采煤机截割部振动特性分析

采煤机在工程过程中承受着复杂的载荷冲击,这会使得采煤机截割部出现复杂的振动现象,这种复杂的振动现象一方面会增加螺旋滚筒、摇臂壳体和齿轮传动机构等部件的工作负担,另一方面也会对采煤机的截割性能造成影响。为研究采煤机截割部的工作稳定性,采用集中参数建模法建立采煤机的竖直方向和水平方向振动数学方程,并利用Matlab对其进行求解,得到截割部外载荷作用下,处在不同工作角度时的时域和频域振动特性规律,然后利用刚柔耦合混合建模的方法,建立截割部的三维模型,利用Adams和Ansys联合对截割部的负载进行了动力学仿真分析,得到采煤机截割部动态响应。为研究采煤机截割部的动力学特性提供了新的方法,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。     

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。     

采煤机截割部振动特性分析及传动系统优化

基于Pro/E、ADAMS、ANSYS及MATLAB多款软件联合仿真,建立了新型平行轴齿轮传动的采煤机截割部刚柔耦合模型,应用ADAMS/Vibration模块对其进行振动分析,通过观察系统的主要振型获知截割部的各激励源不会激发截割部系统发生共振,但观察系统第33阶振型,发现在截割部质心附近,出现了较大的扭转振动,为了提高该采煤机截割部的稳定性,对其传动系统进行了优化,结果表明:优化后截割部质心处x、y、z3个方向上的加速度响应幅值分别降低了74.2%、64.83%、7.02%,扭转振动明显减小,其他测试点振动幅值也都明显减少,此外壳体的自由模态和约束模态的变形幅值也得到明显改善,分别减少了95.9%和93.98%,优化效果显著。     

采煤机短链传动变速截割部的设计

为提高采煤机截割部的性能及系统可靠性,对采煤机截割部进行优化设计,将短链传统装置改为采用“永磁同步电机、截割滚筒、NGW减速装置以及齿形链”的变速截割系统。该系统采用低速度大扭矩的永磁电机,能够实现采煤机截割滚筒的变速截割;短链传动装置选用NGW减速器与齿形链,传动效率高。根据应用效果来看,优化后的采煤机截割部的润滑和冷却系统,进一步提升了采煤机性能及生产效率。     

基于记忆截割的采煤机自适应截割控制研究

为了解决采煤机截割滚筒无法自动改变截割参数造成的截割部损坏问题,设计了采煤机自适应控制系统。通过对采煤机自适应截割控制流程、控制策略及煤岩状态识别等方面进行分析,给出了自适应控制系统的工作原理,同时通过仿真软件对自适应控制系统进行验证,发现经过优化后采煤机最大扭矩载荷降低了2.8×104N·m,同时当滚筒截割至坚硬岩层时,会立刻降低滚筒高度,为矿井智能化建设提供一定的参考。     

采煤机截割部壳体振动特性分析

为避免采煤机截割部壳体在采煤过程中受载荷作用而发生共振,利用Solidworks建立了截割部壳体的模型,并将其导入ANSYS Workbench进行模态分析.本文在分析了截割部系统存在的各种振动频率的基础上,利用模态分析结果对壳体进行振动特性分析和讨论,并对采煤机截割部壳体的结构进行了优化,有效的避开了截割部系统所存在的各种振动频率.研究表明:截割部传动系统和壳体结构的设计都会影响壳体最终的受振情况.此项研究为截割部的进一步改进提供了依据.     

采煤机摇臂在传动系统激励下的振动特性研究

通过有限元模型和试验验证,获得了摇臂工作时的固有振动特性,然后通过振动冲击试验,对摇臂在工作时的振动特性进行了分析。分析结果表明:采煤机摇臂传动系统在启动时对摇臂的冲击要远大于采煤机摇臂工作时所受到的截割载荷的冲击,摇臂的振动主要是由第3阶和第5阶振型引起的弹性振动。     

采煤机斜切截割下截割部齿轮箱振动实验

斜切截割是长壁式综合机械化采煤工艺的一种工况,其目的是使采煤机深入煤壁切割煤炭。斜切截割时采煤机一部分深入煤壁,另一部分直行截割,因此承受较大弯矩,是一种恶劣工况。基于国家能源采掘装备研发实验中心实验台,对采煤机截割部齿轮箱在斜切截割工况下振动特性进行实验分析。实验模拟井下真实斜切截割工况,利用三向加速度传感器收集行星级和直齿级振动加速度数据。实验中发现了拍振现象,并分析了截割参数对拍振现象的影响规律。分析了齿轮传动系统各传动级啮合频率的耦合现象,并分析截割参数对频率耦合作用的影响规律。     

基于双向耦合的采煤机截割部振动特性研究

为研究采煤机截割含夹矸煤岩过程中的振动特性,采用EALINK软件实现EDEM-ADAMS双向耦合,以考虑煤岩变形对截割过程的影响;将摇臂壳体进行柔性化处理,基于耦合结果在ADAMS/Vibration模块中进行采煤机截割部受迫振动分析.结果 表明:采煤机螺旋滚筒在竖直方向的振动加速度大于采煤机牵引及滚筒截深方向的振动加...     

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.     

平稳随机激励下线性随机结构动力响应分析

对于外载是平稳随机激励的线性随机结构分析问题,在随机变量函数矩点估计和虚拟激励法的基础上,建立随机响应均方值特征参数的矩估计算法.应用虚拟激励法将随机载荷转化为确定性简谐载荷,计算确定性结构在平稳随机激励下响应的均方值,采用点估计方法分析平稳响应均方值的均值和方差,并计算响应均方值的变异系数,通过两个算例考察结构参数的随机性对结构响应均方值的影响.由于基于随机变量函数矩的点估计和虚拟激励法具有较高的效率和精度,因而所提方法具有一定的工程意义.     

采煤机截割部滚筒结构的优化设计改进与应用研究

针对山西某煤矿8号煤层坚硬、含泥岩夹层的特点,采用MG300/730-WD型采煤机在生产中存在着一定的截割力及截割滚筒振动大、截割齿磨损严重等问题,通过理论分析和实地测试的方法,对截割滚筒与采煤机的配合性进行研究,优化改进了原有采煤机截割滚筒的结构,最终将截割滚筒上部的截齿布置方式从均匀分布变为交错分布。通过对采煤机截割滚筒的改造,提高了采煤机自身工作的稳定性,延长了37.9%的截割齿寿命,减少了采煤机的运行能耗。     

采煤机截割部摇臂箱体结构优化及效果评价

为进一步提升采煤机截割部的动力性能,降低采煤机截割部的故障率,保证整机的生产能力,在对当前采煤机截割部现状分析的基础上,基于采煤机截割部动态特性研究,重点对截割部摇臂箱体的结构进行优化,并对优化后同种工况下摇臂箱体的变形位移和变形波动情况进行对比。结果表明,优化后摇臂箱体在同种工况下的变形量降幅为38.8%,变形位移的波动降幅为38.2%。     

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.     

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。     

采煤机截割部截割煤层仿真研究

为充分掌握采煤机截割部在实际生产中所承受载荷的动态变化情况,降低采煤机生产振动,提升其使用寿命,以MG300/7000-WDK为例,基于LS-DYNA软件建立有限元仿真模型,对不同牵引速度和旋转速度下的截割部截割煤层的动力学特性进行仿真分析,为采煤机截割部生产时牵引速度和旋转速度的控制提供依据.     

矿井采煤机截割煤体过程的数值模拟研究

对采煤机截割煤体过程进行了系统地数值模拟研究,建立了煤体以及采煤机与煤体相互作用的本构模型,得到了滚筒转动速率和采煤机牵引速率对滚筒受力特征的影响规律结果,认为在保证开采效率的情况下,可以适当增大滚筒转动速率,同时降低牵引速率。此研究结果可为采煤机截割的稳定性的研究奠定基础。     

基于ADAMS的采煤机截割减速器故障仿真

借助虚拟样机软件ADAMS建立了某采煤机截割减速器的虚拟样机模型,并分别对正常工况和人为构造的断齿故障工况进行了动态特性仿真.通过分析比较不同工况下的仿真结果,找出了齿轮断齿故障的故障特征.     

截割滚筒的非线性振动参数研究

基于非线性振动理论,考虑了滚筒截割过程的非线性刚度和阻尼因素,建立了滚筒的非线性振动模型,分析了滚筒的物理和结构参数对其振动特性的影响。结果表明:有效地控制结构刚度和阻尼等参数,可以减少滚筒的振动,保证采煤机良好的工作性能和稳定性。