采煤机截割部传动系统建模与动力学分析

基于刚柔耦合多体接触动力学理论,对采煤机截割部传动系统进行了系统的研究,并以Recur Dyn为平台建立了包含传动系统齿轮,轴承和传动轴的采煤机截割部模型。考虑传动轴的柔性特性,建立采煤机截割部刚柔耦合传动系统。对系统中各零件之间接触参数进行设定,并进行动力学仿真分析,直观动态的描述了采煤机传动系统的工作过程。研究结果表明:第12对齿轮啮合力最大,其值为1 808 210. 8 N。轴4应变值最大,为0. 081。揭示了刚柔耦合系统和刚性系统在齿轮啮合力曲线及其频域信息的不同之处,为传动系统的优化设计及疲劳寿命预测提供依据。     

采煤机截割部摇臂齿轮传动系统动力学响应分析

采煤机截割部传动系统实际工况时很容易受到瞬时冲击力,从而产生剧烈振动,加速其薄弱环节的疲劳损伤破坏。现有研究仅以空载或均匀载荷下分析其动力学响应,没有考虑实际工况外部激励载荷以及非线性轴承刚度对齿轮传动系统动力学性能的影响。本文运用LS-DYNA软件对实际工况下的采煤机截割部外部激励载荷进行仿真模拟,同时建立基于ADAMS的截割部齿轮传动系统刚柔耦合动力学模型。考虑截割部重载零部件的柔性效应、齿轮的啮合时变刚度、综合啮合误差、滚动轴承变刚度等因素,对实际工况下截割部齿轮传动系统各齿轮副的动态啮合力和各支撑轴的动态接触力进行分析,得到其在实际工况下的动力学响应。     

采煤机截割部机电传动系统动力学特性分析

针对采煤机截割机电传动系统动载荷大易于损坏的特点,提出一个行星齿轮变速过程扭转动力学模型,建立包含电动机、齿轮传动系统和滚筒的采煤机截割机电传动系统动力学模型,并对冲击载荷下采煤机截割机电传动系统的动力学特性进行仿真,研究电动机-齿轮传动系统的连接刚度和阻尼以及齿轮啮合刚度对采煤机截割机电传动系统动力学特性的影响,最后提出了减小采煤机截割部机电传动系统的动态啮合力冲击的方法,以减少采煤机截割传动系统的破坏。啮合冲击力可以分成两类:时变啮合刚度引起的啮合冲击力和冲击负载引起的啮合冲击力。可以通过减少啮合刚度的变化(比如采用人字齿轮)来降低时变啮合刚度引起的动态啮合力冲击;选取合适的电动机-齿轮传动系统连接阻尼和较小的电动机-齿轮传动系统连接刚度来减小冲击负载引起的动态啮合力冲击。     

含间隙的采煤机截割部传动系统的非线性动力学特性研究

为研究含间隙的采煤机截割部传动系统的非线性动力学特性,建立了考虑齿侧间隙的采煤机截割部齿轮系统动力学模型,并确立了模型中啮合刚度和阻尼的函数关系,运用变步长的Runge-Kuatt方法对动力学模型进行数值仿真,研究齿侧间隙对采煤机截割部传动系统各齿轮副啮合力的影响,结果表明:齿侧间隙增加了各齿轮副啮合力的变化量以及啮合频率倍频的幅值,齿侧间隙增大会增加啮合力的波动幅度会引起传动过程中的很大冲击力,加速齿面的磨损,同时齿侧间隙还会使齿轮由于过载而在齿轮中产生断齿。提高采煤机截割部齿轮传动系的稳定性与使用寿命,应降低其扭振程度与缩小齿侧间隙。本研究对齿轮传动系统的优化设计与研究提供理论基础。     

关于MG-650型采煤机二级行星齿轮的结构强度分析

针对采煤机二级行星齿轮在冲击载荷的作用下极易产生故障的问题,分析行星齿轮的受力状况.以MG710-WD型采煤机行星齿轮为研究对象,以ADAMS为动力学分析软件,利用ANSYS牵引部行星齿轮机构建立刚柔耦合动力学模型,通过动力学分析,得到了各级齿轮动态啮合特性以及两级行星架的动态应力云图,进一步分析得出,一级行星齿轮受到的啮合力更大,同时啮合的频率也更高,由此导致一级行星齿轮在实际工作中更容易产生破坏.     

采煤机截割部工作稳定性研究

为研究采煤机截割部的工作稳定性,利用Matlab、Pro/E、ADAMS和ANSYS联合构造的仿真平台建立截割部的刚柔耦合动力学模型。基于ADAMS/Vibration模块对采煤机截割部进行强迫振动分析,获取系统主要模态能量分布及各阶模态的动态响应特性,对壳体的振动特性及其对传动系统的影响进行分析。分析结果为改进采煤机截割部设计、提高其工作稳定性提供了依据。     

随机啮合参数对MG500/1180-WD型采煤机截割部轮系振动的影响

为了研究随机啮合参数对采煤机截割部齿轮传动系统振动的影响,以MG500/1180-WD型采煤机为研究对象,综合考虑啮合刚度、啮合阻尼、综合误差、齿侧间隙等因素的影响,建立采煤机截割部齿轮传动系统纯扭转非线性动力学模型,将啮合刚度、综合误差、齿侧间隙和外部载荷作为随机变量,运用变步长Runge-Kutta方法对系统模型进行求解,得出了系统动态位移响应的均值和均方差。研究结果表明,太阳轮、行星轮的振动位移均值及均方差随着随机间隙、随机啮合误差、随机啮合刚度的离散程度增加而增大;且随机间隙对轮系振动位移的影响程度最大,随机啮合刚度次之,随机啮合误差最小。研究结果为采煤机截割部传动系统的结构优化及其工作稳定性的提高提供了理论依据。     

采煤机截割部传动系统的非线性动力学建模及仿真

针对采煤机截割部齿轮传动系统在运行中产生振动、制造噪声污染等现象,综合考虑啮合刚度、啮合阻尼、综合误差等因素,建立了采煤机截割部齿轮传动系统的非线性动力学模型,运用变步长Runge-Kutta方法对系统微分方程进行了求解。通过分析相平面图和庞加莱截面研究了啮合刚度、阻尼比及激振频率对齿轮系统动态特性的影响。研究结果表明:在一定区间内,阻尼比逐渐减小时,太阳轮位移响应由单周期运动转为多周期运动,最终进入混沌运动;啮合刚度增大时,太阳轮位移响应同样从周期运动逐渐进入混沌运动;激振频率逐渐增大时,太阳轮位移响应呈现由周期响应转变为混沌响应再转变为拟周期响应的现象。     

采煤机截割部双电动机驱动对高速级齿轮动态特性的影响

针对双电动机驱动采煤机截割部在应用中高速级齿轮容易出现损伤的问题，以某公司研制的MG2×180/850-BWD型采煤机截割部为例，建立了电动机驱动齿轮传动系统的联合仿真模型，从动力学角度对高速级齿轮进行动态特性分析，研究表明：双电动机存在转速差，采用机身侧电动机转速低于滚筒侧电动机转速安装方式较好；高速级驱动齿轮啮合的载荷力存在较强的非线性，建议转速差不宜超过5 r/min。     

采煤机截割部传动系统机电耦合动力学仿真分析

为了研究冲击动载荷条件下,考虑采煤机截割部电动机机械特性时截割部传动系统的动力学响应,在Adams中建立了采煤机截割部传动系统模型,在Simulink中建立了截割部电动机模型,通过Adams/Controls模块将传动系统与电动机模块联合,进行机电耦合仿真并对结果进行分析。结果表明,机电耦合模型能够对施加的载荷进行实时反馈,随着冲击载荷的施加,电机的输出及各部件的角速度会降低,加速度波动会大幅度增加。各部件角速度和加速度频谱符合理论计算,验证了模型的准确性。对采煤机截割部传动系统的分析和优化提供了依据。