露天剥采机星轮截割结构动力学分析

针对露天剥采机截割系统存在工作效率低、可靠性差等缺陷,设计了一种星轮截割结构,进行截齿型号选择与排列方式设计。建立星轮截割结构动力学控制方程,采用ANSYS软件进行了静力分析、模态分析和动力学分析。结果表明,星轮结构模态频率远离工作频率,动态性能良好;齿座与轮臂连接部位为危险部位;恶劣工况下星轮轮臂结构安全系数达到1. 42,齿座结构安全系数达到3. 98。仿真结果验证了截割星轮截齿型号选择及截齿排列设计的合理性,为大型露天剥采机的截割系统研究设计提供理论参考。     

悬臂式掘进机硬岩截割部的设计分析

针对悬臂式掘进机在截割硬岩时存在截齿消耗大、掘进效率低等问题,基于悬臂式掘进机截割硬岩的主要破岩形式与具体截割原理,设计了悬臂式掘进机硬岩截割部的主要结构,分析了各连接件的功能特点,并进行了部分关键零部件的选型计算,以供悬臂式掘进机硬岩截割部的设计参考.     

MG150/345型采煤机截割部优化设计研究

针对MG150/345型电牵引采煤机截割部扭矩轴在截割电机负载超载情况下易发生断裂,不能实现对截割电机保护的问题,通过对采煤机截割部壳体进行Workbench有限元分析,寻找其应力集中点,设计了优化改造方案。经优化后验证,有效解决应力集中问题,满足设计要求,大幅提升了采煤机工作效率和质量。     

基于Matlab的采煤机截割滚筒载荷特性的研究

采用Matlab仿真分析软件对采煤机在三种典型工况下的截割载荷特性进行了仿真分析,归纳了不同截割载荷作用下对采煤机截割载荷、截割力矩的变化规律,为优化采煤机截割机构,针对不同的地质条件采用不同的截割作业方案、来降低对截齿和截割机构的冲击、从而提升采煤机截割机构工作可靠性和使用寿命提供理论支撑。     

掘进机截割臂自适应截割控制策略研究

针对井下掘进机截割智能化程度低、截割臂摆速不能根据煤岩硬度进行自适应调节的问题,提出了一种基于多传感器信息的掘进机截割臂自适应截割控制策略。以截割电机电流、截割臂驱动油缸压力、截割臂振动加速度作为煤岩截割载荷识别依据,采用径向基函数神经网络设计了截割载荷信号识别器,为截割臂摆速调控提供准确依据;针对复杂且具有时变性的截割臂摆速调控系统,设计了基于遗传算法优化的模糊PID智能控制器,实现对截割臂摆速的高效调控。建立了掘进机截割臂数学模型,在MATLAB/Simulink中搭建了截割臂自适应截割仿真控制系统,仿真结果表明,控制系统具有较快响应速度及较高控制精度。基于贝加莱Automation Studio软件搭建掘进机机载自适应截割控制系统,在石家庄煤矿机械有限公司模拟巷道中采用EBZ135型掘进机进行了模拟截割实验,实验结果表明,所提出的控制策略能够根据截割载荷变化实现对截割臂摆速的高效自适应调控。     

采煤机截割系统壳体设计可靠性研究

通过对采煤机截割部件进行受力分析,用三维制图软件SolidEdge建立了采煤机截割系统壳体三维模型,并对工况下截割系统壳体进行了仿真分析;针对仿真结果进行了应力分析,并对应力集中点加强板进行了改进,同时对截割系统中壳体铸造材料的机械性能进行了说明,从受力情况和材料性能两方面进行了壳体设计可靠性的研究。     

掘进机截割控制系统的设计

以掘进机截割控制系统设计为对象,在分析掘进机截割结构作业原理的基础上,对掘进机截割自动化控制开展深入探究,继而对掘进机截割机构自动控制组件选择和自动控制功能实现进行总结。掘进机截割控制系统的设计应用,实现了掘进截割作业的高效、高质,提升了矿井综合效益。     

全尺寸单齿煤岩截割试验研究

在采掘机械煤岩截割的大背景下,展开了煤岩截割试验结构的研制及试验研究,基于机械系统、液压系统和测控系统的设计,通过试验装置进行不同截割速度和不同截割深度的截割试验,通过相关参数的变化,分析其对截割三向力、截割碎屑粒度的分布及截割比能耗等因素的影响。     

悬臂式掘进机截割头截齿的优化与改进

针对悬臂式掘进机截齿磨损严重、过载停机以及截齿受力不均而被损坏等情况,通过建立截割头和煤岩的3D模型,分析截割头载荷的数学模型,对截割头截齿部分进行受力分析,针对截割头的截齿排列提出合理性方案,使各截齿受到外力差异减小,进而提升掘进机的性能并获取更大的生产价值。     

掘进机截齿在不同工况下的截割阻力分析

基于掘进机在进行截割的过程中,由于煤岩的复杂多变,容易引起截齿的载荷变化,引发截割头振动的问题,针对掘进机截割两种典型的工况,采用非线性的动力学分析软件对横截及钻进两种不同工况下的截割阻力进行仿真分析,获得截齿的受力变化特性,为掘进机的减震设计及优化使用提供参考指导.     

采煤机截割滚筒设计方法的研究

针对采煤机滚筒截割参数之间的相关性及其设计流程的复杂性,以某型采煤机滚筒设计为例,系统地介绍了一套简洁、高效的滚筒设计方法。该方法从截割比能耗出发,依次推导出切削厚度、截线距、滚筒转速、牵引速度、截割功率等主要参数,进而利用截齿排列图进行布齿设计,最后通过载荷计算验证设计可行性。该方法全面考虑了各截割参数之间的关系,并引入载荷校验环节,避免参数设计的盲目性,简便易行,对采煤机截割滚筒设计具有较强指导意义。     

基于不同煤岩性质的矿井掘进机截割载荷分析研究

研究了掘进机截割头的全部截割过程，针对影响切削载荷的煤岩特性，多次重复进行不同坚固系数的模拟，推导出三轴力与坚固系数的关系。将仿真结果与理论公式进行了截齿载荷对比分析，取得了一致性的结论。由有限元仿真计算结果数据可知，模拟分析为准确计算截割头载荷提供了可靠的技术数据保证，提高了截割头截割试验的效率，为不同煤岩地质条件下截割头的选择提出指引。研究成果为掘进机结构优化设计提供了依据。     

基于Simulink的掘进机截割臂摆角跳动规律研究

针对掘进机截割臂在截割作业过程中由于冲击载荷作用,使截割路径偏离预定的截割轨迹,导致出现截齿断裂、触顶等问题,建立了掘进机截割臂的分析模型,对其截割机构的受力进行了分析,利用Simulink仿真分析软件建立了截割臂跳动的分析模型,同时建立了实际摆角试验验证模型,对其跳动情况进行了分析。研究结果表明,掘进机截割作业过程中截割载荷越大,截割臂垂直摆角呈现先降低然后增加的趋势。该研究结果可为提升掘进机截割机构自动控制系统精确性及截割定位纠偏奠定基础。     

掘进机截割机构截割特性的优化研究

针对掘进机在浅薄煤层地质条件下截割机构的截齿磨损严重、使用寿命大幅降低的现状,利用LS-DYNA仿真分析软件建立了截割机构切割过程的仿真模型,对掘进机截割机构的切削角度对掘进机的截割特性的影响进行了仿真分析。结果表明:当掘进机截割机构的切削角度在50°的情况下截割机构具有最优的截割特性。该研究结果可为优化掘进机截齿的截割特性提供理论依据和技术支持,运用该研究结果能显著提高掘进机的工作效率,降低截齿工作时的磨损,提高使用寿命。     

掘进机自适应截割控制系统的设计及应用

针对掘进过程中工作环境恶劣,掘进自动化截割技术尚不成熟,导致采掘失调的问题,设计了采用PCC结合工控机的自适应截割控制系统.实践应用表明,该系统实现了对截割机构的状态感知、数据采集、路径规划及自适应截割的功能,提高了掘进机的自动化截割效率,可满足煤矿的自动化生产需求.     

不同性质煤岩下掘进机截割载荷的试验研究

对掘进机截割过程的机理进行了研究,对煤炭和岩石的性质对截割载荷的影响进行了深入分析。针对使用传统计算方法计算截割过程中的截割载荷存在的缺陷,提出了有限元模拟方法,模拟动态截割过程,并进行试验。提取了多种不同煤岩的坚固性系数,并制取相应的硬度煤层,以分析不同性质的煤岩对截割载荷的影响,并推导了三向力与坚固性系数之间的关系。通过对比分析发现,对截割载荷的理论公式推导、模拟分析、试验三者的结果相吻合。结果表明,仿真与试验分析不仅提供了可靠的截割载荷的精确计算方法,而且也提供了针对不同地质条件的煤岩选择合适的截齿的参考依据。     

MG700/2160WD型采煤机振动截割系统仿真分析

以MG700/2160WD型采煤机为研究对象,基于截割振动理论和应力波煤岩破碎机理,在原截割滚筒中设计加入了一套偏心振动装置后,利用MATLAB对采煤机振动冲击截割系统的有效性进行了仿真分析,并利用COMSOL仿真软件,对比分析了传统截割系统和新设计的振动截割系统的截煤效果.应用结果表明:新系统能有效提高截煤能力.     

采煤机斜切进刀工况下截割阻力特性研究

针对现有比例算法与功率算法等在计算采煤机斜切进刀工况下截割阻力的不足,从截齿截入煤壁深度入手,分析了截齿参与截割的判断条件,推导了截齿切削厚度、截割阻力的理论计算方法,并利用MATLAB进行了模拟;设计了截割阻力的试验测试方案,进行了试验研究;对比分析了理论模拟与试验结果,两者在周期性、变化趋势、数值特性等方面基本一致,验证了理论分析的正确性和试验的可行性;依据对边界位置关键截齿的分析,确定了斜切进刀工况下采煤机危险截割位置为S=1.25×10~4~1.31×10~4mm。能为分析斜切进刀工况下采煤机滚筒载荷的变化情况,改善采煤机实际操作、预测事故发生等提供理论和试验依据。     

悬臂纵轴式掘进机截割破岩机理分析

基于当前矿井纵轴式掘进机的使用现状,为分析其截割破岩机理,对纵轴式掘进机的结构构成进行了详细分析。将截割载荷作为主要的掘进机破岩机理分析基础,建立了单齿截割受力分析模型,计算出截割机构的牵引阻力以及任意截齿的截割侧向力。针对目前截割机构主要的工作状态为摆截割,分析了摆动截割时截割头载荷计算模型并分析了其所受的截割载荷,为后续结构分析提供了理论基础。     

纵轴式硬岩掘进机截齿安装参数对截割性能的影响研究

截割头是纵轴式硬岩掘进机进行岩石截割工作的核心部件,截齿布置是截割头设计的重点和难点。截齿布置得合理与否直接决定了截割头的性能。在截割头运行参数和截齿布置参数确定之后,截割头截齿齿尖点的位置、截齿形成的截割槽间距和截齿截割岩石的厚度随之确定,截齿安装参数则直接关系到截割头上的截齿能否顺利地切入岩体并进行岩石截割,以及截割岩石形成的截割槽的形状。文中采用LS-DYNA显示动力学仿真软件进行数值模拟研究,通过分析确定了截齿安装参数的最佳值。