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。     

采煤机截割部的刚柔耦合动力学分析

基于Pro/E、MATLAB、ADAMS和ANSYS联合建立了采煤机截割部的刚柔耦合振动模型,利用ADAMS/Vibration模块进行振动分析,识别出截割部模态参数以及容易被激发的振型.结合滚筒转速、硫化铁包裹体尺寸以及截齿排列形式,识别出引起截割部较大振动的截齿位置.为截割部薄弱环节以及截齿的优化提供了理论依据.     

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。     

新型薄煤层采煤机截割部建模与仿真研究

基于Pro/E、MATLAB、ANSYS、ADAMS和NSOFT软件构造的协同仿真平台,建立了某煤机公司开发的新型薄煤层采煤机截割部刚柔耦合模型并进行动力学仿真,得到采煤机截割部关键零件的应力应变情况,发现壳体和行星架局部出现较大的动应力,结构优化后其应力分布较为均匀,力学性能得到明显的改善;利用NSOFT对截割部输出轴进行疲劳寿命分析,找到其易发生疲劳损坏的薄弱环节。分析结果为采煤机性能改进和结构优化提供了量化依据,缩短了设计周期,具有较高的实用价值。     

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。     

不同截割状态下采煤机振动特性研究

采煤机进行记忆截割的条件是判断煤岩界面,通过在截割电机外壳布置振动传感器,采集采煤机不同状态下的振动信号,可以分析判断采煤机的截割状态。首先从强度、坚硬性等方面分析了煤岩截割特性,在分析截割头结构的基础上分析了振动来源,设计了相关信号采集电路,并从时域方面分析了试验结果。     

滚筒式采煤机截割部传动系统优化改造分析

煤炭企业正处于科技变革的新时期,随着开采深度的不断加深,煤矿井下深部煤层的地质情况越来越复杂,对采煤机的截割效率提出了更高的要求.因此,结合神经网络控制和模糊控制的优越性,并结合瞬时冲击载荷的特性,提出了基于自抗扰转矩补偿的截割部传动系统自适应抑制的控制方法,保证了采煤机传动系统的自适应控制.     

MG 400/951型采煤机截割部行星架时变可靠性分析

截割部行星架作为采煤机的关键零件,其时变可靠性对采煤机的综合性能有着重要的影响。基于Pro/E建立以截割部行星架为模态中性文件的采煤机刚柔耦合模型,研究截割部行星架的动力学性能,获得了截割部行星架薄弱区域和动态应力。基于Matlab获得了截割部行星架薄弱区域三参数威布尔分布的概率密度函数,利用Kstest函数验证其拟合的合理性。依据疲劳寿命可靠性理论,建立了截割部行星架疲劳寿命可靠性模型,计算得到基于Copula函数的截割部行星架多薄弱区域时变可靠度由0.936 2呈指数退化趋势,直至截割部行星架失效,结合可靠性灵敏度设计理论分析了截割部行星架多薄弱区域设计变量对其时变可靠性的影响程度,为截割部行星架的研究提供了理论基础和准确的数据支撑。     

基于MFC-ANNs的采煤机截割部齿轮分析

为对采煤机截割部齿轮进行创新设计与研究,建立了采煤机摇臂系统的刚柔耦合虚拟样机模型,研究其齿轮系统热平衡过程,确定温度载荷和边界条件,加载动力学仿真软件Adams输出的不同工况的载荷文件。应用有限元软件Ansys对齿轮进行了温度-结构耦合分析,得到了齿轮的温度场及结构场云图。将多场耦合(MFC)与神经网络(ANNs)技术结合,即采用MFC-ANNs技术,可以预测齿轮可靠工作时采煤机的运动学参数,误差仅为5.653 8×10~(-6),为齿轮类零件的设计与优化提供了明确的量化依据,可有效提高该类零件工作的可靠性,对采煤机实际生产具有指导意义。     

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。     

采煤机截割部齿轮箱体疲劳失效机理研究

针对采煤机截割部齿轮箱体在使用过程中出现的疲劳断裂问题,考虑由齿轮啮合引起的高频内部激励和由截割煤岩体引起的低频外部激励,进行疲劳失效机理分析。基于箱体力学模型,分析外部激励作用下箱体应力集中部位及应力峰值,并用有限元计算结果验证;力学模型考虑了由齿轮啮合产生的扭矩M_p及轴向力偏心L_0,分析了不同摇臂摆角下M_p和L_0对应力峰值的影响规律;基于采煤机截割实验,分析内部激励作用下箱体局部共振特性;将实测振动信号进行功率谱分析,得到局部共振频率并验证其为箱体固有频率;通过箱体应变模态分析,得到局部共振频率对应振型的应变分布特征并与应力集中部位进行比较。结果表明:M_p和L_0会增加箱体危险截面弯曲拉应力峰值;应力集中部位与局部共振振型应变集中部位基本一致;内部激励激发了箱体15,23和27阶振型的局部共振,拍振现象的产生加剧了箱体疲劳破坏;采煤机截割部齿轮箱体疲劳断裂是由外部激励引起的应力集中和内部激励引起的局部共振共同造成。     

工况激励下采煤机7自由度非线性振动分析

为了研究采煤机牵引速度对其动力学特性的影响,采用截齿三向力描述采煤机滚筒截割激励,采用赫兹接触理论描述采煤机平滑靴支撑刚度与阻尼,采用间隙条件下齿轮啮合非线性模型描述采煤机导向滑靴与销排间支撑刚度与阻尼,根据拉格朗日动力学方程建立了采煤机整机7自由度动力学模型,采用数值求解方法求解了不同牵引速度下整机的振动特性,结果表明:随牵引速度的增大,对后滚筒的振动位移影响较大,对机身影响较小;机身Y轴方向振动摆角相对较为明显。     

含间隙的采煤机截割部传动系统的非线性动力学特性研究

为研究含间隙的采煤机截割部传动系统的非线性动力学特性,建立了考虑齿侧间隙的采煤机截割部齿轮系统动力学模型,并确立了模型中啮合刚度和阻尼的函数关系,运用变步长的Runge-Kuatt方法对动力学模型进行数值仿真,研究齿侧间隙对采煤机截割部传动系统各齿轮副啮合力的影响,结果表明:齿侧间隙增加了各齿轮副啮合力的变化量以及啮合频率倍频的幅值,齿侧间隙增大会增加啮合力的波动幅度会引起传动过程中的很大冲击力,加速齿面的磨损,同时齿侧间隙还会使齿轮由于过载而在齿轮中产生断齿。提高采煤机截割部齿轮传动系的稳定性与使用寿命,应降低其扭振程度与缩小齿侧间隙。本研究对齿轮传动系统的优化设计与研究提供理论基础。     

基于LS-DYNA的采煤机滚筒截割夹矸煤岩强度分析

为获取复杂工况下薄煤层采煤机螺旋滚筒应力信息,进而指导其参数设计或运动学参数匹配,采用PRO/E建立了滚筒及煤岩模型,通过专用接口导入到Ansys,并根据实际情况对模型进行定义单元、材料、划分网格添加约束、接触等操作,最终在Ls-Dyan中建立了螺旋滚筒截割夹矸煤岩的耦合模型,设置牵引速度为4 m/min,滚筒转速为80 r/min,并对其进行动态仿真,获取相应零件的接触力信息及应力云图。结果表明:截齿合金头、齿体、齿座、叶片最大应力分别为1 209. 26 MPa、812. 5 MPa、371. 79 MPa以及103. 56 MPa,均小于各自材料的许用应力,能够可靠工作。该方法能够找到滚筒的薄弱环节,可为螺旋滚筒设计及运动学参数匹配提供重要的理论参考。     

不同煤岩硬度下采煤机竖直方向振动特性分析

针对采煤机在实际工作过程中的振动问题,运用多体动力学理论,综合考虑采煤机行走部与刮板输送机之间的接触特性、调高油缸的支撑特性、摇臂的自身刚度以及采煤机滚筒、摇臂、机身各部分之间的连接特性和机身的振动摆角,建立了采煤机竖直方向的6个自由度的动力学模型。并将采煤机滚筒竖直方向载荷作为外部激励,采用数值分析方法,求解了煤岩硬度对采煤机竖直方向振动特性的影响。结果表明:当煤岩的截割阻抗均值在200 k N/m～400 k N/m之间变化时,对采煤机前后截割部的振动位移影响较大,前后滚筒的变化范围分别为13. 42 mm～26. 83 mm、8. 19 mm～16. 37mm,前后摇臂的变化范围分别为5. 31 mm～10. 62 mm、3. 32 mm～6. 65 mm。最后通过实验对模型结果进行了验证。     

基于改进PSO-BP的采煤机截割部行星架疲劳寿命分析及预测

为对采煤机截割部行星架进行疲劳寿命分析及预测,建立采煤机的刚柔耦合模型,研究了行星架的动力学特性,得到了其最大应力值并以此作为输入,利用nSoft得到了行星架的疲劳寿命,利用BP、PSO-BP和改进的PSO-BP对不同工况下的行星架寿命进行预测.研究表明:夹矸坚固性系数为8.4,截深600 mm,转速90 r/min,...     

柔性基础非线性隔振系统动力学特性分析

建立了隔振对象-非线性隔振支承-柔性基础组成的耦合系统的一般性动力学模型,研究了应用振动功率流对非线性隔振系统进行效果分析的计算方法,给出了动力学方程初值问题表达式;并且基于Runge-Kutta法以某小型无人机的发动机隔振系统为算例,对几种非线性隔振器的隔振效果进行了数值仿真和分析。研究表明并联刚度隔振器和分段线性隔振器可有效减少隔振系统功率流的传递。     

重力全平衡提升式升船机的自振特性和稳定性分析

研究包括承船厢、提升钢索、平衡重、承船厢中的水和船舶在内的重力全平衡钢索提升式升船机系统，讨论其自振特性和稳定性；将这一系统模型化为流固耦合系统，将承船厢中的水处理为理想流体，采用伽辽金有限元方法离散，将承船厢及船舶视为刚体，考虑水和承船厢、船舶、提升钢索的相互作用，建立考虑流固耦合的动力学方程。为了求解该方程，对非对称的质量和刚度矩阵进行对称化处理；通过求解特征值问题，得到升船机系统的自振特性，讨论平衡重质量、提升钢索吊点位置、承船厢中船舶等对系统自振特性的影响。利用自振频率为零时系统失稳的力学概念，讨论使系统失稳的临界吊点位置。     

双平面球式自动平衡装置抑振特性分析

球式自动平衡装置的相关研究多集中在单个球式自动平衡装置且多为研究其平面运动.分析了一种用于刚性转子动平衡的双平面球式自动平衡装置的抑振特性,建立了带有双偏心圆盘的双平面球式自动平衡装置平衡的数学模型,通过Lagrange方程推导出振动微分方程,运用旋转坐标变换得到其自治系统,通过李雅普诺夫一次近似方法分析其稳定性,然后...