采煤机截割部电机扭矩轴断裂可靠性分析

扭矩轴是联接电机和传动系统的关键零件,采煤机受载过大时,扭矩轴在卸荷槽处折断以保护采煤机截割部。结合采煤机工况,利用ADAMS和ANSYS对扭矩轴进行分析,得到了扭矩轴最大剪切应力值、时刻和位置。基于刚柔耦合仿真结果,分析得到了扭矩轴Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型应力强度因子。基于可靠性理论,构建以应力强度因子-材料断裂韧度干涉公式,得到扭矩轴的断裂可靠度和断裂疲劳寿命可靠度。     

基于ANSYS的采煤机截割部扭矩轴有限元分析

以MG800/2000-GWD型采煤机截割部扭矩轴为研究对象,利用Pro/E软件完成U、V、I三种槽形的扭矩轴卸荷槽结构建模,采用静力学有限元方法建立3种槽形的扭矩轴静力学模型,利用有限元分析软件ANSYS Workbench分析得到同等条件下U形、V形、I形卸荷槽的应力云图,确定U形卸荷槽力学特性最优,为其他型号采煤机截割部扭矩轴的设计提供了参考依据。     

采煤机扭矩轴卸荷槽尺寸参数化设计

采煤机截割部电动机扭矩轴在采煤机工作过程中起着传递动力,弹性缓冲,过载保护的重要作用,通过在Ansys Workbench中建立采煤机截割部电动机扭矩轴的简化模型,并实现扭矩轴卸荷槽尺寸的参数化,再进行静力学有限元分析,得到受同一扭矩的不同尺寸下扭矩轴卸荷槽所产生的最大剪应力,再将数据进行MATLAB拟合,得到了扭矩轴卸荷槽不同尺寸与卸荷槽最大剪应力的函数关系,为采煤机扭矩轴卸荷槽的参数化设计提供了依据。     

王村煤业MG400/930-WD(3.3)型电牵引采煤机截割部扭矩轴优化设计研究

针对王村煤业MG400/930-WD(3.3)型电牵引采煤机截割部扭矩轴在截割电机负载超载情况发生断裂不能实现对截割电机保护的问题,本文提出了一种截割部扭矩轴设计优化方案。方案主要进行了扭矩轴材料选择、表面处理工艺改进以及卸荷槽的再设计,并对卸荷槽进行了参数试验,优化后的扭矩轴可以在电机超载时及时断裂,有效保护截割电机。     

基于响应曲面法的采煤机截割部扭矩轴优化设计

为了解决智能化采煤机在复杂工况下进行作业时,截割部负载变大,电动机容易发生损坏的问题,针对电动机保护元件扭矩轴进行结构分析对比,选择扭断效果最好的U形卸荷槽扭矩轴做为分析对象。选择卸荷槽深度、底端半径、轴向距离等参数,通过三维建模进行有限元分析。采用响应曲面法,对不同参数的扭矩轴仿真数据进行处理,得到最优的参数组合。研究结果可对采煤机截割部扭矩轴设计提供一定的借鉴。     

采煤机截割电机扭矩轴卸荷槽尺寸研究

国产采煤机截割电机扭矩轴在割支架顶梁或遇到岩石断层等过载情况下机械保护作用效果不好.通过对国外采煤机扭矩轴的结构和性能分析,结合使用工况、理论设计计算,应用有限元分析研究,确定卸荷槽尺寸;利用CAE技术分析对结果进行验证,并在产品中试用校验;最终得出适合功率的扭矩轴卸荷槽尺寸,从而探索一种设计截割电机扭矩轴卸荷槽尺寸的合理方法.     

二次曲线形卸荷槽采煤机扭矩轴有限元分析

利用Inventor软件对采煤机扭矩轴进行参数化建模,通过控制扭矩轴模型卸荷槽的二次曲线形方程参数,进行线性应力分析得到合适的扭矩轴卸荷槽开口形状。针对此参数下的模型进行模态分析,得到扭矩轴的固有振动特性,结果表明采煤机的扭矩轴工作时不会发生共振。     

基于Workbench的采煤机截割部扭矩轴有限元分析

采煤机截割部扭矩轴的卸荷槽是其实现过载保护功能的关键,传统的扭断实验设计方法周期长,费用高,因此采用有限元仿真的方法确定卸荷槽的形式。对扭矩轴的工作原理和状态进行分析,建立卸荷槽为U型、V型和I型的3种扭矩轴的三维模型,分别对其进行模态分析和静力学分析。模态分析结果显示,扭矩轴的固有频率都较高,不易与采煤机发生共振,静力学分析结果显示,U型卸荷槽对应的扭矩轴受到的应力最小,应力集中情况最弱,因此选用U型卸荷槽实现对电动机的过载保护。     

采煤机截割部保护装置的结构改进

传统的采煤机截割部保护装置采用扭矩轴结构,由于扭矩轴卸荷槽在设计之初已经确定,遇到井下煤层复杂地质条件变化时,扭矩轴断裂较为频繁,增加采煤机运行成本;另外扭矩轴损坏时,更换新的扭矩轴花费时间较长,降低采煤机开机率,影响工作面产煤量。针对此问题对原结构进行改进,保留扭矩轴离合功能,增加限矩器对采煤机截割部进行保护,改进后的结构省去扭矩轴折断更换时间,同时降低采煤机运行成本,提升工作面开机率,提高了经济效益。     

采煤机截割部刚柔耦合动力学分析

利用HyperMesh、ANSYS APDL、ADAMS之间的交互接口,建立了采煤机截割部的刚柔耦合动力学模型。将LS-DYNA仿真得到的滚筒载荷作为系统负载进行动力学仿真,得到了采煤机截割部传动系统工作过程中的动力学响应以及柔性摇臂的应力规律,通过对比纯刚体动力学仿真与刚柔耦合动力学仿真结果,分析了柔性摇臂对采煤机截割部动力学响应的影响。对采煤机截割部的优化设计具有重要的指导意义。     

薄煤层采煤机截割部壳体疲劳可靠性分析

截割部壳体作为采煤机的关键零件,其疲劳寿命可靠性对采煤机的可靠性有着重要的影响。基于刚柔耦合虚拟样机技术,构建了采煤机联合仿真平台。分析得到了截割部壳体的等效应力值为234.984 6 MPa,为疲劳寿命分析提供数据支撑。基于应力-强度干涉理论、对数正态分布、蒙特卡洛法和疲劳寿命分析方法,得到了壳体的疲劳寿命可靠度。分析滚筒转速和牵引速度对滚筒装煤率及疲劳寿命可靠度的影响,分析结果可为采煤机关键件的可靠性研究提供理论基础与数据支撑。     

掘进机截割部行星轴疲劳寿命分析

掘进机截割部行星轴作为掘进机传动系统的关键零件,掘进机所受的交变载荷对行星轴的可靠性和疲劳寿命有着重要的影响。构建掘进机整机的刚柔耦合虚拟样机联合仿真模型,仿真得到了截割部行星轴的等效应力、等效应力极大值的位置和应力变化规律。利用NSOFT（疲劳寿命分析软件）对一级行星轴和二级行星轴进行疲劳寿命分析,得到行星轴的疲劳寿命循环次数。     

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ADAMS采煤机截割部弹性扭矩轴动态特性研究

针对采煤机负载具有随机周期性的特性,选取了低频交变、高频交变2种典型载荷,依据等效转动惯量和刚度理论,基于ADAMS建立了采煤机截割部三维模型,分析了弹性扭矩轴对系统动态特性的影响,并从负载频率的角度对截割部的振动情况进行了研究。     

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。     

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.     

对采煤机截割部扭矩轴的改进研究

针对采煤机截割部扭矩轴存在剪切槽,容易损坏的缺点,提出了改进方案,对扭矩轴进行了改进。新的扭矩轴去掉了剪切槽,改为端齿结构,并设置了限位板。改进后,在采煤机截割部维护过程中,只需定期更换限位板即可,无需经常更换扭矩轴,节省了维护成本和维修时间。经过对改进后的扭矩轴进行理论上的分析论证,得出了改进方案是可行的。     

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。