复杂煤层条件下滚筒截割性能参数优化分析

为进一步提升采煤机的截割能力和落煤能力,达到提升其截割性能的目的,基于EDEM软件建立采煤机与复杂煤层的耦合仿真模型,分别对采煤机螺旋滚筒结构参数和运动参数对截割性能的影响开展对比仿真分析;采用多目标数学优化模型对螺旋滚筒参数进行优化,并得出优化后的滚筒参数对采煤机截割性能有明显改善的结论。     

相似理论在采煤机螺旋滚筒结构设计中的应用

为了提高采煤机螺旋滚筒的截割性能,利用量纲分析法得到了滚筒截割系统的相似准则方程及各参数的相似比;以某型采煤机螺旋滚筒为原型,基于相似理论设计了一种新型大采高采煤机滚筒,并用采煤机滚筒辅助设计软件进行了相似性验证,再将其与缩尺模型进行对比分析。结果表明:相似模型与原型保持着良好的截割性能相似性,其切削面积比原型增加了17%,且基于相似理论的设计方法优于缩尺转换方法,为采煤机螺旋滚筒的快速设计提供了一种新途径。     

关于薄煤层采煤机螺旋滚筒的研究方法、进展及展望

薄煤层采煤机螺旋滚筒普遍存在生产能力低、截割性能、装煤效果差等问题,因此螺旋滚筒的结构参数设计和选取至关重要。分析概括了国内外学者对薄煤层采煤机螺旋滚筒截割性能、装煤效果所做的贡献,针对现行研究办法及手段,提出了未来薄煤层采煤机螺旋滚筒的研究趋势,这些新的方法将使更加全面的研究薄煤层采煤机螺旋滚筒性能成为可能,对现行研究具有借鉴意义。     

矿井采煤机螺旋滚筒截齿关键参数优化设计研究

采煤机由螺旋滚筒切割煤炭物料,螺旋滚筒的结构影响着切割性能及效率.因此,通过有限元仿真技术方法,对截齿的安装角度及截线距两个关键参数进行优化设计,提高螺旋滚筒对于煤炭的截割效率并且延长截齿的使用寿命.通过仿真计算得出,截齿安装角度为45°和截线距为70 mm的截割比能耗最优.研究成果可为采煤机螺旋滚筒在实际工程中的应用提供理论依据.     

基于LS-DYNA的采煤机滚筒多参数优化设计

为了有效提高复杂工矿条件下采煤机螺旋滚筒的工作性能,设计出高质量的采煤机滚筒,以滚筒转速,牵引速度,螺旋角和截线距为设计变量,以截割比能耗和采煤机滚筒负荷波动为目标函数,在滚筒结构的约束条件下通过LS-DYNA仿真模型建立了采煤机滚筒工作参数优化设计模型。通过实验和仿真,首先验证了LS-DYNA仿真模型的正确性,在此基础上以MG300/700-WDK采煤机滚筒结构参数为例,通过遗传算法确定了采煤机滚筒的最优结构参数,在仿真模型的基础上比较了普通滚筒与改进滚筒之间的截割比能耗和负荷波动特性,改进后的滚筒具有较低的负荷波动特性以及较低的截割比能耗,工作性能得到整体提高。验证了改进滚筒结构的可行性,研究结果为优化采煤机滚筒的设计提供理论依据。     

考虑受力均衡性的采煤机截割滚筒优化研究

利用UG和Ansys软件建立采煤机截割滚筒的受力分析模型,发现不同截齿之间的平均受力呈现出显著的不均匀性,差异系数K值为0.425,滚筒不同方向上的受力波动系数也较大,会影响截割滚筒运行过程的稳定性,缩短结构的使用寿命.以螺旋叶片升角、截齿的平均截线距和平均截距为优化对象,以受力均衡性为优化目标开展优化工作,结果使得差...     

矿井采煤机截割滚筒性能分析研究

以MG2×55/250-BW型采煤机为研究对象,在对该型号采煤机截割滚筒结构进行简要介绍的基础上,利用EDEM软件建立了截割滚筒与煤岩之间的耦合有限元模型,以截割比能耗、生产效率、截割面积、截割阻力为性能指标,选取了叶片螺旋升角、截割深度、旋转速度3个对截割滚筒使用性能影响比较显著的结构或者工艺参数,分析了3个结构和工...     

基于深度信念网络的滚筒采煤机截割载荷预测

为了准确预测采煤机螺旋滚筒截割载荷,提出了一种基于深度信念网络(Deep Belief Network,DBN)的预测模型。DBN模型以2个导向滑靴受力、2个平滑靴受力、摇臂振动、惰轮轴受力、截割电机电流7个特征参数作为可视输入,通过非监督逐层贪婪学习得到更好的高层特征表示,增强识别过程的智能性,避免人工特征提取的繁琐与不精确,最后预测出前滚筒的三向载荷和负载扭矩。对所提出的方法进行了测试,测试结果表明该方法适用于采煤机螺旋滚筒载荷预测,具有强大的特征提取能力且性能优于BP神经网络,可以为滚筒及采煤机的设计、研究、评价提供理论参考。     

采煤机滚筒截割过程仿真及试验研究

综合分析了研究滚筒截割时的主要考虑因素,并且开展了滚筒截割过程的仿真研究,以此为基础,对滚筒截割过程的试验进行分析,得出在滚筒运行过程中,需对关键作用部位进行结构保护和动力施加,将驱动力主要集中施加在X方向上,以此提高滚筒的结构性能的结论。该结论可对掌握滚筒截割过程受力的变化规律提供参考。     

采煤机螺旋滚筒使用寿命的探讨

本文分析了提高采煤机滚筒一次使用寿命的因素 ;端盘设计、螺旋叶片、齿座、截齿、内喷雾、焊接工艺、防护等七个因素 ,并对这七个因素的重要性提出了自己的见解。     

采煤机螺旋滚筒的优化设计

结合晋煤集团西区煤质状况，分析了影响采煤机滚筒使用效果的设计参数，对提高块率、装煤效果、结构强度提出了改进措施。     

矿井采煤机截割滚筒性能分析

以MG800型采煤机为研究对象,对其截割滚筒的刚柔耦合动力学进行分析.采用有限元数值模拟分析方法,结合实际工况载荷作用力,得到截割滚筒的振动频率,并对截割滚筒发生共振的频率进行分析.分别从截割滚筒刚柔耦合和刚性模型两个方面的模态进行对比,结果表明MG800型采煤机截割滚筒在生产过程中不会发生共振现象,其截割滚筒的安全性能可靠.     

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。     

采煤机螺旋滚筒动态截割过程研究

为研究采煤机螺旋滚筒动态截割过程动力传递规律,基于相似理论建立螺旋滚筒模型与原型的相似准则,确定了模拟螺旋滚筒结构参数、运动学参数及截割材料特性参数,应用三维实体建模软件Pro/E、离散元分析软件EDEM联合仿真分析验证原型滚筒和模型滚筒动态截割过程中煤颗粒运动轨迹、量变规律、滚筒装煤率、滚筒载荷等性能。验证结果表明:原型滚筒和模型滚筒在截割过程中煤颗粒流动轨迹一致,截落的煤分布规律相似,载荷波动规律一致,滚筒装煤率预测误差1.82%,载荷数值误差小于2.1%,装煤率和载荷均值均满足推导的相似关系,验证了螺旋滚筒相似准则正确性。     

采煤机截割部滚筒结构的优化改进与应用研究

在简要分析MG2×1607710-WD型采煤机截割部滚筒整体结构的基础,利用UG和ANSYS软件建立了滚筒结构的有限元模型,并对其受力情况进行分析.结果发现,38个截齿之间的受力存在很大的不均匀性,且滚筒整体载荷偏高.对滚筒结构进行优化改进后再次进行受力分析,发现滚筒结构的最大载荷有了明显的降低,不同截齿之间的载荷均匀性得到了 很好的改善.将优化改进后的滚筒结构应用到采煤机工程实践中,效果显著,为煤矿企业创造了很好的经济效益.     

基于遗传算法的采煤机螺旋滚筒多目标优化设计

为实现采煤机螺旋滚筒截煤和装煤时综合性能最优,基于虚拟样机技术和离散元理论,得到了滚筒各截割性能指标与装煤率随不同结构及运动参数的变化规律,依据机械优化设计理论建立了各性能指标的评价函数。选取螺旋升角、截线距、转速和牵引速度为设计变量,建立了以不同性能指标为分目标的多目标优化模型,利用遗传算法求解得到了最优的结构参数和运动参数。结果表明,利用遗传算法优化后滚筒的最大切削面积增大247mm2,截割比能耗减小0.014kW·h/m3,截割功率减小10.8kW,截割阻力减小7085kN,装煤率提高1.7%,有效地提升了滚筒的综合性能。研究结果为滚筒结构参数和运动参数的选取提供了数据支撑,具有一定的工程应用价值。     

煤层倾角对滚筒工作性能影响的仿真研究

为研究采煤机滚筒与围岩的相互作用机制,以MG500/1180-WD型号采煤机为研究对象,利用EDEM离散元仿真软件建立滚筒截割过程的三维仿真模型,综合考虑煤岩块度、顶板压力对滚筒工作性能的影响,研究采煤机截割煤岩的动态过程,分析工作倾角、走向倾角对采煤机装煤率、截割阻力及截割比能耗等因素的影响。结果表明:当工作倾角在-20°～0°范围内,走向倾角在0°～10°范围内时,其对采煤机工作性能影响较小,能够满足采煤机的装煤效率,及截割稳定性。当工作倾角绝对值较大,走向倾角为负值或绝对值较大时,其对采煤机工作性能影响显著,可考虑改变采煤机工作参数,如:降低滚筒转速、提高采煤机牵引速度,适当调整截深有效提高采煤机工作性能。为实现采煤机高效截割提供了改进参考。