采煤机滚筒截割煤岩载荷谱综合与幅值序列数字化方法
刘春生1
程硕2
任春平3
王磊2
刘若涵4
刘延婷3
李德根3
1.黑龙江科技大学机械工程学院,黑龙江哈尔滨 150022;黑龙江科技大学安全工程学院,黑龙江哈尔滨 1500222.黑龙江科技大学安全工程学院,黑龙江哈尔滨 1500223.黑龙江科技大学机械工程学院,黑龙江哈尔滨 1500224.黑龙江科技大学安全工程学院,黑龙江哈尔滨 150022;黑龙江科技大学电气与控制工程学院,黑龙江哈尔滨 150022
摘要：采煤机工作条件存在强随机复杂多变因素,其全寿命周期历程的随机性载荷谱获取与离散序列处理,以及全域载荷谱综合数字化是高端装备可靠性设计分析及其疲劳寿命预测的关键基础工程技术共性问题.构建采煤机传感器与检测量、检测量与特征量的关联度矩阵,采用综合关联度矩阵行列系数叠加处理,给出传感器与特征量的综合关联度和重要度,提出了多传感器信息检测过程中特征量关联度定量评价方法;综合考虑滚筒参数、采煤机工作参数、煤岩性质及分布参数,提出载荷谱纵向幅值和横向时程累计归一化算法与滚筒截割煤岩分段和全域载荷谱比例综合方法,给出截割电机电流、摇臂振动和调高液压缸压力信息融合算法与近似估算比例系数算法等;建立滚筒截割煤岩的瞬时载荷模型与载荷谱随机分布叠加算法,将单截齿截割煤岩实验载荷谱与理论模型相结合,获取滚筒截割煤岩分段理论载荷谱,并通过自适应权重EMD-IECM载荷谱最优降噪光滑算法处理含噪声信息的数值模拟和实验载荷谱,给出滚筒截割煤岩分段载荷谱幅值分级累计时程占比统计算法,提出了全域载荷谱综合数字化方法.结果表明:截割载荷和煤岩强度与各传感器检测信息关联度较显著,振动传感器、电流传感器和压力传感器检测信息更能反映出截割特征量和截割状态;自适应权重EMD-IECM载荷谱最优降噪光滑算法,可依据数据本身自动调整指标权重,获得相似性与光滑性达到均衡状态的重构载荷谱;通过实例应用获知全域载荷谱的幅值分级累计时程占比呈现正态分布规律,符合工程实际情况,验证了滚筒截割煤岩全域载荷谱综合与数字化方法的有效性和完整性.
关键词：采煤机滚筒截割煤岩载荷谱综合载荷谱数字化自适应权重EMD-IECM
分类号：TD42(矿山机械)
资助基金：国家自然科学基金(52204131)国家自然科学基金(52104130)国家自然科学基金(51974111)
论文发表日期：2026-01-31
在线出版日期：2026-03-27（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：16( 841-856 )
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