掘进机截割刀具制造工艺的探讨

掘进机作为井下巷道掘进设备,截割刀具是掘进机工作机构的核心部件,其形状、尺寸和截齿的排列方式对掘进机的工作效率和性能有重大影响。通过设计开发一种适应不同截割刀具定位装置的变位机,可以适应不同截齿参数截割刀具的制造。并对整个焊接工艺技术进行了优化设计,可提高截割刀具的焊接质量和生产效率。     

数控焊接变位机在截割头制造中的设计与应用

为提高掘进机截割头的焊接质量和生产率,设计开发了数控变位机应用于焊接工艺过程中。针对截割头的参数和其复杂结构的焊接,给出了数控变位机机械部分的设计方法与计算过程,为设计和应用数控变位机于掘进机零件的制造提供参考。     

应用于采煤机滚筒制造的数控焊接变位机的设计与计算

为提高螺旋滚筒的焊接质量和生产率,研制开发了数控焊接变位机。针对螺旋滚筒的参数和其复杂结构的焊接,重点给出了数控焊接变位机机械部分的设计与计算,为设计和应用变位机与采煤机零件的制造提供参考。     

采煤机滚筒焊接用自动调心定位装置设计

在采煤机滚筒自动化焊接系统设计中，滚筒自动调心定位是关键技术之一。文章针对焊接作业中滚筒在变位器上准确定位的问题，设计了一种新型滚筒自动调心定位装置。该装置是滚筒自动化焊接的重要工艺装备，主要由承载构件、调心定位组件、液压拉紧组件三个部分组成，通过机、电、液一体化控制技术实现滚筒调心和固定作业自动化，进一步提高了滚筒制造工艺水平，为完善滚筒智能制造生产技术奠定了基础，具有良好的应用前景。     

非接触测量技术在截割滚筒外形测量中的应用

截割滚筒表面的齿座定位精度要求高、测量难度大。针对这一问题,将非接触测量技术用于掘进机截割滚筒外形测量,分析了基于双目视觉技术的非接触三维测量技术原理以及点云数据获取、点云拼接、曲面重构以及测量结果与设计模型比对等关键技术,利用这一技术完成了掘进机截割滚筒的三维外形测量。测量结果表明,截割滚筒小端齿座的定位偏差明显大于其他区域的齿座定位偏差,为截割滚筒质量改进提供了参考数据。     

连采机截割部伸缩结构设计研究

传统连采机在工作时,需要借助于行走动力来提供截割推动力,以抵消煤壁对于截割滚筒的阻力,截割阻力与机器自重全部作用于履带,导致履带行走时对煤巷底板破坏严重,通过对连采机结构的分析研究,设计出一种独立于机架的可伸缩式截割部。     

滚筒采煤机截割载荷的模拟系统开发及其模拟

为解决因采煤机螺旋滚筒截割载荷计算难、导致滚筒设计缺少依据、产品质量低、截割性能差的实际问题,在给出滚筒截割载荷确定方法的基础上,基于Matlab/GUI开发了采煤机螺旋滚筒截割载荷的模拟系统。该系统采用Matlab/GUI界面,利用Matlab软件为平台,通过输入不同的滚筒及采煤机参数和煤岩的特性参数,可模拟采煤机截割各种对象、以各运动参数工作时滚筒的截割载荷,并能直观显示各载荷的图形、数据和统计结果。该系统具有数据与程序分离、操作简便、适应性强等特点,能快速、准确地获取滚筒的截割载荷。以国产某型薄煤层采煤机为例,对其滚筒截割载荷进行了模拟分析,得出了前、后滚筒三向载荷和负载扭矩曲线及统计结果,搞清了该采煤机截割载荷的大小、变化规律及其相关关系,为改进滚筒设计、研究、评价和改善采煤机的截割性能提供了参考。     

带式输送机滚筒自动焊机变位一体化装置的设计应用

针对现有的滚筒自动焊机不能焊接滚筒内环焊缝的弊端,设计了一种滚筒变位一体化装置。滚筒自动焊机经改造后,可自动焊接滚筒内部环焊缝,焊接质量完全满足要求且经济快速。同时配套设计了该变位一体化装置的运行、电控、安全防护系统。     

采煤机滚筒计算机辅助设计系统

以截割理论为基础,通过对影响采煤机滚筒性能各因素的考虑,建立了采煤机滚筒的计算机辅助设计方法,介绍了采煤机滚筒计算机辅助系统设计软件及其内容、特点和工作过程;利用该软件可以设计新滚筒,也可以对已使用的滚筒进行改造设计,所设计的滚筒可以改善采煤机的截割性能,提高截割效率,增加机器的稳定性,图4,参5。     

基于双坐标系的采煤机截割路径平整性控制方法

针对当前综采工作面采煤机截割路径不平整问题,提出一种基于双坐标系的采煤机截割路径控制方法。通过对影响采煤机截割路径平整性的主要因素进行分析,建立了双坐标系下的采煤机滚筒高度控制模型;为满足滚筒高度变化的连续性控制要求,设计了基于微分理论的摇臂倾角控制算法;以现场采样数据为输入,对采煤机截割路径控制方法进行仿真,结果显示:与未使用平整性控制方法之前相比,采煤机前、后滚筒截割路径上的最大高度差分别减小了93.3%和97.6%,标准偏差分别减小了95.6%和97.2%。因此,提出的方法能够有效改善采煤机截割路径的平整性,可对综采工作面自动化生产提供参考。     

采煤机滚筒运动参数对滚筒截割性能的影响

采煤机滚筒截齿直接作用于煤壁,改变运动参数将改变滚筒的截割特征,对于截齿运动参数与截割性能的关系研究是改善采煤机性能的理论基础。本文通过PFC3D进行了截割过程仿真实验,分别对不同采煤机滚筒运动参数进行模拟,设置不同的切削厚度、截割角、截割线速度,得出了各运动参数对截割阻力和截割比能耗的关系,对不同参数下的截割性能作了评价,给采煤机的优化设计提供了研究依据。     

一种薄煤层采煤机截割部滚筒连接套定位装置

<正>受薄煤层采煤机截割部结构尺寸限制,目前主要采用定位环和高强螺栓对截割部滚筒连接套进行紧固定位。采煤机滚筒割煤时,滚筒与连接套产生背离,截割部输出轴方向的拉力,工作一段时间后,经常出现定位环压溃输出轴轴端的现象,使输出轴报废,不仅造成经济损失,还延误整个综采工作面     

新型阶梯滚筒截割性能研究

针对薄煤层采煤机截割夹矸煤层效率较低的问题,研究了一种新型阶梯滚筒。为分析新型阶梯滚筒的截割性能,采用非线性软件LS-DYNA对传统滚筒与新型阶梯滚筒进行截割煤岩仿真研究,分析传统滚筒与阶梯滚筒截割煤岩时所受的截割及进给扭矩。研究结果表明:在截割效率相同的情况下,除第一刀,阶梯滚筒截割煤岩时所受的截割及进给扭矩均小于传统滚筒,说明该新型阶梯滚筒的截割性能比传统滚筒更加优异。     

提高采煤机滚筒综合性能的研究

滚筒的截割能力、装煤能力、块煤率是评价采煤机滚筒性能的主要标准,影响采煤机滚筒性能的参数:截割功率、滚筒直径、滚筒转速、滚筒的截齿数、叶片螺旋角、叶片头数。通过分析这些参数与截割能力、装煤能力、块煤率之间的关系,综合考虑这些因素,合理优化滚筒参数,是设计高性能滚筒的保证。     

瑞利随机分布下滚筒截割载荷重构算法与数值模拟

为了获得滚筒截割载荷特性曲线,对截齿与滚筒的受力进行了分析研究,得到了截齿轴向阻力与滚筒截割载荷的数值关系,运用自制的多截齿旋转截割煤岩实验设备,进行了截齿截割煤岩实验,得到了截齿三向力曲线,建立了滚筒截割载荷随机载荷曲线重构模型,给出了载荷重构算法,利用测试数据对滚筒截割载荷进行了数值模拟,得到了滚筒截割载荷重构载荷谱。研究结果表明:实验条件下煤岩崩落周期约为0.04 s,滚筒截割载荷数值上大于滚筒上各截齿同一时刻各截割阻力之和;滚筒截割载荷与参与截割的截齿截割阻力峰值、随机分布状态、截齿位置角、煤岩崩落周期及各截齿作用位置有关;所提算法与修正离散正则化算法比较,计算速度提高了约70倍,少样本数据下,该算法精度优于修正离散正则化算法,但重构数据只在重构点处具有真实性;使用改进的FFT算法进行重构曲线数值拟合,与FFT算法相比,计算量减小为原来的1/16,计算速度提高了约27倍,拟合优度相同,均为0.94,拟合曲线在总体趋势上比较平滑,呈现月牙形,与截割厚度变化规律一致,波形特征比较容易辨识,特征值便于判断和提取。研究结果为截齿三向力与滚筒截割载荷的关联提供依据,同时为滚筒截割载荷重构及数值拟合提供高效便捷的算法。     

掘进机截割头的可焊接工艺设计

分析了掘进机截割头的可焊性 ,并根据生产实践阐述了截割滚筒和齿座的焊接工艺性     

基于截槽非对称条件镐形截齿的截割力学模型

针对多齿重复截割、截槽非对称的实际截割条件,建立了非对称截槽的截割力学分析模型和数学模型,分析了截割深度与崩裂角的理论和实验关系,并提出了采煤机滚筒叶片截齿轴向倾斜布置的理论依据和倾斜角度的取值范围,为滚筒截割性能的分析,尤其对硬煤截割滚筒的截齿设计和截齿安装姿态参数诸如水平旋转角、切向安装角、轴向倾斜角的确定具有理论指导意义.     

采煤机滚筒截齿截线距有限元分析与优化

主要针对采煤机滚筒截割比能耗问题,以某型采煤机为例,利用UG三维CAD软件和ANSYS/LS-DYNA对滚筒截齿的截线距和进行了模拟分析,得到了在不同切削厚度工况下镐形截齿承受的截割力、一定时间内截煤总体积、滚筒所受截割扭矩以及截割比能耗等,根据所得数据分析可得截线距和截割比值以及采煤机截煤效率之间的关系,对优化采煤机设计具有一定的现实意义。     

采煤机记忆截割系统设计

对采煤机截割滚筒自动调高控制技术进行了介绍,并对采煤机记忆截割控制系统进行了设计,以便实现对采煤机牵引、截割和调高的自动控制。     

基于比能耗法的连续采煤机截割滚筒设计

针对连续采煤机滚筒截割参数之间的相关性及其设计流程的复杂性,以某型连采机滚筒设计为例,系统地介绍了一套简洁、高效的滚筒设计方法。该方法全面考虑了各截割参数之间的关系,并引入载荷校验环节,避免参数设计的盲目性。