本文選題：傾斜井巷 + 防爆救生艇��； 參考：《太原理工大學》2017年碩士論文

【摘要】：煤炭行業(yè)是我國的支柱產(chǎn)業(yè)。礦井安全是煤礦生產(chǎn)的靈魂,在煤礦開采過程中煤礦水患災(zāi)害的影響頗大。當傾斜井巷發(fā)生透水事故時,由于井下人員流動性大和工作環(huán)境復(fù)雜,很難掌握井下被困礦工的確切數(shù)量、每個人所處的具體位置及其生命狀態(tài),給救援工作帶來極大困難,常常延誤營救的最佳時機,造成嚴重后果。這就需要一個在抽排水過程中可以提前到達被困人員處的搶險救生裝置。因此提出設(shè)計礦用防爆救生艇是很有必要的。本文在對當前礦井水害現(xiàn)狀及國內(nèi)外主要救援方式研究的基礎(chǔ)上,瞄準煤礦傾斜井巷透水工況,設(shè)計和研究礦用防爆救生艇,闡述了防爆救生艇相對其他救援手段更加便捷有效,對于保障礦工生命安全具有重要作用,為礦井水災(zāi)害救援提供了新的思路。根據(jù)礦用防爆救生艇使用特點完成橡膠舷筒、鋁合金加強板及防爆驅(qū)動系統(tǒng)總成設(shè)計研究,并利用Pro/E建立礦用防爆救生艇三維模型。在此基礎(chǔ)上,依據(jù)阿基米德原理對礦用防爆救生艇懸浮特性進行了理論分析,通過計算其浮心與靜水力曲線,并對充氣艇船體的剛度,強度以及充氣氣壓進行討論,得到了衡量救生艇承載能力的相關(guān)參數(shù)。根據(jù)救生艇使用環(huán)境特點,對其主要動力零部件螺旋槳進行設(shè)計,以滿足小空間,大推力,高靈活度等使用要求。依據(jù)現(xiàn)代化船舶螺旋槳設(shè)計方法對其主要推進裝置螺旋槳的數(shù)目,螺旋槳槳葉數(shù)目,螺旋槳轉(zhuǎn)速,直徑以及螺旋槳外形和槳葉切面形狀等展開討論,確定礦用防爆救生艇可以適用的推進裝置形式。然后對螺旋槳槳葉葉曲面型值計算方法進行分析,總結(jié)槳葉葉曲面型值三維坐標轉(zhuǎn)換公式;并利用PropCAD設(shè)計出螺旋槳面輪廓曲線,結(jié)合Solidworks建立MAU型螺旋槳三維模型,實現(xiàn)PropCAD與Solidworks聯(lián)合建立MAU型螺旋槳。最后利用上述所建立數(shù)字化螺旋槳模型進行數(shù)值分析,以CFD理論為基礎(chǔ),使用多重參考系模型,分別建立動網(wǎng)格與靜網(wǎng)格,對數(shù)字化螺旋槳模型進行模擬敞水試驗,利用Fluent分別分析了1號螺旋槳與2號螺旋槳的動力特性、葉面最大靜載荷以及最大推力,并進行對比分析,以優(yōu)化設(shè)計,設(shè)計出最適合礦用防爆救生艇所使用的螺旋槳。以具有良好魯棒性的無刷直流電機作為控制研究對象,進一步開展相應(yīng)的研究工作。分析無刷直流電機無位置傳感器控制原理,并在此基礎(chǔ)上,采用經(jīng)典力學建模方法建立系統(tǒng)的數(shù)學模型。根據(jù)所建立的數(shù)學模型設(shè)計相應(yīng)的控制算法,并在MATLAB/Simulink中搭建仿真環(huán)境驗證控制算法的正確性。此外,完成控制電路的硬件設(shè)計,對主要的微控制器、驅(qū)動電路、位置檢測電路展開討論,并設(shè)計控制程序;利用Altium designer軟件完成控制器PCB板設(shè)計。最后將所完成的礦用防爆救生艇進行水面初步航行試驗,試驗結(jié)果表明此防爆救生艇具有承載能力大,動力強,操縱性良好的特點,可以滿足傾斜井巷透水事故的應(yīng)急救援。
[Abstract]:In this paper , it is necessary to design and study the floating characteristics of mine explosion - proof lifeboats . Based on the research of the present situation of mine explosion - proof lifeboat and the complex of working environment , it is difficult to know the exact quantity of mine - mine explosion - proof lifeboats , and to design and study the three - dimensional model of mine explosion - proof lifeboats . A simulation environment verification control algorithm is set up in MATLAB / Simulink . In addition , the hardware design of the control circuit is completed , the main micro - controller , the driving circuit , the position detection circuit are discussed , and the control program is designed . The design of the controller PCB is finished by using the Altium designer software . Finally , the completed mine explosion - proof lifeboat is used for preliminary navigation test . The test results show that the explosion - proof lifeboat has the characteristics of large bearing capacity , strong power and good maneuverability , and can meet the emergency rescue of the water - permeable accident of inclined shaft .

【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TD774

【參考文獻】

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本文編號：1816264