确定锤式破碎机锤头碰撞中心位置的研究

锤．式破碎机工作时，如果矿石与锤头碰撞产生的冲击力P作用线通过距离销孔中心为h＊的碰撞中心上，则销孔上的碰撞反力为零。而实际上锤头以工作高度为d的打击面对矿石进行打击，不可能保证每次打击的冲击力P都通过碰撞中心，而将碰撞中心设在锤头何处较为合理，是本文要研究的主要问题。合理确定碰撞中心的位置，可以在不增加任何成本的前提下，达到减小销轴等相关零部件碰撞载荷，延长使用寿命及降低能耗的目的。目前有关论著有2种意见：文献[1]建议碰撞中心取在锤头允许磨损高度的中心；文献[2]和文献[3]假定锤头以其外棱打击矿石，将碰撞中心取在锤头的最外端。笔者提出1种新的碰撞中心确定方法，即将碰撞中心取在锤头允许磨损高度的底线。应用理论力学的碰撞理论，分别给出了将碰撞中心取在上述3种位置时，锤头销孔碰撞反力和转子圆盘冲击力偶的计算公式，并通过实例进行分析比较。分析了锤头磨损对碰撞中心位置的影响和锤头工作时的打击概率，进而说明将碰撞中心取在锤头允许磨损高度的底线更为合理。     

锤式破碎机锤头销孔碰撞反力的定量计算

应用理论力学的碰撞理论,求证了锤式破碎机锤头对矿石的打击偏离碰撞中心时,在锤头销孔处产生的碰撞反力的大小和方向,给出了计算公式。从而为合理确定碰撞中心的位置及销轴等相关零件的强度计算提供了理论依据,也可望在锤式破碎机的动力学研究中得到应用。     

煤矿井下用破碎机的设计改进

针对目前煤矿顺槽用破碎机在进料方式、设备安装及锤头安装等方面存在的不足,根据破碎机生产条件,在其原有结构基础上,分别给出了相应的改进措施。实践表明,改进后提高了煤炭的破碎效果,同时减小了锤头打击物料时对销轴的冲击力,此改进方法对相关设备的改进也具有一定的借鉴意义。     

基于Matlab的锤式破碎机锤头动力学分析及仿真

为了保证锤式破碎机锤头工作时的稳定性及工作效率,建立了锤式破碎机锤头的运动微分方程,推导出锤头的固有频率计算公式,设计了相应的计算程序,对锤头的非线性运动微分方程进行了数值解析,并研究了销轴处的摩擦力对摆锤的影响,可为锤式破碎机的设计提供理论支持和参考。     

冲击作用下煤矿破碎机锤头有限元分析

利用有限元分析软件ANSYS对煤矿破碎机关键部件锤头进行单体静力分析,得到了使用不同材料锤头的应力、应变分布规律。为煤矿破碎机的锤头设计、选材提供了理论依据。分析结果显示:应力及应变在锤头作用面上分布不均匀,最大应力发生在销轴与销轴孔接触的上边缘处,3种材料均满足安全要求,高锰钢锤头抵抗变形的能力更强,安全系数更高。     

锤式破碎机锤头稳定区域的计算研究

通过锤头的受力分析,推导出了锤头的临界稳定偏角表达式。根据此表达式及其变形,分析了锤头的稳定区域与销轴处摩擦系数的关系,并得到了锤头最大临界稳定偏角表达式,可为锤式破碎机的设计提供理论支持和参考。     

破碎机锤轴结构的改进

反击式锤式破碎机是采用冲击式、反击式及单辊破相结合，对中硬物料和可塑性物料进行破碎的主要设备之一，其锤头是铰接在锤轴上的，在破碎矿石的过程中，锤头会向后偏转，从而避免了矿石对锤头销轴及转子主轴的强力冲击。这是锤式破碎机的一大优点。     

锤式破碎机锤头碰撞中心公式修正及碰撞仿真

现有锤头碰撞中心公式是在锤头绕固定轴转动、未考虑转子周转等条件下推导获得的,与实际工况有出入,通过碰撞力学分析,对锤头碰撞中心公式进行了修正,分析了转子半径对锤头碰撞中心的影响。利用SolidWorks软件快速、精确计算锤头质量、转动惯量和质心,并通过LS-Dyna软件对锤头与物料的碰撞过程进行仿真。分析结果表明,碰撞中心修正公式更接近实际工况,这对破碎机锤头优化设计具有指导意义。     

液压支架再制造销轴拆除装置的研发

在总结液压支架再制造销轴拆除过程及作用力分布规律的基础上,从影响待拆除销轴的腐蚀程度、使用年限等因素入手,分析了销轴难拆除的控制因素,依据千斤顶作用力及弹簧作用力相叠加,产生恒作用力与冲击力相结合的更强大的作用力,研究成果可实现液压支架再制造销轴的有效拆除。     

锤式破碎机锤头销轴孔位置的确定

正确选择锤头销轴孔的位置,可使锤式破碎机整机寿命延长,提高设备利用率。文章对锤头工作状态各力进行了分析,推导出锤头销轴孔的合理位置。     

基于MATLAB的柱头挡销强度分析

液压支架立柱与顶梁柱帽联接用的柱头挡销按照GB25974.1进行立柱联接件试验时发生过断裂现象。依据国标试验方法建立了挡销的力学模型,找出影响其强度的因素,最后运用MATLAB设计出可视化的强度计算界面。结果表明:挡销所受剪切应力与支架工作阻力没有直接关系,与泵站压力和立柱上腔环形面积成正比;销轴1剪切应力较大,与L1值正相关,销轴2剪切应力较小,与L1值成正比。     

基于采煤机摇臂销轴多应变数据融合的煤岩识别方法

煤岩识别是实现采煤机滚筒高度自动调节的关键技术,可靠的煤岩识别系统在提高生产效益、减轻设备磨损、保障工人安全等方面具有突出的优点。目前煤岩界面主要依据人工或者单一传感器监测进行识别,所以识别的结果不准确,具有一定的误差;因此,提出一种基于数据融合理论的多传感器煤岩识别方法;该方法以煤岩在硬度上的差异为基础,以采煤机摇臂销轴为研究对象,在摇臂与连接架销轴处布置4个经过等效强度处理的销轴传感器,采集采煤机截割不同硬度煤壁与岩壁时销轴的应变数据,对采集到的数据通过加权融合理论进行系数分配、融合,获得多传感数据融合的组合判据,利用组合判据对煤岩分界面进行识别。实验结果表明,销轴传感器采集到的应变数据在截割煤和岩时波动较大,且割煤应变数据和割岩应变数据有重叠部分,很难精准的实现煤岩界面的识别;通过数据融合方法处理后的应变数据波动较小;利用拟合公式对应变数据标定,得到销轴传感器所受的载荷值:截割岩时销轴受力范围为24. 766～25. 467 kN,截割煤时销轴受力范围为23. 493～24. 348 kN;与单一传感器测量相比,差异明显,没有重合部分;因此,可以采用这种方法在实际的生产工作中标定截割煤和岩时销轴受力的期望值范围,以此期望值范围的差异作为采煤机煤岩界面识别的依据。     

锤式大块状磨料破碎机的设计

针对传统破碎机进料口不够大,大块状磨料无法直接进入进行破碎这一问题,设计了一种锤式大块状磨料破碎机。该破碎机的总体结构是将重锤套挂在回转架上,并由驱动装置通过主轴驱动回转,对磨料实施打击。在选用电动机、分配传动比等总体设计的基础上,还对锤头、销轴及主轴等主要零部件进行了具体结构设计计算及分析。该破碎机在不至于将磨料砸成粉状的前提下,能够提高生产效率,并大大减轻工人的劳动强度。     

基于多传感器的采煤机滑靴受力检测系统研究

采煤机实际运行过程中工况环境恶劣,滑靴作为连接采煤机与刮板输送机的重要部件,在剧烈的非线性冲击载荷下极易损坏,直接影响采煤机工作效率,降低煤矿井下生产效益。为研究斜切工况下采煤机滑靴力学特性,以MG500/1130-WD型电牵引采煤机为研究对象,构建斜切工况下采煤机整机空间力学模型。根据煤岩截割理论,结合煤岩性质与采煤机结构参数,利用Matlab求解计算采煤机滚筒截割载荷与滑靴各接触载荷,提出一种基于平滑靴销轴传感器、导向滑靴销轴传感器、导向滑靴销轴拉力传感器等多传感器融合的采煤机滑靴受力检测系统,并依托国家能源煤矿采掘机械装备研发试验中心进行现场实验验证。实验结果表明:采煤机工作过程中,同种滑靴受力大小基本相同,后侧滑靴所受载荷略大于前侧滑靴所受载荷,平滑靴支撑力大于导向滑靴支撑力且导向滑靴轴向载荷明显大于竖直方向载荷。实验过程中滑靴最大载荷出现在斜切进刀阶段,受刮板输送机位姿、落煤等因素影响,实验值均大于理论值。利用Solidworks建立滑靴三维模型,将现场实验数据导入ANSYS对滑靴进行有限元仿真分析,得到采煤机滑靴最大斜切受载下的应力云图与位移云图,为滑靴结构优化提供基础。     

基于有限元的盘式制动器销轴受力分析及系统实验

为提高煤矿盘式制动器制动效果,在分析盘式制动器结构和工作原理的基础上,利用有限元平台建立盘式制动器销轴受力分析,并展开系统实验验证。根据位移云图、应力云图推断出销轴进行制动时将在销轴下部形成95. 12 MPa的最大应力,但不会破坏销轴。制动阶段销轴在下部区域达到286. 1 MPa的最大应力,引起销轴根部断裂。销轴倒角增大后的最大应力也逐渐降低,经综合考虑将倒角设定成6×60°。根据松闸测试期间形成的应力分布状态,利用比例溢流阀的状态调节来适应特定工况。     

30CrMnTi销轴淬火后尺寸变化研究

在液压支架生产中,发现经粗车的30CrMnTi销轴淬火后尺寸变化较大,为对销轴淬火后尺寸变化情况进行验证,进行了实验。实验证明30CrMnTi材料的淬火销轴热处理后长度和直径方向均发生了膨胀性尺寸变化,且长度方向尺寸变化率大于直径方向的尺寸变化率,是尺寸变化的主要方向;实验结果还显示出准100~140mm的30CrMnTi销轴在进行830℃淬火+460℃回火处理后,长度方向膨胀量为总长度的0.3%~0.5%(1.5~2.5mm/500mm)。     

考虑销轴间隙的液压支架运动虚拟仿真方法

销轴间隙的存在会导致液压支架工作时发生横向倾斜,严重威胁液压支架平稳运行及支护状态。在对销轴连接结构分析的基础上,提出了考虑销轴间隙的液压支架运动虚拟仿真方法。分别从单销轴连接、双销轴连接以及多销轴空间约束3个方向对支架销轴连接结构进行分析,建立了液压支架多销轴约束模型;通过Unity3D为液压支架虚拟模型添加相关物理组件,基于重力及物理碰撞作用,实现了不同销轴间隙下液压支架姿态自适应调节;考虑后连杆销轴、前连杆销轴等7个因素对液压支架横向稳定性的影响,对仿真模型进行了七因素三水平的正交试验分析,并在液压支架样机系统上进行了试验验证,结果表明:仿真参数变化与实际液压支架运动参数变化基本吻合,立柱与底座连接销轴对于液压支架横向稳定性影响最大,后连杆与底座连接销轴的影响最小。该方法可为实现不同销轴间隙下液压支架姿态求解及其监测提供理论参考与应用借鉴。     

基于离散元的胶带端部采样冲击研究

为了研究胶带端部采样器切割斗移动速度和采样过程中所受到冲击的关系,通过分析其与煤流的相互作用,引入离散单元法对胶带端部采样过程进行了研究,设定切割斗切割煤流的平移速度从5.0 m/s、5.5 m/s到7.0 m/s,得出了不同切割斗移动速度下,其在采样过程中受到的冲击力和冲击扭矩。随着切割斗平移速度的增加,可以得出水平垂直煤流方向的冲击力和沿煤流方向的冲击扭矩同步减少,其他方向的冲击力和冲击扭矩稳定波动。在切割斗平移速度为5 m/s时,其所受x、y方向的冲击力最大,分别为-26 582.4 N,-7 292.9 N,所受z方向的冲击扭矩最大,为-21 525.8 N·m;当平移速度为6.5 m/s时,其所受z方向的冲击力最大,为10 025.1 N,其所受x方向的冲击扭矩最大,为-5 230.8 N·m;在切割斗平移速度为7.0 m/s时,其所受y方向的冲击扭矩最大,为-3 693.7 N·m。     

采煤机摇臂销轴间隙对采高检测的影响分析

针对采煤机销轴间隙引起的采高检测误差问题,分析出销轴间隙产生的原因是销轴、轴孔磨损和锥套松动。通过建立采高误差数学模型,推导出销轴间隙大小对采高影响的计算公式,并通过采煤机设计实例说明滚筒中心的随机分布范围边界类椭圆,销轴间隙与传感器测量值变化线性相关。提出了采高误差补偿和采煤机销轴更换提醒的自动化采煤机设计思路。     

基于SolidWorks的盘式制动器关键元件的优化设计

针对盘式制动器关键元件销轴在现场使用过程中曾多次发生断折事故,对销轴进行建模并利用SolidWorks中的Cosmos模块建立Static算例,对销轴进行优化设计,将销轴根部直角改为倒角结构,倒角为6×60°时,应力集中处最大应力满足要求,可以安全使用。