悬臂式纵轴掘进机截割臂结构形式探讨

以截割机构设计存在的问题出发,分别从截割臂的安装形式和内部结构形式进行分析,论述各连接方式的具体结构及其优缺点,给出不同工况条件下所适应的截割臂不同结构形式。     

悬臂式掘进机截割部的设计

截割部是悬臂式掘进机的关键部件之一,在井下掘进中有重要的作用。根据实际的应用,设计出悬臂式截割部的基本机构。     

悬臂式掘进机截割头垂直摆动控制仿真

通过对EBZ160型掘进机截割头垂直摆动液压控制系统的分析,提出了运用电液比例方向阀代替手动换向阀的新改进控制方案,并建立该方案液压控制系统的数学模型,运用Matlab软件对该系统进行闭环PID控制仿真.仿真结果表明,新改进的系统具有较好的控制品质.     

悬臂式掘进机的硬岩截割部设计

阐述了硬岩截割的破岩形式及原理,并主要介绍了基于悬臂式掘进机设计的硬岩截割部的结构组成和功能特点以及设计过程中关键零部件的选型计算。为硬岩掘进机的研发提供参考。     

掘进机截割臂静力学特性研究

当前纵轴式掘进机截割臂特性研究较少,截割臂的设计主要依据设计人员的经验。为此,对某型号掘进机截割臂进行建模,结合截齿的力学模型,通过ANSYS对截割臂进行静力学分析,得到截割臂在截割载荷作用下的变形和应力情况,给出了出现情况的原因,为截割臂动力学研究提供基础,为改进和完善适应半煤岩截割特性的纵轴式掘进机截割臂的设计提供理论依据。     

悬臂式掘进机自动截割控制系统设计

针对目前悬臂式掘进机自动化及智能化控制程度低等问题,提出了自动截割控制技术。通过建立截割头空间位置数学模型,设计了悬臂式掘进机自动控制系统,同时以可编程计算机控制器PCC模块化功能为基础完成对自动截割控制系统的程序设计。针对目前其可视化程度低的缺陷,设计了上位机监控,并与PCC进行实时通讯,以实现掘进机运行状态的实时监测。最后进行了井上井下实验,其结果证明:该控制系统运行可靠、稳定,重复精度高、无累计偏差,完成自动截割及刷帮功能后,巷道两帮无明显误差,能够很好地实现自动截割功能。     

悬臂式掘进机截割臂加载试验研究

掘进机截割工况复杂,掌握复杂负载条件下的截割臂动力输出特性对掘进机关键性能优化研究具有重要意义。设计形成了悬臂式掘进机截割臂加载测试平台,通过水力无极加载方法调定不同负载,开展了不同载荷条件下的截割臂功率和扭矩输出测试和对比分析,测试结果为截割驱动电机的动力控制提供了数据支撑。     

悬臂式掘进机自动截割控制系统研究

以煤矿 EBZ220 型悬臂式掘进机悬臂机构为研究对象,建立悬臂机构的截割运动在巷道断面的数学模 型,确定截割头在巷道断面投影的位置坐标与截割机构升降油缸、回转油缸伸缩长度及截割机构摆动角度之间的几 何关系。 经控制单元计算出掘进机截割头在巷道空间下的实时位置坐标,并与上位机设定的巷道边界参数进行比 较,提出具有反馈控制的巷道断面自动截割控制方案。 针对常见的矩形、梯形及半圆拱形 3 种巷道断面形状设计了控 制程序、截割工艺路径及人机交互界面功能。 以 EBZ220 型悬臂式掘进机为样机进行地面和井下试验,应用结果表 明,该控制系统可靠性高、实时性强,控制精度高,能满足巷道掘进工作面自动截割控制的要求,巷道断面自动成形控 制精度≤15 cm / 20 m,悬臂机构动态俯仰角和偏航角测量精度≤0. 1°,为实现煤矿掘进工作面智能化、无人化提供一 些技术研究基础。     

悬臂式掘进机岩巷截割头特征分析

分析了悬臂式掘进机岩巷截割特殊工况,从岩巷截割头的外形特征、截齿选用以及耐磨设计等方面,对岩巷截割头特征进行了简要分析,为悬臂式掘进机岩巷截割头设计提供参考。     

基于刚柔耦合悬臂式掘进机截割协同仿真

针对悬臂式掘进机截割过程中出现的力纷争现象,开展基于刚柔耦合的截割协同仿真分析,将悬臂式掘进机回转台柔性化处理,将一维的液压系统仿真模型和三维的机构仿真模型及三维结构仿真模型结合,仿真能更加准确地反映真实系统的运动和受力状态,为掘进机截割部设计与优化提供有效参考依据。     

悬臂式掘进机截割头设计要素

依据悬臂式掘进机截割需求,分析了截割头外形轮廓、安装方式,截齿排布等主要设计因素对整机性能的影响,并提出了应对方案,为悬臂式掘进机截割头设计提供参考。     

悬臂式掘进机的动力学分析

基于UG软件建立掘进机整机三维模型,利用机械系统动力学软件ADAMS,实现虚拟样机模型的动力学仿真,得到截割臂与截割头铰接点处的受力曲线,利用NASTRAN对截割臂进行有限元分析,结果表明截割臂强度储备很大,还能进一步优化。     

横轴式掘进机截割头载荷的模拟分析

通过受力分析,建立横轴式掘进机截割头的载荷模型与合力作用点位置的确定方法,利用计算机模拟得到截割头载荷的模拟曲线,以及截割过程中合力作用点的变化情况,以改进截割头的设计。     

基于LS-DYNA的掘进机截割头截割过程模拟

应用显示动力学对掘进机截割头截割煤岩的过程进行模拟,以Pro/E、ANSYS/LS-DYNA12.1为分析工具,分截割头横切和钻进煤岩2种工况进行模拟,对结果进行后处理,得到截割头截割煤岩时截割头受到外力的情况,并对其受力情况进行分析比较。     

基于ANSYS的EBZ75掘进机截割机构仿真分析

针对EBZ75掘进机截割机构在使用过程中存在的问题,对其在外载荷作用下的应力应变特性进行研究,通过Pro/E软件进行建模,并导入ANSYS中,建立有限元模型。通过对截割头上每个工作截齿位置角对截齿受力影响的分析,得出了不同位置角工作截齿所受三向力的大小,并以此作为载荷施加条件,应用ANSYS有限元分析软件对整个截割机构进行了结构静力学分析,获取了截割机构各主要部位变形及应力分布规律,为截割机构的优化设计及结构改进提供了理论参考。     

掘进机截割头载荷模拟研究

列述了煤岩的断裂机理及力学性能,分析了煤岩性质对截割头载荷的影响。依据常用的理论公式,编制计算程序,模拟了纵轴式截割头横摆工况下煤岩的载荷。分析结果表明:截割头沿三个坐标轴方向所受的力呈无规律波动状态;三向力及截割功率的最大值随煤层的坚固性系数的增大而线性增大;截割一定坚固性系数煤岩,所得的截割功率最大值可用于初步确定掘进机的适用范围。     

大功率重型悬臂式掘进机截割头联接结构

主要介绍一种大功率掘进机截割头新型联接方式。该联接结构方式简单有效且联接方便。通过该新型结构的有效应用,彻底解决了传统联接结构联接不牢固和容易松动的问题,满足了全岩巷道的掘进要求,有效减低了设备故障,为进一步优化设计提供了依据。     

矿用悬臂式掘进机PLC控制的截割控制系统设计研究

随着控制技术的不断提升,掘进机截割控制系统已无法较好地满足当下设备的使用需求,对截割控制系统进行优化改进设计,已成为当下重要的研究方向。重点分析了掘进机的作业环境及截割控制系统要求,开展了截割控制系统的设计研究,并进一步对该系统进行了应用验证,由此验证了该控制系统的运行可靠性,并对提高截割部分及掘进机整机的运转效率及安全性起到了积极的改善作用。也为后期开展掘进机的改进提供了参考。