基于刚柔耦合的采煤机截割臂的优化研究

针对基于刚柔耦合的采煤机截割臂的优化研究问题,为了解决刚体形式的动力学仿真和应力分析问题,利用挖煤机样机的刚柔耦合建模方法,提出了采煤机刚柔耦合系统的仿真优化问题,进行了采煤机摇臂结构的仿真分析,提出采煤机摇臂的模态分析和采煤机摇臂柔性体的应力分析,为采煤机截割臂优化设计提供了改革和创新的依据。     

采煤机截割部刚柔耦合动力学分析与摇臂优化研究

以MG1000/2500-WD型采煤机为研究对象,根据采煤机截割部基本结构特征,构建采煤机截割部刚柔耦合动力学模型,从转速、加速度、啮合力、应力4个角度开展采煤机截割部仿真分析。根据仿真分析结果,获取采煤机截割部摇臂截割过程中应力云图以及关键点应力曲线,确认采煤机截割部摇臂的受力特点,再以此为基础实施摇臂优化设计,具体设计过程包括摇臂瞬态分析以及摇臂优化设计2部分。为验证所提出采煤机截割部摇臂优化设计的有效性,将优化设计应用于工程实践,最终确认优化设计具有一定的应用价值。     

采煤机截割部刚柔耦合建模及动力学仿真

采煤机在恶劣环境下工作时,受到复杂的力作用,增加了采煤机样机试制难度,因此,采煤机物理样机制作前,借助虚拟样机技术对产品进行优化处理,获得符合要求的产品。介绍了柔性体虚拟样机动力学及运动方程的推导过程,利用Pro/E、ADAMS和ANSYS三维建模及仿真软件,建立采煤机截割部刚柔耦合模型,通过对采煤机摇臂动力学仿真分析,获得摇臂受力以及受力变形信息,仿真结果证明本方法可为采煤机截割部设计提供依据。     

基于刚柔耦合的MG180/465-W型采煤机截割部仿真研究

以MG180/465-W型采煤机截割部为研究对象,使用Solid Works2008、ANSYS、ADAMS软件协同仿真,建立采煤机截割部的刚柔耦合模型,并进行动力学仿真,得到采煤机截割部工作时的变形情况,为采煤机优化设计提供参考。     

基于应变模态的采煤机摇臂振动特性及实验研究

为解决采煤机截割煤岩过程中摇臂在重载、强冲击下容易损坏的问题，以MG500/1130-WD型采煤机为研究对象，提出一种基于应变模态的采煤机摇臂振动特性辨识方法。利用Block Lanczos方法对摇臂壳体进行模态分析，获得采煤机摇臂前10阶固有频率，分析摇臂壳体与传动系统的2阶模态共振特性。根据实际截割工况，通过EDEM模拟获得截割滚筒三向截割载荷及三向截割阻力矩，使用ADAMS、EDEM、ANSYS对摇臂进行刚柔耦合动力学联合仿真，得到摇臂2阶应变模态固有频率为63.98 Hz,搭建摇臂应变数据采集系统，面向摇臂关键截面的应变响应进行截割实验，并对采集数据进行时域与频域分析。研究表明：应变模态分析与联合仿真所得摇臂2阶固有频率误差为0.52%,摇臂前2阶固有频率的模态分析与实验误差小于5%。应变模态分析方法可有效识别采煤机摇臂低阶固有频率和低频激励，为采煤机摇臂的振动研究提供新思路。     

基于刚柔耦合的采煤机摇臂动态特性仿真研究

利用UG、ADAMS和ANSYS等软件构造的协同仿真环境,建立了基于刚柔耦合的采煤机截割部摇臂虚拟样机模型。在对摇臂进行动力学分析和强度分析的基础上,获取不同工况下摇臂的振动规律,求解了基于时间历程的摇臂应力变化,从而为采煤机摇臂的结构设计、优化及使用提供理论依据。     

基于ANSYS和ADAMS的薄煤层采煤机摇臂壳体动力学分析

针对富含硫化铁矿结核体的薄煤层开采作业,基于MSCADAMS三维仿真建模软件对某型采煤机截割部建立刚柔耦合有限元模型,并通过MSCADAMS输出的载荷文件对摇臂壳体进行瞬时动力学分析,找出摇臂壳体的设计缺陷,为优化采煤机设计提供参考。     

基于刚柔耦合的采煤机截割部可靠性研究

基于Matlab、UG、ADAMS和ANSYS联合构造的协同仿真环境,建立了采煤机截割部的刚-柔耦合虚拟样机模型,充分考虑了弹性变形体在复杂机械系统仿真中的影响,解决了输入负载的模拟和仿真边界条件的确定等关键技术问题。基于截割部的刚柔耦合协同仿真分析,得到了关键零部件应力分布与变形情况,发现了摇臂壳体的薄弱环节,并提出了优化方案,优化后壳体应力分布情况得到了明显的改善,为采煤机截割部的结构设计优化提供了依据,对深入研究截割部传动系统的动态性能具有重要价值。     

采煤机摇臂虚拟样机及其动力学分析

介绍了含柔性体虚拟样机运动方程的推导过程，采用专业建模软件UG建立了采煤机截割部的三维几何模型，利用ADAMS软件建立了采煤机摇臂的虚拟样机模型，并对采煤机摇臂进行了动力学分析.仿真结果表明，柔性化摇臂铰接点力的阶跃响应最大超调量为83%，比将摇臂作为刚性体进行受力分析更接近实际工况.     

滚筒式采煤机截割煤层过程中截割部的仿真分析

针对目前采煤机截割系统运动规律难掌控等问题,对采煤机截割煤层进行了仿真分析研究。构建了采煤机滚筒及截割部截割煤层力学仿真模型,然后以采煤机不同牵引速度为例对其进行仿真分析,研究摇臂上节点26767的x、y向位移及加速度以分析截割部在截割过程中的振动特性,这为全面掌控采煤机截割部的动力学特性奠定了研究基础。     

掘进机刚柔耦合模型的动力学分析

为了研究截割煤岩时掘进机关键部件的振动特性,在LS-DYNA中进行截割仿真,得到了横截工况下截割头所受的冲击载荷;建立了以截割臂、回转台、机架、后支撑为柔性体的刚柔耦合模型,并对其施加截割载荷进行了动力学分析,得到了受迫振动下掘进机各部件的动态振动响应。研究结果表明:截割部在14 Hz、28 Hz和63 Hz左右振动剧烈;机架振动较弱,频谱图无明显峰值;电控箱在25 Hz以下、62 Hz以及125 Hz左右振动剧烈。研究结果可为掘进机的进一步动力学分析提供理论基础。     

基于ADAMS刚柔耦合模型的采煤机截割部优化技术

中厚煤层采煤机是由某煤机公司研制的,要对其截割部的可靠性进行分析,通过使用ANSYS和ADAMS软件,设计出该截割部刚柔耦合虚拟样机协同仿真平台,实现此系统的载荷施加、约束添加以及求解器有效设置后,实施仿真实验。分析结果显示:将截割部关键零部件置于模拟工况当中,会出现各类问题,例如摇臂壳体外形出现严重变化、两级行星部分动态同轴度出现较大误差、惰轮轴轴承使用年限短等。基于仿真结果的分析,的充分化完善措施及改进办法,为升级产品、实现采煤机截割部系统级性能的提升提供具体的量化依据。     

滚筒式采煤机截割部机电联合仿真

为了研究截割电机机械特性对采煤机滚筒受力特性的影响,利用SIMULINK建立采煤机截割电机模型;通过ADAMS建立采煤机截割部虚拟样机模型;使用电机模型对采煤机截割部进行驱动,同时将电机所受力矩反馈到电机模型中,建立了基于MATLAB/SIMULINK和ADAMS的采煤机截割部机电耦合模型。采用LS-DYNA对采煤机滚筒截割煤岩过程进行模拟仿真,得到滚筒的受力情况;将截割仿真得到的载荷添加在采煤机滚筒上,进行了采煤机截割部机电联合仿真,得到了截割电机输出转矩和输出转速的曲线,为研究电机过载保护提供了数据支持。     

基于多体动力学的采煤机截割部可靠性研究

基于Pro/E、Matlab、ADAMS和ANSYS联合构造的协同仿真环境,建立了含硫化铁结核的薄煤层采煤机截割部刚-柔耦合多体系统模型,解决了输入负载的模拟及建模与仿真边界条件的确定、双电机驱动的采煤机截割部电机转速的匹配等关键技术问题.基于刚-柔耦合采煤机截割部虚拟样机的仿真,找出了截割部关键零件设计上存在的问题：如行星架、行星轴及摇臂壳体的变形过大,动态刚度不足等,为采煤机截割部系统的优化提供了明确的量化依据.有助于在采煤机物理样机制造前就全面掌握其动态性能,提出明确的优化方案并改进设计,降低了新产品的研发成本与时间.     

薄煤层采煤机可靠性分析与疲劳寿命预测

以刚柔耦合多体系统动力学理论为基础,建立了摇臂壳体和牵引部壳体为柔性件的采煤机刚柔耦合虚拟样机模型;根据滚筒工作阻力和采煤机主要技术参数,推导出了采煤机牵引阻力的取值范围,验证了动力学仿真分析中牵引阻力参数设置的正确性;基于Matlab编程,获得了前后滚筒的载荷文件,并通过ADAMS动力学仿真分析,发现了采煤机壳体的应力分布与变形情况,提出了改进措施;基于动力学仿真结果中壳体关键节点的主应力载荷,获得了用于疲劳寿命分析的载荷谱,通过疲劳寿命计算,得到了壳体的最小疲劳循环次数和疲劳损伤值,发现了壳体疲劳寿命的薄弱环节。为研究设备在大范围刚性运动与柔性构件小变形运动时的应力、变形和疲劳寿命情况提供了新的方法。     

MG500/1220-WD型采煤机截割部强化设计

摇臂截割部是电牵引采煤机的重要组成部分,是采煤机的关键部件和易损件,摇臂截割部的结构决定着采煤机的质量和使用效果。就其截割电机和摇臂壳体联接处螺栓经常折断的问题进行分析研究,并且对其强化设计,使该机的适应性、可靠性得到较大的改进。     

基于ANSYS的采煤机摇臂的有限元分析

由于采煤机工作条件恶劣,所以要求采煤机截割部摇臂壳体有足够的强度和刚度。利用三维软件Pro/E建立了采煤机截割部摇臂壳体的实体模型,导入有限元分析软件ANSYS后对其结构进行应力分析,获得了采煤机截割部摇臂的应力和变形状态,为采煤机截割部的进一步改进提供了依据。     

基于刚柔耦合的掘进机截割臂动力学仿真研究

针对掘进机截割臂难以用刚体形式进行动力学仿真及应力应变分析的问题,基于刚柔耦合的系统建模与仿真技术,利用ANSYS和ADAMS软件对截割臂刚柔耦合系统进行了动力学仿真和应力应变分析。由运行结果得到了横向截割工况下截割臂真实的运动状态以及截割主轴的应力应变情况,从而为掘进机截割臂的优化设计提供了一定的理论基础和量化依据。     

电牵引采煤机截割部摇臂瞬态动力响应分析

对摇臂壳体进行瞬态动力响应分析,可以得出摇臂壳体的相关动力学特性,建立基于NX.NASTRAN的采煤机截割部摇臂瞬态动力学模型。在对摇臂壳体进行模态分析的基础上,提取采煤机截割电机的截割电流,计算出一段时间内摇臂滚筒所受的截割阻力、侧向力和牵引阻力,并将这些力当作动载荷施加在滚筒的轴线上,通过瞬态动力响应分析,得出了摇臂在动载荷作用下摇臂壳体各关键部位的应力应变信息,以确认摇臂壳体在动载荷作用下的强度是否满足设计要求。     

基于ANSYS和Matlab的薄煤层采煤机摇臂系统分析和设计

借助Pro/E和Matlab软件对薄煤层采煤机的摇臂系统进行分析和研究,并构建了动力学仿真模型,得到采煤机截割部行星组件在工作状态下的受载情况,通过对仿真模型的有限元分析以及疲劳寿命分析,得到组件的应力分布以及频率响应曲线,并据此对采煤机行星组件进行优化和改进。