 ．1 ．2L o a da n a l y s i so ft h er o l l e ．．．．⋯⋯．⋯．．．．．．⋯．．．．．．．．．．⋯．．．⋯．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．16 2 ．2L o a ds i m u l a t i o na l g o r i t h m ．⋯．⋯．．．．⋯⋯．⋯．．．．．．⋯⋯．．．．⋯⋯．．．⋯．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．18 2 ．2 ．1D e t e r m i n a t i o no f t h ec u t t i n gs t a t eo f t h ec u t t i n gt o o t h ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 8 2 ．2 ．2P r o g r a ma l g o r i t h ma n dp a r a m e t e rd e t e r m i n a t i o n ．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18 2 ．3A n a l y s i so fs i m u l a t e dl o a dr e s u l t s ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21 2 ．3 ．1T h ee f f e c to f t r a c t i o ns p e e do nl o a d ．．．．．．．．．⋯．．．⋯．．．．⋯⋯．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．2 1 2 ．3 ．2T h ee f f e c to f r a i s i n gs p e e do nt h el o a d ⋯．．．．．．．．⋯．．⋯．．．．．．．．．⋯⋯．．．．．．．．⋯2 5 2 ．4C h a p t e rs u m m a r y ．．．．．．⋯．．⋯⋯．⋯．．．⋯⋯⋯⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．2 9 3O p t i m i z a t i o no f t h er a i s i n gm e c h a n i s m ．⋯⋯⋯⋯⋯．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．⋯．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．31 3 ．1O v e r v i e wo fo p t i m a ld e s i g n ．⋯．．⋯．．⋯⋯⋯．．．．．．．⋯⋯．．．．．⋯．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31 3 ．2O p t i m i z a t i o nd e s i g no f t h er a i s i n gm e c h a n i s m ．．．．．．．．．⋯．．．．⋯．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．3I 3 ．2 ．ID e t e r m i n a t i o no fo p t i m i z a t i o no b j e c t i v ef u n c t i o n ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 3 ．2 ．2S e l e c t i o no fc o n s t r a i n tc o n d i t i o n s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 5 3 ．2 ．3M a t h e m a t i c a lm o d e l ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 7 3 ．2 ．4T h ec o n c r e t er e a l i z a t i o no fo p t i m i z a t i o nm o d e l ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 8 3 ．3O p t i m i z a t i o nr e s u l t sa n da n a l y s i so f t h er a i s i n gm e c h a n i s m ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 0 ；．4C h a p t e rs u m m a r y ．．．．．．⋯⋯⋯．．⋯．．．⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．4 3 4 ．G U Im a n m a c h i n ei n t e r f a c es y s t e md e s i g n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 5 4 ．1I n t r o d u c t i o nt oM A T L A BG U I ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 5 4 ．1 ．1I n t r o d u c t i o nt oM A T L A B ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 6 4 ．1 ．2I n t r o d u c t i o nt oG U I ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一4 6 4 ．1 ．3G U Ib u t t o nf u n c t i o na n dg r a p h i c a lo b j e c ti n t r o d u c t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 7 4 ．2M a n m a c h i n ei n t e r f a c ed e s i g n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 9 4 ．2 ．1L o g i ni n t e r f a c ed e s i g n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 0 4 ．2 ．2F u n c t i o ns e l e c t i o ni n t e r f a c e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5 2 4 ．2 ．3I n t e r f a c ef o rl o a dc a l c u l a t i o no fc u t t i n gt e e t h ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5 3 4 ．2 ．4D r u ml o a dc a l c u l a t i o ni n t e r f a c e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5 3 4 ．2 ．5C y l i n d e rl o a dc a l c u l a t i o ni n t e r f a c e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 4 4 ．2 ．6O p t i m i z a t i o ni n t e r f a c eo f t h er a i s i n gm e c h a n i s m ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一5 6 4 ．3C h a p t e rs u m m a r y ．．．．．⋯⋯⋯⋯⋯．．⋯．⋯．⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯．⋯．⋯⋯⋯⋯．．⋯5 7 5C o n c l u s i o na n d p r o s p e c t ．．．．⋯⋯⋯．⋯．．⋯⋯．⋯．⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．⋯．⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯ ；9 5 ．1n l ef u l lt e x ts u m m a r y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 9 1 ；．2 E x p e c t a t i o n ⋯⋯．⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 9 R e f e r e n c e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 1 C o m p l i m e n t ⋯．⋯．⋯．⋯．．⋯．．．．．．．⋯⋯⋯⋯．．⋯⋯．⋯．⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．⋯⋯．．⋯⋯．⋯．⋯．⋯⋯⋯⋯．．6 5 R e s u m eo fa u t h o ra n dt h em a j o rr e s e a r c ha c h i e v e m e n t s ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．6 7 万方数据 1 绪论 1绪论 1 ．1 采煤机简介 采煤机是全机械化采矿设备中最重要的部分。采煤机是一种大型且复杂的机 械装置，由机械、电气、液压等其他机构组成。由于采煤机日常生产工作在地下 的恶劣环境中进行，所以对于采煤机的研究至关重要。不同类型的采煤机在滚筒 数量，行进机构的形式，牵引模式等方面存在一些差异，但它们的整体结构组成 是相似的。最广泛使用的是双滚筒采煤机【卜z 】。 l 一截割机构2