卡链工况下刮板输送机扭摆振动特性分析

考虑到常规研究刮板输送机卡链工况时仅考虑双侧同样载荷卡链工况,主要研究单侧卡链工况及其对刮板链条体系扭摆振动特性的影响。对卡链故障的产生原因以及卡链载荷的模拟施加方式进行了分析。研究了刮板输送机卡链工况的力学模型,选用Voigt模型建立刮板输送机扭摆振动动力学模型,使用Matlab软件建立动力学方程和状态方程,对建立的动力学方程构造出函数子程序,实现动力分析的前处理。通过仿真分析得到卡链位置前后物料不同的4种工况下刮板链条体系扭摆振动速度、加速度以及张力情况,并进行了实验验证。研究结果可知,卡链过程会引起刮板链条体系强烈的扭摆振动,并且初始时候无物料情况下,扭摆振动更明显。前后方均有物料情况下,扭摆振动稍有减弱。     

大功率刮板输送机软启动过程仿真研究

针对刮板输送机存在启动困难、多机驱动功率不均衡等突出问题,建立了刮板输送机传动系统的动力学模型,并在MATLAB/Simulink软件平台上构建其仿真模型,以2×855 kW刮板输送机为例,对刮板输送机的软启动过程进行数值仿真,分析了偶合器充液流量、电动机额定转速、链轮半径和链条阻尼对刮板输送机软启动过程的影响.结果表明:合理的充液流量可以充分利用电动机的峰值力矩,提高偶合器的启动力矩；电动机额定转速和链轮半径差异对机头、机尾驱动电动机的功率分配不均有较大影响；链条阻尼决定了刮板输送机上链链速震荡衰减的快慢.     

刮板输送机永磁直驱系统机-电耦合模型仿真与试验

为解决刮板输送机传统异步驱动系统因减速器而造成的传动效率低、故障率高、可靠性低等问题,基于永磁同步电机设计了1套输送量可达1 500万t/a的刮板输送机永磁直驱系统,并匹配计算了所需的永磁同步电机功率、转速以及变频控制器容量。根据永磁直驱系统与刮板输送机之间的机-电耦合关系,利用MATLAB/Simulink仿真软件搭建刮板输送机永磁直驱系统的机-电耦合模型,仿真分析了永磁直驱系统在空载启动、满载运行、多边形效应等多种工况下永磁同步电机的输出转速、转矩、三相电流以及刮板链的速度、加速度、张力等动态特性变化规律。仿真结果表明,永磁直驱系统在刮板输送机启动及负载变化时能够快速响应且比较准确,由于减少了减速器的柔性缓冲,电机输出转速与转矩对负载突变响应波动较大;永磁直驱系统的动态响应在突变负载下与突变量成正相关关系,应当从驱动系统控制算法的优化角度出发减小波动,改善其性能;多边形效应影响系统速度控制的稳定性,机头链轮啮合处的链条更易受到多边形效应的影响。搭建小功率永磁同步电机直驱模拟试验台架,将仿真得到的机械负载特性曲线等效处理后通过测功机加载输入,开展了刮板输送机永磁同步电机直驱系统的模拟驱动试验。试验结果表明,台架试验测得的永磁同步电机动态特性曲线与对应仿真试验得到的永磁同步电机动态曲线的变化规律基本一致,从而从侧面验证了笔者所建立刮板输送机永磁直驱系统机-电耦合模型的正确性。     

刮板输送机链条预紧力、紧链力计算方法探讨

为使刮板输送机链条和链轮始终处于一个良好的啮合状态.论文探讨了刮板输送机链条预紧力的意义以及在各种不同的驱动状况下链条预张力的计算方法,并在此基础上研究了在机头、机尾处紧链时所要的锚固力及紧链力的计算,从而为刮板输送机的预紧提供了理论依据,保证了刮板输送机得以正常的工作.     

刮板输送机动张力特性分析与仿真

刮板输送机是综采工作面三机联动的关键设备之一,恶劣的工作条件下难以实现其动张力测量。在圆环链合理简化的基础上,推导了圆环链刚度系数的简化计算方法;针对刮板输送机的受力状态和链轮驱动的多边形效应,构造了刮板输送机链传动系统纵向振动方程,并进行了数字仿真,得到刮板输送机的动张力特性,对刮板输送机圆环链疲劳寿命预测意义重大。     

重型刮板输送机振动问题的研究

在考虑了刮板链条的非线性、输送机中部溜槽的间隙及弹性、链条与链轮的啮合特性等条件下,建立了刮板输送机非线性的动力学有限元模型及其方程;通过模态分析,对重型刮板输送机的振动问题进行了研究,得出了刮板输送机在各种工况下的固有频率以及前6阶主振型图。     

基于EDEM的刮板输送机卡链工况特性研究

为了研究不同卡链位置对刮板输送机链条拉力的影响,利用离散元软件EDEM建立了刮板输送机整机模型,分析了正常起动阶段下有载侧链条和不同位置卡链时各段链条的受力情况。比较刮板输送机机头和机尾链条拉力的变化情况,对卡链工况特性进行研究。结果表明:有载侧链条拉力最大位置为机头紧边位置,确定出卡链最危险的位置为有载侧机头处,有载侧发生卡链时,机头、机尾链条拉力差值是无载侧卡链的3倍以上。研究结果为刮板输送机卡链保护、整体可靠性和功率平衡研究提供了理论依据。     

关于我国刮板输送机预张力确定的探讨

<正> 一、刮板输送机合理预张力的意义刮板输送机在水平直线铺设、静止状态下,链条的张力称为刮板输送机的预张力。合理的预张力是保证输送机正常运行的重要条件之一。预张力过大,链条和链轮啮合过紧,使链条磨损增加,链条振动振幅加大,加速链条疲劳,甚至造成断链事故;同时预张力过大,使起动负荷增加,对输送机起动不利。预张力过小,造成输送机最小张力点处悬松链过多,引起掉链、跳链,甚至断链事故。为保证输送机正常生产,英国煤炭科学院(MRDE)规定了刮板输送机预张力的一般标准,实行了输送机预张力的定期监     

矿井刮板输送机链条张力监测装置设计研究

刮板输送机是矿井煤炭开采的重要机械设备,由于刮板输送机是通过链条传递载荷作用力实现的牵引,因此有必要对链条的张力进行监测,防止由于链条的失效破坏而产生的跳链、断链的故障。采用虚拟样机技术对刮板输送机链条张力进行分析,设计出针对于链条张力监测的系统,实现刮板输送及链条张力数据的实时采集、远程数据传输等功能,提高刮板输送机生产过程中的安全性。     

刮板输送机启动过程中链轮瞬态动力学响应分析

静力学分析无法揭示刮板输送机启动过程中链轮与刮板链之间的相互作用机理的问题。针对这一问题,应用刚体动力学分析软件MSC. ADAMS对启动过程中圆环链的张力进行分析计算,应用瞬态动力学分析软件MSC. DYTRAN对刮板输送机的启动过程进行模拟分析,得出刮板链的实际运行速度曲线和启动过程中链轮关键位置的应变响应。计算结果可以为链轮的优化设计及相关分析提供依据。     

基于物料分布特征的刮板输送机运行阻力分析

考虑到常规的链条安全系数是按照两个链条共同承受外界载荷来计算的,而实际情况是两根链条载荷是不均匀的,因此研究了基于考虑物料分布特征的刮板输送机运行阻力计算方法。对煤块物料与中部槽底板的摩擦阻力、煤块物料与挡煤板摩擦阻力以及移动的煤块物料与煤壁侧静止物料的摩擦阻力进行理论推导。得到刮板和链条在运行时,不同负载情况下的运行阻力计算公式。依托国家能源局研发(实验)中心建设的综采成套装备模拟实验台对基于物料分布特征的运行阻力计算方法进行实验研究。研究结果表明：本计算方法与实验数据误差在允许范围内。基于考虑物料分布特征的刮板输送机运行阻力计算方法可为后续进行偏置载荷影响下的链条寿命预测、安全系数计算等提供依据。     

刮板输送机分布张力监测系统设计

针对刮板输送机在复杂的载荷条件和工作环境下,整个刮板链分布式动态张力和多段链速测量难以实现的问题,设计了刮板输送机状态监测系统。该系统以射频芯片CC2530为数据采集核心,结合RS485通信模块和LABVIEW上位机监测模块,能实现对刮板链多点张力、多段链速、运行周期等重要参数的实时监测,并由此进行断链预警和断链故障报警。该设计可用于井下刮板链状态监测领域,从而有效保证刮板输送机的安全、可靠、长周期运行。     

刮板输送机的新型刮板设计

首先介绍了双边圆环链刮板输送机产生漂链的原因,为解决漂链问题,设计了一种新型的刮板输送机用两端带槽的刮板,可在刮板两端槽内安装圆环链,消除圆环链与槽帮及槽底之间的存料死角。且刮板上下两边均有刮料后角,输送机工作时刮板既能刮走槽底处链条下及链条外侧的物料,又能刮走托链道上的物料,可杜绝漂链现象的产生,确保整机长期可靠运转。     

基于PLC的刮板输送机链条保护系统设计

以某型刮板输送机为研究对象,对刮板输送机主要结构及运动方式进行分析,基于PLC设计了刮板输送机链条保护系统,并对刮板输送机链条保护原理及控制程序进行研究和分析。结果表明,刮板输送机链条的张紧程度对链条实际使用寿命及故障率影响较大,该保护系统可以对刮板输送机张紧装置进行实时智能化控制和调整,从而实现对刮板输送机链条的保护,为刮板输送机及其他煤矿装备自动智能化控制及升级、刮板输送机链条故障率降低和使用寿命的延长提供理论依据。     

基于数学模型的刮板输送机可靠性分析

煤矿开采中常使用刮板输送机进行物料运输,工作环境恶劣,承受荷载较大等因素对刮板输送机使用寿命造成影响。分析刮板输送机主要结构组成,介绍可靠性理论,建立刮板输送机可靠性分析的数学模型,对其故障构件进行统计。计算可靠性指标,针对故障最常出现部件进行强化,延长刮板输送机使用寿命,给刮板输送机优化设计提供理论依据。     

刮板输送机动态分析中货载量的处理

刮板输送机货载量的变化影响着刮板输送机的动态特性,直接影响其运行性能及寿命。以实例说明了不同运行情况,不同运行时刻,刮板输送机货载量的变化规律。     

刮板输送机启动及制动动力学特性仿真与实验研究

考虑有载侧、空载侧链条受力特点以及物料分布特点,利用有限元法构造了刮板输送机动力学微分方程;构建了形态函数,解决了仿真数学模型的计算机自动生成问题;模拟仿真了刮板输送机在满载状态下直接启动、可控启动、自由停机、制动后再启动等工况下的动力学特性,并通过刮板输送机动态特性测试系统对上述工况的动态特性进行了测试,分析对比理论计算结果与测试结果,为设计大功率刮板输送机及其可控启动、制动系统提供理论基础和实验依据。     

基于ANSYS Workbench刮板输送机有限元仿真分析

针对刮板输送机易发生掉链、跳链等问题,以某型刮板输送机为研究对象,运用有限元分析软件ANSYS Workbench对刮板输送机机头部链传动系统中的链轮、链轮传动轴、链轮传动轴支撑轴承等重要零部件等效应力和等效弹性应变进行仿真分析。仿真结果表明:刮板输送机机头部链传动系统中的链轮、链轮传动轴、链轮传动轴支撑轴承等重要零部件等效应力对应的安全系数都较大,对应的静态强度安全系数均大于5,满足实际和极端工况下的强度要求;对应的等效弹性应变都较小,满足实际和极端工况下的刚度要求。该研究为刮板输送机结构优化、传动效率提升、综合传动和力学性能的改善等提供理论依据。     

煤矿刮板输送机断链监测系统设计研究

断链是刮板输送机中常见的故障问题,以SGZ1000/2100型刮板输送机为研究对象,结合实际情况设计了断链监测系统。监测原理是基于刮板两侧通过相同位置时的时间差判断其倾斜程度,进而分析断链情况。系统设置了5组断链监测传感器和1组定位传感器,前者为XS1 N30PA349型电感式接近开关,控制器选用S7-1200型PLC控制器。软件程序由一个主程序和多个子程序共同构成,每个子程序负责对应功能,主程序运行时通过调取子程序实现各项功能。将断链监测系统应用到刮板输送机工程实践中,经现场应用发现达到了预期效果,为企业创造了良好的安全和经济效益。