掘进机截割部行星减速器结构的优化改进研究

为了在保障掘进机截割部行星减速器结构在满足使用要求的前提下,降低其重量,在分析传统行星减速器结构缺陷的基础上,对其进行优化改进.在保证总体传动比不变的情况下,使行星减速器整体结构尺寸缩小了7.59％.对新型结构进行受力分析,发现各齿轮的最大应力值均在材料的许用应力值范围内,有效保障了减速器运行的安全性和可靠性.将优化改进后的方案应用到掘进机中,不仅降低了减速器的生产成本,还降低了运行时的能耗.     

极端工况下采煤机行星减速机构动态仿真分析

为研究复杂煤层赋存条件下采煤机截割部行星减速机构的动态特性,建立了采煤机刚-柔耦合动态模型。对极端工况下的采煤机滚筒外负载进行了分析及动态模拟,在动态仿真分析软件Recur Dyn中进行了加载与虚拟仿真。对截割部行星减速机构中的内齿圈进行了受力分析,找到了最大等效应力位置并根据其受力情况进行了结构优化。对齿轮修形后的行星减速机构再次进行仿真,发现最大等效应力小于材料许用应力,并且齿面疲劳寿命得到了较大地提高,保证了采煤机可靠工作,为齿轮动力学研究提供了重要参考。     

基于有限元法的采煤机摇臂力学分析及结构优化设计

在简要分析采煤机摇臂结构的基础上,利用PRO/E和ANSYS软件建立了摇臂结构的有限元模型,并对其受力情况进行了分析.结果发现:随着摇臂结构与水平面之间夹角的不断增大,受力情况越来越恶劣;当两者之间夹角成55°时载荷最大,筋板位置的最大应力超过了材料的许用应力.根据分析结果,对筋板附近的结构进行优化改进,成功将最大应力控制在了材料的许用应力范围以内.该方案的实践应用,有效保障了采煤机摇臂结构运行的可靠性.     

采煤机截割部自动识别控制系统研究及其安全应用

为实现高效开采煤炭能源,保证采煤机的安全运行,对采煤机的截割部自动识别控制系统进行了分析,提出了改进方案,并进行了实验验证,在LSSVM参数利用果蝇优化算法改进并进行耦合后,采煤机截割部的自动监控系统的性能得到提升,采煤更加高效,证明截割部自动监控系统改进方案可行并运行效果良好。     

截齿排列方式对采煤机工作性能的影响

应用Matlab软件开发了顺序式、棋盘式排列的采煤机螺旋滚筒负载计算程序,得到了滚筒截煤及含夹矸煤层的瞬时负载曲线、相应的切削图及块煤率。建立了不同截齿排列方式的采煤机的刚柔耦合模型,并针对10种典型工况进行了可靠性分析。研究表明:采煤机滚筒采用棋盘式排列截割坚固性系数为3.11的无夹矸煤时,牵引速度可以达到9 m/min。与顺序式相比,平均截割比能耗降低17.8%,方正率提高21.9%,煤的切屑面积将提高1.85倍;而采用顺序式截齿排列方式时,输出轴应力超过许用应力,可靠性不高;而当采煤机截割含夹矸煤层时,应首选顺序式滚筒,以减少单齿受力,使截割工作稳定可靠。通过对顺序式排列滚筒叶片螺旋升角的优化,确定了其最佳螺旋升角为9°。     

采煤机新型传动系统设计

针对采煤机截割部传动系统中转矩远距离传输部分所存在的结构冗杂、传动效率较低等问题,用二级锥齿轮传动系统代替原来的多级直齿轮传动系统,设计一种采煤机新型传动系统。通过结构静力学有限元分析,得出传动系统中主要零部件的计算结果及应力云图。结果表明:采煤机新型传动系统中主要零部件满足理论校核条件;锥齿轮的等效应力、接触应力及弯曲应力小于材料的许用强度极限;传动轴的等效应力及等效应变满足零件材料的许用要求。     

采煤机滚筒结构优化研究

为了解决采煤机滚筒截割性能差,截齿易发生折断的问题,利用数值模拟软件对采煤机滚筒截割煤壁进行分析,发现截割过程分为两个阶段,分别为采煤机进刀和截割,并通过对采煤机截割煤壁截齿受力均值进行分析,给出了其相应的优化方案,通过对优化后的受力进行分析发现,优化后截齿受力平均值波动明显小于优化前的波动,且经过优化后截齿的受力均值从未优化前的1 076 N降低至914 N,降低了 152N,降低的幅度为15.06％.为采煤机优化设计提供了 一定的参考.     

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%。     

MG200/446型采煤机截割系统改进研究

针对MG200/446型采煤机截割部壳体变形、噪声严重、轴承频繁损坏、花键轴断裂等问题,分别对截割系统中的壳体、输出端、高速端和行星减速器等构件进行了优化改进。优化改进后的对MG200/446型采煤机截割部在井下进行了工程应用,应用结果表明,壳体的耐磨性、刚度以及抗冲击性能显著提高,解决了行星头筋板开裂、轴承频繁损坏、齿轮噪声大、行星减速器频繁故障等问题。     

基于Matlab的采煤机截割滚筒载荷特性的研究

采用Matlab仿真分析软件对采煤机在三种典型工况下的截割载荷特性进行了仿真分析,归纳了不同截割载荷作用下对采煤机截割载荷、截割力矩的变化规律,为优化采煤机截割机构,针对不同的地质条件采用不同的截割作业方案、来降低对截齿和截割机构的冲击、从而提升采煤机截割机构工作可靠性和使用寿命提供理论支撑。     

新型采煤机截割部行星轮系强度分析

以新型薄煤层采煤机截割部行星轮系为研究对象,依据多体动力学理论,建立了采煤机截割部的刚柔耦合模型,并对其进行动态仿真分析,得到了行星轮系各零件的应力和变形情况。对系统中的薄弱零件太阳轮和行星架进行了结构改进,改进后太阳轮齿面最大啮合应力减小了423.26 MPa;行星架的应力集中现象基本消除,疲劳寿命明显提高至次8.302 2×107。该研究方法可用于大型机械行星轮系的结构设计及优化,有助于及早发现系统中的薄弱环节,降低研发和制造成本。     

掘进机截割减速器振动问题分析与改进

针对某型号掘进机截割减速器振动明显的问题,基于其结构组成,分析得出自由阻尼减振结构的脱落是导致减速器振动明显的主要原因,并提出了约束阻尼结构的减振改进方案.运用ANSYS仿真计算软件分析对比了改进前后减速器的静态、瞬态应力和位移分布情况.应用结果表明,相较于原自由阻尼减振结构,约束阻尼减振结构可以降低减速器的最大振幅,延长了掘进机的使用寿命,降低维修成本,为企业创造更多的经济效益.     

采煤机截割系统壳体设计可靠性研究

通过对采煤机截割部件进行受力分析,用三维制图软件SolidEdge建立了采煤机截割系统壳体三维模型,并对工况下截割系统壳体进行了仿真分析;针对仿真结果进行了应力分析,并对应力集中点加强板进行了改进,同时对截割系统中壳体铸造材料的机械性能进行了说明,从受力情况和材料性能两方面进行了壳体设计可靠性的研究。     

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。     

复杂煤层采煤机螺旋滚筒多参数优化研究

为了有效提高复杂煤层条件下采煤机螺旋滚筒的截割性能,利用离散元仿真软件EDEM建立含夹矸煤岩与螺旋滚筒耦合模型,模拟采煤机截割含夹矸煤岩过程,得到多种工况下采煤机螺旋滚筒的截割性能指标。基于单因素分析法,分析采煤机牵引速度、滚筒转速、叶片螺旋升角、截深等对截割性能指标的影响。分别编写GA-BP网络与遗传算法程序,对截割性能指标进行优化,对比两种优化算法,得到螺旋滚筒最优参数。相比于优化前的结果,使用GA-BP网络优化后采煤机生产率提高了33.3%,截割面积增大了115.6%,虽然最大截割阻力增加了7 353.4 N,但截割比能耗降低了24.3%,截割性能整体得到提高。研究结果为探究复杂煤层条件下采煤机螺旋滚筒截割性能提供支撑,对提高煤矿企业的生产效益有重要意义。     

基于Ansys的矿用液压支架底座受力分析及结构优化

利用Ansys软件对ZF3700/16/26型液压支架底座进行受力分析,发现最大应力值远低于材料的许用应力值,结构上存在严重的冗余现象。以耳板、柱窝和垫块结构尺寸为优化对象,以底座重量为优化目标,利用Ansys软件开展优化改进工作,优化后底座整体质量降低了19.53%。将优化后的底座结构部署到煤矿工程实践中,经现场应用发现整体运行良好。底座结构的成功优化使得对应的加工成本降低了19.53%,取得良好的经济效益。     

采煤机动态截割特性的分析与优化

本文在对采煤机截割驱动机构截割和齿轮副受力变化情况进行分析的基础上,提出了应用基于进给-截割联合调速系统对采煤机动态截割特性进行优化。该联合调速系统能够根据采煤机的实际截割作业状态,可实现对进给-截割状态的联合调整,在确保截割作业效率的情况下降低截割机构的冲击载荷、提升使用寿命和工作稳定性。应用效果表明,应用该联合调速系统,能够将截割机构的动载荷突变系数降低68.4%,显著提升了采煤机的运行稳定性。     

采煤机截割减速器关键零部件承载性能分析

针对采煤机的截割减速器及圆锥滚子轴承进行承载性能的有限元分析.通过分析可知,行星减速器在煤岩的反力作用下,能够满足采煤机的运行需求,同时存在着一定的安全余量,可以对减速器的整体结构进行一定的优化,同时在个别位置存在着应力集中的现象,应对滚子的结构进行一定的圆角过渡处理,减少应力集中,从而提高减速器的整体性能,保证采煤机运行的稳定性.     

掘进机截割减速器阻尼缓冲减振改进实践

为加强矿井生产中掘进机截割部减速器性能可靠及运行稳定的作用,结合煤矿掘进机截割部改进实践经验,在分析粘弹性材料优越性能并保证传动特征不变的情况下,提出通过减振橡胶改进减速器二级齿圈部位以减振缓冲的方案.ANSYS有限元仿真分析结果表明,此改进方案能实现掘进机截割减速器阻尼缓冲目的,大大提升掘进机截割煤壁作业的稳定性及安...