纵轴式掘进机纵向振动分析及仿真研究

为确定纵轴式掘进机的纵向振动特性,提高机器工作的可靠性,利用多体动力学理论,建立了掘进机的多刚体动力学模型,分析并确定了截割头载荷,建立了相应的数学模型。利用计算机数值仿真研究液压系统的阻尼、截割头与机体的刚度和质量变化对机器振动的影响,获得了截割头、悬臂、机体的几何中心3个测试点纵向的振动特征。     

EBH300A横轴悬臂式掘进机截割头结构振动模态分析

对EBH300A横轴悬臂式掘进机截割头的各装配部件采用非线性有限元接触配合,与工程实际情况接近,避免了单一线性结构有限元计算分析的缺陷。利用Block Lanczos法计算截割头的前10阶模态,得到了截割头前10阶模态固有频率和振型。通过模态分析得出的截割头三维振型位移云图显示出复杂多样振动形式:包括轴向振动、径向振动和扭转振动;处于截割煤岩区域的低频大幅度振动对滚筒及截齿截割煤岩有重要影响。     

影响横轴式掘进机截割机构振动特性的因素分析

在横轴式掘进机截割机构横向截割的刚体动力学模型基础上,利用计算机模拟方法获得其在不同参数下的振动特性曲线,并分析了截割头质量、悬臂质量、液压系统刚度及阻尼变化对掘进机截割机构振动特性的影响,为研究横轴式掘进机的振动特性,改进机器设计创造了条件.     

纵轴式掘进机横向截割时侧向振动分析研究

纵轴式掘进机在横向截割过程中,截割头受到外界随机动载荷的作用,掘进机的侧向受力情况变得非常复杂。通过建立纵轴式掘进机横向截割时的侧向动力学模型,求解出掘进机在不同工况下的履带侧向振动变化情况,得出掘进机履带在不同横向摆角下的侧向受力仿真曲线,为研究掘进机横向截割时的动态特性、稳定性和可靠性提供理论依据,也为其他履带式车辆研究动力学问题提供了参考。     

悬臂式掘进机摆动机构分析与研究

根据悬臂式掘进机摆动机构的几种液压回转装置 ,导出了截割头纵向与横向牵引速度和牵引力的表达式。分析了采用不同液压回转装置时 ,截割头纵向与横向牵引速度和牵引力的变化规律 ,为悬臂式掘进机摆动机构的设计提供了理论依据     

纵轴式掘进机截割头的模态分析

为了获得截割头的固有频率和振型,采用有限元方法对纵轴式掘进机的截割头进行模态分析.首先,在Pro/E中建立截割头三维实体图,并导入ANSYS中对其进行网格划分;其次对划分网格后的模型加栽求解;最后在后处理器中观察所得结果,得到前五阶固有频率及位移变化云图.所得结果为进一步研究掘进机的动态特性及优化设计掘进机截割头奠定了基础.     

掘进机截割部刚柔耦合动力学特性分析

以某型重型纵轴式掘进机为载体,研究掘进机在横截工况下截割部的振动以及受力特性。首先在LS-DYNA中进行掘进机截割头截割岩石仿真,获得掘进机工作条件下截割头所受到的外载荷,然后运用ANSYS软件对截割部包括悬臂段、截割减速箱及截割电机箱体进行柔性化,最后在ADAMS中对整机进行刚柔耦合分析。研究结果为掘进机的截割部减振设计研究及其结构优化改进提供了理论依据。     

基于ADAMS的掘进机截割机构受迫振动仿真分析

运用动力学仿真软件ADAMS建立了掘进机截割机构的动力学模型;利用ADAMS自带的振动仿真模块Vibration进行振动分析;建立截割机构系统的输入通道,输入系统振动激励;定义截割机构输出通道,得到截割机构系统响应;通过分析系统响应规避有害振动,提高掘进机使用寿命。     

纵轴式悬臂掘进机不同截割俯仰角截割特性分析

首先利用三维建模软件UG,建立某型纵轴式悬臂掘进机截割头及岩壁的实体模型,然后将模型导入有限元软件ANSYS/LS_DYNA中进行截割仿真。根据工程实际,在软件中模拟了截割头在不同俯仰角下横截岩石的情况。通过进行接触仿真计算与分析,得到了不同俯仰角下截割头的整体受力情况曲线和各向振动加速度曲线。并且进一步分析了截割头的振动情况,为整机的振动分析和动力学分析打下基础。     

基于应变模态的采煤机摇臂振动特性及实验研究

为解决采煤机截割煤岩过程中摇臂在重载、强冲击下容易损坏的问题，以MG500/1130-WD型采煤机为研究对象，提出一种基于应变模态的采煤机摇臂振动特性辨识方法。利用Block Lanczos方法对摇臂壳体进行模态分析，获得采煤机摇臂前10阶固有频率，分析摇臂壳体与传动系统的2阶模态共振特性。根据实际截割工况，通过EDEM模拟获得截割滚筒三向截割载荷及三向截割阻力矩，使用ADAMS、EDEM、ANSYS对摇臂进行刚柔耦合动力学联合仿真，得到摇臂2阶应变模态固有频率为63.98 Hz,搭建摇臂应变数据采集系统，面向摇臂关键截面的应变响应进行截割实验，并对采集数据进行时域与频域分析。研究表明：应变模态分析与联合仿真所得摇臂2阶固有频率误差为0.52%,摇臂前2阶固有频率的模态分析与实验误差小于5%。应变模态分析方法可有效识别采煤机摇臂低阶固有频率和低频激励，为采煤机摇臂的振动研究提供新思路。     

悬臂式掘进机截割头摆动力与截割力的匹配关系

根据悬臂式掘进机截割头在不同工况下截齿的受力状况,研究了截割头摆动力与截割力的匹配关系及其一般取值范围,以此为掘进机悬臂回转机构的设计提供理论依据。     

纵轴式掘进机振动特性的试验研究

解决截割硬岩的振动问题,对提高纵轴式掘进机的工作特性有重要意义。建立振动力学和数学模型,介绍理论分析方法,模拟实际工况进行实验研究,分析各部件振动的幅值和频率。实验结果表明该机型不存在共振现象。     

纵轴式截割头截齿的运动学模型及仿真

为了分析纵轴式掘进机截割头截齿的运动学特征,建立了总体坐标系和局部坐标系,在此坐标系下建立了截割头纵向钻进、垂直摆动、横向摆动3种工况的截齿运动学数学模型,并进行了计算机仿真;由仿真可知,截齿在截割头上的回转半径对截齿运动学参数影响最大,回转半径越大截齿的速度和加速度越大并且变化率较大;其次,截割头转速对各运动学参数的大小和波动性也有明显的影响,随着截割臂摆动角速度的增大,截齿的速度会出现波动,并且加速度会出现较大的峰值。     

掘进机截割硬度参数的确定及其影响因素

介绍现行横、纵轴系列掘进机截割部截割头的结构及其工作原理,对截割头的截割能力起重要因素的参数—截割硬度进行分析,探讨了掘进机截割部分设计时,理论影响截割硬度的几项参数及其他因素。     

煤矿悬臂式掘进机截割头位置精确控制方法

针对煤矿悬臂式掘进机截割断面自动成形控制问题,建立了截割头控制系统传递函数模型,并提出了一种基于PID控制的悬臂式掘进机截割头位置精确控制方法。根据悬臂式掘进机截割部结构及其运动学分析,建立了掘进机截割头控制系统传递函数模型。为了验证建立的截割头控制系统传递函数模型的正确性和PID控制方法的效果,进行了仿真实验分析和在悬臂式掘进机实验平台上进行加入PID与否的对比实验验证。实验结果表明:在加入PID反馈控制后,截割头位置控制精度大大提高,竖直截割实验最大误差约为1%,水平截割最大误差约为1.7%,矩形断面截割高度和宽度最大误差均约为1%。因此,根据建立的控制系统传递函数模型和基于PID的控制方法实现了煤矿悬臂式掘进截割头位置的精确控制,对于实现掘进机的智能化和确保煤矿安全高效生产具有重要意义。     

纵轴式掘进机截割功率预测方法与试验验证

为了对纵轴式掘进机在不同工作条件下的截割功率进行预测,采用N.Bilgin在单齿破岩试验方面的结论,分析了截齿与岩石的相互作用过程,研究了定相关和欠相关状态下截割功率的计算方法并建立了相应预测模型。用EBZ260W掘进机对单轴抗压强度为(74±8) MPa的人工岩体进行横摆和升降6个步骤截割试验后发现,升降过程中掘进机对应的截割功率较大,其中向上截割过程最大值达254.1 kW,其余各试验步骤对应的平均截割功率约为掘进机额定功率的20%。按照相似试验条件对各步骤对应的截割功率进行预测计算,通过回归分析发现截割功率预测结果与试验数据线性相关,其最大值和平均值的相关系数分别为0.985和0.982,对应预测公式拟合度达到96.95%和96.34%。研究结果表明,基于单齿破岩试验的截割功率预测模型适用于对纵轴式掘进机的实际截割性能进行预测。     

纵轴式掘进机截割时履带的振动力学分析研究

掘进机在截割煤的过程中,受到外界随机动载荷的作用,掘进机的受力情况变得非常复杂,通过建立纵轴式掘进机上下截割时的动力学模型,求解出掘进机在不同工况下的履带振动变化情况,得出掘进机履带在不同工况下的受力仿真曲线,为研究掘进机工作时的动态特性等提供理论依据。     

EBZ132伸缩型掘进机的研制

介绍了目前不伸缩EBZ132型掘进机在煤矿开采中存在的不足,阐述了研制出截割头可伸缩掘进机的必要性,在现有的EBZ132型掘进机的基础上对部分元部件进行了改进设计,设计了伸缩型截割机构,并介绍其主要改进原则及工作原理。     

横轴掘进机的动力学模型与算法研究

为提高掘进机的工作性能,在分析截割载荷和整机动力特性的基础上,建立了单个截齿、截割头的载荷以及整机动力学的数学模型,给出截割载荷与整机动力学特性的算法。采用Matlab语言对掘进机的动态特性进行了研究,结果表明:机体质量的变化对机体的振动影响较小,该算法为掘进机的设计提供了理论参考。