采煤机截割部动态特性的仿真研究

以滚筒式采煤机为研究对象,基于UG、ANSYS等软件对采煤机截割部的前后摇臂、前后提升托架在不同工况下的动力学特性进行分析,得出不同工况下摇臂和提升托架的应力集中位置,为优化截割部的结构,提升其可靠性和稳定性奠定理论基础。     

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。     

电牵引大功率采煤机截割部的改进设计

采煤机在使用过程中已经远远不能满足生产的需求,尤其是截割部出现故障的频次越来越高,阻碍了井下的正常生产,因此针对某矿MG400/940-WD型采煤机截割部在使用过程中出现的壳体变形、高速端轴承损坏以及传动噪声大的问题,进行了相应的改进设计,并确定了截割部的传动方式及电动机形式,改进了摇臂的结构。实践表明,通过上述改进设计后的截割部使用效果良好,提高了采煤机的回采效率。     

采煤机截割部动力学特性仿真与振动试验研究

为解决采煤机截割部所承受的载荷传递至机身导致设备振动严重的问题,以MG300/700-WDK型采煤机为研究对象,在对其基本结构进行分析的基础上,基于Simulink软件建立仿真模型,对截割部调高摆动特性进行仿真分析,构建试验平台对其在空载和加载工况下截割部的振动情况进行试验。结果表明,应选用刚度和阻尼较大的调高油缸;空载工况下在第一个振动测试点的能量主要集中在198 Hz的位置,第二个振动测试点在252 Hz的位置;加载工况下第一个和第二个测试点的能量均主要集中在108 Hz与216 Hz的位置。     

采煤机截割部动力学特性及可靠性研究

以煤岩截割理论为依据,模拟了截割过程中滚筒的负载特性;以多柔体动力学为理论依据,建立了截割部的刚柔耦合模型,通过Adams对调高过程进行模拟,得到各铰耳处的负载响应情况;并利用Workbench得到了调高过程中铰耳受力最大时摇臂的应力分布情况;以线性累积损伤法则为理论依据,利用Workbanch对摇臂的疲劳寿命进行估算,验证了可靠性分析及负载响应分析的结果。为研究采煤机截割部的动力学特性及可靠性提供了新的方法。     

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。     

采煤机截割部故障诊断技术研究

以MG200/500采煤机为研究对象,对其截割部的故障进行判断。为解决振动信号采集困难的问题,在分析采煤机截割部故障类型及原因的基础上,分析了采煤机截割部振动信号的采集设备及信号处理原理,为其故障诊断奠定了理论基础。     

截割参数对采煤机截割比能耗的影响研究

为提高矿用采煤机滚筒截割煤岩的工作效率,针对影响采煤机截割性能的煤层倾角、采煤机牵引速度、截割深度3个参数进行分析研究,得出：随着煤层倾角、截割深度的增大,采煤机截割比能耗也同步增大;而随着牵引速度的增大,采煤机截割比能耗逐渐减小,且牵引速度与采煤机截割比能耗的变化关系是幂函数。综合可以得出,牵引速度对采煤机截割比能耗影响最大,截割深度影响相比较小,而煤层倾角影响最小。     

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。     

采煤机滚筒截割动力学研究

采煤机滚筒截割性能对煤矿开采有着重要的影响,为了对采煤机滚筒进行优化,通过分析截齿与煤壁间的相互关系,研究不同截割角度下截齿的截割状态,同时给出了截割阻力随截割距离的变化规律及截割阻力随截割线速度的变化规律,为采煤机滚筒的优化提供一定的理论指导。     

薄煤层采煤机截割部驱动方式的探究

介绍了我国薄煤层开采设备的现状,对3种不同的截割部驱动方式进行了阐述,分析了截割部单电机驱动和双电机联合驱动的特点,对比得出每种驱动方式的优缺点。     

采煤机截割机构行星架的优化研究

针对SL-500型采煤机截割机构行星架易断裂的情况,给综采作业带来严重影响,因此,利用化学检测、机械校验、仿真分析等方式对行星架断裂原因进行分析,得出了结构强度不足和使用时应力集中较大是导致行星架易断裂的主要原因,进一步提出了结构优化方案.分析结果表明,优化后行星架的强度比优化前提升了31.9％,工作时的最大应力集中降低了57.7％.     

不同滚筒运动参数对采煤机截割性能的作用分析

滚筒式采煤机是广泛应用的主要的采煤设备,在进行开采的过程中,滚筒的运动参数不同对于开采的效率具有重要的影响.针对采煤机滚筒的运动参数对截割过程的影响作用进行仿真分析,结果表明,滚筒的运动参数对滚筒载荷及截割比能耗的影响各不相同,这与截割过程中的切削厚度及截割线速度的变化有关.通过分析,为采煤机的滚筒参数优化提供依据,实现高效的开采.     

基于虚拟样机技术的采煤机截割部运动学仿真

应用Solid Works软件建立了采煤机的虚拟样机模型,得到了摇臂在采煤机工作中运动变化曲线。结果验证了所建的采煤机三维模型的正确性;揭示出采煤过程中采煤机摇臂运动的变化规律,为以后提高工作效率,研究摇臂工作状态提供了依据。     

采煤机滚筒截割动力学研究

为了解决采煤机滚筒截割效率低的问题,利用数值模拟软件对不同截割模式下截线距、切削厚度对截割效果的影响进行了一定的分析,发现在同一切削厚度下,剪切断裂所占的比例随着截线距的增大而增大,同一截线距下剪切断裂所占的比例随着切削厚度的增大而增大.同时随着截线距的增大,截割阻力呈现增大的趋势,为采煤机滚筒的设计提供一定的参考.     

采煤机截割部传动齿轮接触分析

采煤机截割部传动齿轮载荷较大,齿面损坏严重,针对这一问题,提出采煤机截割部传动齿轮接触分析方案。文中通过CAXA建立二维模型导八Pro／E软件后建立实体模型,并利用ANSYS Workberich作为仿真平台,对齿轮啮合情况进行静力摩擦接触分析,得到等效应力、压应力和安全系数在齿轮中的分布情况,为齿轮修形设计提供了依据。     

新型极薄煤层采煤机截割机构运动学仿真研究

根据运动学原理,运用SolidWorks的三维建模和仿真功能,建立了新型极薄煤层采煤机仿真模型,进行运动学仿真,得到滚筒截齿的运动轨迹曲线、速度曲线和加速度曲线。由仿真结果可知,截齿做复合运动,其运动轨迹是循环前进的,各个方向上的速度和加速度是周期变化的。该项研究为研究新型极薄煤层采煤机运动参数对工作性能的影响提供了理论方法和依据。     

采煤机截割减速器故障状态时的动力学模拟分析

针对采煤机截割减速器大锥齿轮含断齿、轻微齿形、严重齿形三种故障状态进行动力学分析研究,结果表明,三种齿轮故障状态均会使锥齿轮对传动齿间的啮合力产生周期性冲击作用,且随着故障程度的加大,冲击幅度也增加;还会产生以齿轮啮合频率、高次谐波为载波频率的调制现象,且随着故障严重程度的加大,调制边频带的幅值、宽度也随之增加.     

薄煤层滑锯式机械化开采工程实践

针对采用传统综合机械化开采工艺进行薄煤层开采时存在煤质差、回采率低、支护困难和瓦斯突出等问题,以叙永煤矿为例,在研究其开采条件和开采现状的基础上,以滑锯式采煤机为核心提出了机械化开采方法,重点对其巷道、工作面进行优化布置,对回采工艺进行设计,并对其顶板管理提出有效方案.     

薄煤层采煤机截割部动态特性仿真研究

为研究某薄煤层采煤机截割部截割煤岩时的动态特性,建立了该型采煤机截割部的刚柔耦合模型,根据采煤机主要技术参数及其工作机构截齿排列方式,基于实际工况计算出截割韧性煤时采煤机截齿受到的瞬时冲击载荷,并将其作为外部激励施给模型进行仿真。通过仿真得到截割部的动态响应,发现了采煤机截割部设计上存在的问题:如滚筒在垂直方向上振动较为剧烈,摇臂壳体伸出端颈部动应力较大等;识别出系统的主要模态参数以及容易被激发的振型,发现滚筒及壳体模态动能较大。根据仿真结果对壳体进行了局部结构改进,改进后壳体的力学性能得到显著改善,提高了壳体工作的可靠性。