采煤机差动2K-H行星轮系固有特性分析

针对传统采煤机滚筒恒速截割时工况适应性差的特点,提出一种采煤机滚筒转速可调的新型截割传动系统。为了解该截割传动系统的性能,以系统中非同轴传动的差动2K-H行星轮系为研究对象,采用集中质量法建立其平移-扭转耦合动力学模型。对轮系固有特性的分析表明,非同轴传动行星轮系不存在经典的扭转振动与平移振动模式,但仍存在行星轮振动模式;支撑刚度对系统的低阶固有频率影响较大,而啮合刚度主要影响系统的高阶固有频率;外啮合齿轮副啮合刚度分段影响非同轴传动行星轮系的固有频率。推导出2K-H行星轮系啮合频率的通用表达式,表明其啮合频率正比于齿圈和太阳轮的转速差。分析结果可用于指导该新型采煤机截割传动系统的设计,并为制定滚筒调速范围提供参考。     

采煤机齿轮传动系统行星级动力学仿真分析

根据采煤机截割部传动系统的传动原理和结构参数,对采煤机截割部传动系统动态特性问题进行研究。采用Pro/E建立摇臂齿轮传动的三维模型,并用ADAMS软件对其进行动力学仿真,在恒定牵引速度下,改变输出端载荷,得到输出端行星轮系齿轮接触力和啮合频率的仿真结果。结果表明:在牵引速度不变时,随着输出端载荷的增大,行星级啮合力增大。     

磨矿机行星减速器行星轮数量的动态特性研究

针对磨矿机减速器行星轮数量对行星齿轮传动系统的动态特性有较大的影响,构建了一个行星齿轮传动系统的平移扭转模型。计算分析的结果为:当行星轮数量超过3个时,行星轮系固有频率的阶次相同,行星轮模式的固有频率不变,而扭转振动模式和横向平移模式下的高阶固有频率增加,低阶固有频率降低。该分析结果表明,行星传动系统适当增加或减少行星轮数量或改变其他相关参数,可避免实际运行工况下外部振动所引起的行星齿轮传动系统的共振,并减少事故。     

滚筒采煤机调高系统动态特性的研究

通过建立采煤机截割调高系统力学模型,并应用MATLAB对系统的动态特性进行了研究,分析了液压缸支撑刚度和阻尼对系统瞬态和稳态响应的影响。分析结果表明,液压缸支撑刚度一定的情况下,液压缸阻尼越大,系统振动响应过程中瞬态幅值就越小,且响应时间越短;在液压缸阻尼一定的情况下,液压缸支撑刚度越大,系统瞬态响应阶段的振动频率越大,系统稳态振动幅值越小,因此刚度的增大可以有效地减轻截割机构的衰减振动,减小系统稳态振幅,研究结果可为采煤机截割部振动的减小提供依据。     

采煤机截割传动系统灵敏度分析与动态优化设计

为研究采煤机在电动机启动与截割阶段的系统动态特性并达到性能优化的目的，建立了采煤机滚筒载荷数学模型，有效模拟了滚筒截割时的受载过程。通过耦合传动轴、轴承支承作用以及行星齿轮传动和直齿轮传动，建立了齿轮传动系统有限元动态模型。基于d、q轴的三相异步电动机数学模型，通过电动机转子动力学方程实现了电动机与传动系统的耦合。以齿轮运动副的最大动态载荷为目标函数，进行了截割传动系统灵敏度分析和动态优化设计，应用直接微分法测试截割传动系统参数对系统动态现象的灵敏度，并基于遗传算法得到了最优动态力下的最佳设计变量。灵敏度分析与优化设计的结合，合理地选择对采煤机截割传动系统反应灵敏的设计参数，极大地缩短了复杂系统的优化时间与设计周期。     

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。     

输入转速不一致对机电短程截割传动耦合轮系动态特性的影响

为解决采煤机截割部摇臂箱体变形导致传动系统失效的问题,提出了由多台电动机、耦合轮系和行星轮系构成的机电短程截割传动系统。耦合轮系汇集多台电机的动力,其动态性能影响系统的承载能力和使用寿命。分析了引起耦合轮系输入转速波动且不一致的原因,在输入转速波动且相位差恒定的情况下,通过仿真研究了输入转速不一致对耦合轮系动态特性的影响规律。机电短程传动系统中的制造装配误差、多台电机转速响应的差异等因素可使耦合轮系输入转速波动且不一致。输入转速波动且不一致使耦合轮系的动态啮合力出现低频波动,且各个传动路线中的动态啮合力的相位不同;随输入转速不一致程度的增加,动态啮合力波动幅度增加。动态啮合力的低频波动使得作用在主动齿轮上的载荷出现低频波动,影响主动齿轮的切向和径向振动加速度;输入转速不一致程度由0增加至0.005时,切向振动加速度增大11.89 m/s2,径向振动加速度增大7.07 m/s2,输入转速不一致对切向振动加速度的影响更大。进行了机电短程传动系统的动态特性实验,耦合轮系存在输入转速波动且不一致的现象,测得的耦合轮系输入轴振动加速度的时域特征与仿真结果的相近,振动加速度幅值谱的主要频率成分与仿真结果的相似,验证了仿真结果的合理性。     

超重型刮板输送机行星传动固有特性分析

为了分析超重型刮板输送机减速器行星齿轮传动装置的固有特性,建立了该传动装置的平移-扭转耦合动力学模型。模型考虑了中心构件的支承刚度、轮齿时变啮合刚度和齿轮综合啮合误差等影响因素,利用Lagrange方程推导出系统的运动微分方程,进而求解其特征值问题即可获得系统的固有频率和相应振型,同时可获取每一固有频率对应的模态动能和应变能。分析表明,该传动装置具有扭转振动模式和平移振动模式,系统高阶模态动能和应变能比低阶大得多。     

突变工况下采煤机截割部齿轮传动系统特性研究

为研究采煤机截割部齿轮传动系统在突变工况下的动力学特性,建立了截割电动机、齿轮传动系统和截割滚筒的采煤机截割部传动系统动力学模型。以电动机输出转速为驱动,以截割滚筒所受转矩为负载,研究了系统在稳定工况、截割负载突变和牵引速度变化情况下采煤机截割部齿轮传动系统动力学特性。结果表明:受负载转矩的影响,稳定工况下低速级行星齿轮部分受外部载荷直接作用,振动最大,随着传动链中阻尼的消振作用,高速部分齿轮副的振动逐渐减弱;截割负载突变和牵引速度的增加使传动系统中高速级齿轮的振动和受力明显加剧。     

复合行星齿轮固有特性分析

以摇臂传动系统复合行星齿轮为研究对象,依据其结构和运动特点,应用集中参数法,建立其动力学方程。根据复合行星齿轮的参数,对其固有特性进行分析,归纳了复合行星轮系的振动模式,包括行星轮振动模式和整体振动模式。同时应用ADAMS进行复合行星轮系的固有频率分析,结果表明:理论分析和系统仿真的结论相近。与单级行星齿轮相比,复合行星齿轮的振动情况更加复杂。     

机械电子式软起动装置的模拟试验研究

为了降低带式输送机在起停时的动载荷 ,将变频技术与差动轮系传动技术相结合 ,研制了一种新型的机械电子式软起动装置 ;为了得到双电机驱动功率的最佳配比 ,在实验室对其进行了模拟试验。     

基于Romax行星齿轮传动振动特性仿真分析

以某行星齿轮传动为研究对象,分析行星齿轮传动原理;建立行星齿轮三维模型,导入仿真软件Romax对行星齿轮传动模态、固定内齿圈振动加速度、振动速度等振动特性进行仿真分析。仿真结果表明:行星齿轮传动不同阶数下的振动频率、振型和振动总位移不同;行星齿轮传动固定内齿圈的振动加速度、振动速度都呈现在某一均值波动的情况。该研究为避免行星齿轮传动发生共振、减小振动噪声及增加疲劳寿命提供理论依据。     

采煤机截割部行星机构行星轮模态分析

对采煤机截割部行星机构的行星轮进行了参数化设计,并利用有限元法对行星轮进行了模态分析,得到了行星轮在工作过程中的低阶固有频率和主振型,分析结果反映了行星轮的动力学特性,为采煤机截割部的动态设计、动态响应计算和分析提供了一定的参考依据。     

基于UG的采煤机破碎装置行星头运动仿真分析

基于大型工程软件UG建立了某型号采煤机破碎装置行星头虚拟样机,并对其进行了运动仿真分析。运动仿真分析表明:所研究的采煤机破碎装置行星头各构件未发生干涉、各构件运动平稳,其传动比符合设计要求,验证了该采煤机破碎装置行星头设计的正确性。     

露天采煤机截割部传动系统动态优化设计与研究

以露天采煤机截割部传动系统为研究对象,对传动系统扭转振动进行当量转化,合理简化结构参数,建立扭转振动集中参数模型。以拉格朗日法建立微分方程对动力学模型进行数值求解,计算系统固有频率及在各阶模态中的能量分布率,根据模态柔度和能量平衡原理对传动系统进行优化。     

2K-H型行星齿轮传动的固有特性研究

以未达到稳定运转的高速重载行星齿轮传动为研究对象,建立了双浮动均载装置的2K-H型行星齿轮传动的动力学模型。模型设定每个构件具有2个平移自由度和一个扭转自由度,通过拉格朗日方程推导系统各构件的运动微分方程,并运用MatLab软件得出了增速行星齿轮传动的固有频率和相应的振型。结果表明,增速行星齿轮传动有中心构件扭转振动和中心构件平移振动两种模式。因此,该研究可为行星齿轮传动的动态设计提供有益借鉴。     

电牵引采煤机双级行星传动截割部系统的优化设计

介绍了双级行星传动截割部的设计过程,利用遗传算法对截割部进行了优化计算,得到了行星传动系统截割部的最优解。同时提升了行星减速器的设计水平,合理地布置了破碎滚筒、动力传动等结构,在很大程度上提升了采煤机的使用性能。     

基于ANSYS的渐开线斜齿轮结构参数对其振动模态的影响

齿轮固有频率和振动特性对减速器及相关零部件的可靠性及使用性能具有重要影响。基于APDL语言实现了斜齿轮参数化建模与参数化模态分析,得到了其低阶固有频率和固有振型,为避免共振提供了依据。研究了模数、齿数、齿宽及螺旋角等结构参数对斜齿轮固有频率的影响,并用实例加以验证,为斜齿轮的选用及其动态响应分析提供了理论依据。