【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种适用于敞车冻粘煤清理卸料机构的切削参数优化方法，是一种用于运输机械的工艺参数的优化方法，是一种用于散装物料自动化卸车的辅助清扫机械的运行参数优化方法。
技术介绍
1、中国专利(202211362092.9)中提出了一种敞车冻粘煤清理卸料机构，用于替代人工作业方式清理冻结粘附在敞车车厢壁面上的煤炭，能够有效提高清车效率，保障企业正常生产。所述的清理卸料机构通过滚筒带动截齿旋转对冻粘煤进行破碎，其中，清理卸料机构对车厢壁面冻粘煤的破碎效果取决于切削参数的设置。选用合理的切削参数，包括切削深度、切削速度和进给速度，能够进一步提高车厢清理效率，改善切削质量，延长设备使用寿命。基于敞车冻粘煤清理的生产实践可知，要确定合理的切削参数并不容易，因为影响切削参数选择的因素众多，包括冻粘煤硬化程度、截齿参数、设备性能、车厢参数等。因此，敞车冻粘煤清理卸料机构的切削参数优化是一个亟需解决的问题。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的问题，本专利技术提出了一种适用于敞车冻粘煤清理卸料机构的切削参数优化方法。所述的方法以切削深度、切削速度和进给速度作为优化参数，将清理卸料机构的性能和冻粘煤特性作为约束条件，建立了以最短作业时间为目标函数的多参数优化模型。针对具体的清理卸料机构和现场工况，将冻粘煤硬化程度、截齿参数、设备性能、车厢参数等信息带入到上述多参数优化模型中进行求解，即可获得一组具有最短作业时间的切削参数。
2、本专利技术的目的是这样实现的：一种适用于敞车冻粘煤清理卸料
3、步骤1，设计优化参数矢量q：
4、为设计优化参数矢量，做如下定义，将完整作业路径划分为m个直线路径段，每个路径段使用一组切削参数，那么，将优化参数矢量q设计为直线路径段切削参数的集合，有：
5、q＝{(di,vi,fi)|i＝1,2,…,m}
6、其中：di为第i个路径段内的切削深度；vi为第i个路径段内的切削速度；fi为第i个路径段内的进给速度；
7、步骤2，设计目标函数：
8、以最短作业时间作为优化原则，目标函数为：
9、
10、其中：t为单节车厢的作业时间；t0为单节车厢的作业等待时间；li为第i个路径段的长度；t2为单个截齿对应的更换时间；himax为第i个路径段的最大冻粘煤厚度；为向上取整符号；ct为截齿寿命系数，与冻煤特性、切削条件有关；k为截齿寿命修正指数；b1、b2、b3为切削速度、进给速度、切削深度对截齿寿命的影响因子；单节车厢的截齿更换时间为单个截齿对应的更换时间t2与单节车厢作业对应的截齿损耗度η的乘积；
11、步骤3，设计约束条件：
12、1)设计截割扭矩约束：
13、滚筒在第i个路径段冻粘煤破碎过程中的截割扭矩mi的约束为：
14、mmin≤mi≤mmax i＝1,2,...,m
15、其中：mmin为最小截割扭矩；mmax为最大截割扭矩；
16、
17、其中：g为破碎冻粘煤过程中的最大截齿数量；d为截齿的最大旋转直径；σt为冻煤的单轴抗拉强度；α为刀具截齿的切削前角；为冻粘煤内摩擦角；bi为第i个路径段的截齿的有效作用宽度；
18、当mmin＝0时，截割扭矩约束为：
19、
20、2)设计进给力约束：
21、在第i个路径段的水平进给力fxi需要满足以下要求：
22、fmin≤fxi≤fmax i＝1,2,...,m；
23、其中：fmin＝0为最小水平进给力；fmax为最大水平进给力；
24、
25、其中：φp为第p个截齿相对于转心的角度，p＝1,2,…,g；β为截齿刀尖夹角；
26、当fmin＝0时，进给力约束为：
27、
28、3)设计切削速度约束：
29、第i个路径段滚筒旋转转速ni的约束转换为对切削速度vi的约束：
30、vmin≤vi≤vmax i＝1,2,…,m
31、其中：vmin为最小切削速度；vmax为最大切削速度；当nmin＝0时，第i个路径段的切削速度vi的约束：
32、
33、其中：nmax为最大截齿旋转转速；
34、4)设计进给速度约束：
35、在第i个路径段方向上的进给速度fi能够分解为沿水平方向的水平进给速度fxi和沿垂直方向的垂直进给速度fyi：
36、fxi＝fi cosθi
37、fyi＝fi sinθi
38、其中：θi∈[0,90]°为第i个路径段进给速度fi与水平方向的夹角，第i个路径段的水平进给速度由移动平台提供，需满足：
39、fxmin≤fxi≤fxmax i＝1,2,…,m
40、其中：fxmin为移动平台所能提供的最小水平进给速度；fxmax为移动平台所能提供的最大水平进给速度；
41、第i个路径段的垂直进给速度由垂直伸缩总成提供，需满足：
42、fymin≤fyi≤fymax i＝1,2,...,m
43、其中：fymin为垂直伸缩总成所能提供的最小垂直进给速度；fymax为垂直伸缩总成所能提供的最大垂直进给速度；
44、当fxmin＝0、fymin＝0时，进给速度约束为：
45、0≤fxi≤fxmax i＝1,2,...,m
46、0≤fyi≤fymax i＝1,2,…,m
47、其中：最大水平进给速度fxmax和最大垂直进给速度fymax在计算中取常值；
48、步骤4，构建多参数优化模型：
49、以最短作业时间作为目标函数，以截割扭矩约束、进给力约束、切削速度约束和进给速度约束作为约束条件构成的多参数优化模型为：
50、
51、本专利技术的优点和有益效果是：本专利技术以切削深度、切削速度和进给速度为优化参数，将敞车冻粘煤清理卸料机构的性能限制和冻粘煤特性等作为多个约束条件，建立了以最短作业时间为目标函数的多参数优化本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适用于敞车冻粘煤清理卸料机构的切削参数优化方法，所述方法所应用的敞车冻粘煤清理卸料机构包括：作为主支撑的门座式结构架，门座式结构架沿车厢纵向设置，门座式结构架上沿纵向设置有轨道，能够沿轨道水平移动的移动平台；所述移动平台安装有垂直伸缩总成，垂直伸缩总成的下部安装有破碎总成；沿垂直伸缩总成的轴向安装有链斗提升装置，用于输送切割下来的冻粘煤的给煤输煤装置；所述的破碎总成设有带有截齿的滚筒或滚轴；当垂直伸缩总成向下伸出进入车厢内，移动平台沿车厢轴线移动，带动破碎总成对车厢内壁的冻粘煤进行破碎清理，链斗提升装置将破碎的冻粘煤向上提升；当整节车厢的冻粘煤清理结束，则垂直伸缩总成向上缩回，垂直伸缩总成、破碎总成、链斗提升装置的底部高于车厢的上边缘，移动车厢对下一车厢进行清理；其特征在于，所述方法的计算步骤如下：
【技术特征摘要】
1.一种适用于敞车冻粘煤清理卸料机构的切削参数优化方法，所述方法所应用的敞车冻粘煤清理卸料机构包括：作为主支撑的门座式结构架，门座式结构架沿车厢纵向设置，门座式结构架上沿纵向设置有轨道，能够沿轨道水平移动的移动平台；所述移动平台安装有垂直伸缩总成，垂直伸缩总成的下部安装有破碎总成；沿垂直伸缩总成的轴向安装有链斗提升装置，用于输送切割下来的冻粘煤的给煤输煤装...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵凯旋，栗伟，李建华，陈晨，
申请(专利权)人：中煤科工智能储装技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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