采煤机行走部的设计

采煤机的行走部是高产高效大功率采煤机的关键部件,其部件设计的优劣直接影响采煤机使用可靠性,结合MC400／940---WD型电牵引采煤机行走部机构,简要地阐述了采煤机行走部的设计。     

齿轮副动态啮合特性的接触有限元分析

齿轮副动态啮合特性对齿轮系统振动机理研究及动态设计都具有重要意义,而它又与齿轮副啮合位置变化、受载弹性变形及滑动摩擦等因素密切相关。本文首先建立了精确的啮合齿轮副有限元分析模型,并在此基础上提出了一种可综合考虑齿轮副连续弹性啮合过程中多种影响因素的接触有限元分析方法。然后,利用本文提出的方法分别研究了考虑滑动摩擦、齿廓修形及时变刚度等因素的齿轮副低速和高速工况下连续弹性啮合过程的动态啮合特性。研究表明：本文提出的分析方法不但可以有效研究由滑动摩擦引起的节点冲击激励,以及齿廓修形设计对齿轮副啮入、啮出冲击激励的影响,而且还能有效分析具有时变刚度激励的齿轮副参数振动响应特性,可为齿轮副动态啮合特性分析提供有效的分析工具。     

电牵引采煤机行走部设计

本文主要介绍了行走部壳体与滑靴的加工与机构设计,以及齿轮材料选取与结构设计。     

液压牵引采煤机牵引部常见故障的分析与处理

对煤矿液压牵引采煤机工作中常见的原因及处理方法进行了总结,为今后牵引部故障的诊断和排除提供了可靠的依据。     

液压牵引采煤机牵引部常见故障的分析与处理

对煤矿液压牵引采煤机工作中常见的原因及处理方法进行了总结,为今后牵引部故障的诊断和排除提供了可靠的依据。     

行星齿轮箱太阳轮故障动态啮合周期特性

与定轴齿轮箱相比,行星齿轮箱内部齿轮副复杂的相对运动所引发的振动响应更加复杂多样,因而对其关键部件进行故障诊断颇具挑战。当内部轮齿发生故障时,由于故障啮合位置的动态性引起传递路径的时变性,固定在系统箱体上的单个传感器观测到的故障信息强度亦将呈现不规则变化的独特性。若想恰如其分的利用这些故障信息实现简单而有效的诊断,需重点关注故障啮合位置的周期特性,而后基于该周期所观测的信号进行“统筹兼顾”的分析,便可突显出各类故障的差异性。该研究在深入研究行星齿轮系统内部齿轮副的运行规律的基础上,创新性的提出了确定太阳轮故障动态啮合位置周期的方法,并考虑了以下两种情况:行星轮各不相同;行星轮完全相同。基于上述两种情况分别推导出太阳轮和行星架所需的最小旋转圈数的一般性表达式,该表达式可用于计算齿圈固定型的行星齿轮箱中的太阳轮故障啮合位置的运动周期。最后通过实验提出并验证了基于上述周期的故障诊断最小数据长度。     

电牵引采煤机制动运行分析

大倾角工作面下采煤机运行与制动力的关系,电磁调速电牵引采煤机制动运行的特点,并说明了电磁调速采煤机制动运行方式。     

惯性载荷对螺旋锥齿轮动态啮合特性的影响研究

根据动力学原理和Lagrange乘子约束,考虑惯性载荷对螺旋锥齿轮动态啮合分析的影响,提出一种新的有限元分析模型,分析惯性载荷对螺旋锥齿轮动态啮合特性的影响规律。计算结果表明,随着惯性载荷增大,齿面接触力也随之增大;惯性载荷对于啮合区宽度、齿面接触应力及最大应力位置均有影响。因此,惯性载荷对于螺旋锥齿轮动态啮合分析是必须考虑的因素。     

采煤机大倾角爬坡试验行走曲线的设计与运动分析

为了解决采煤机在煤层倾角大于20°的工作面采煤工作时经常出现牵引力不足,制动效果不好,采煤机在停机和开机时溜坡下滑等问题,太重煤机有限公司自主设计、建造了大功率采煤机爬坡试验设施用于大功率大倾角采煤机爬坡试验基地。本文主针对采煤机爬坡试验行走曲线和采煤机制动器失效后的运动分析及试验安全防范方面的问题进行了一些论证和探讨。     

混合弹流润滑下内啮合直齿轮动态特性磨损退化研究

针对现有磨损计算方法难以求解混合弹流润滑下内啮合齿轮磨损的问题,提出了黏着磨损与弹流润滑耦合的计算模型.根据弹流润滑理论计算油膜刚度,并将油膜刚度、齿面接触刚度以及承载系数结合构建了混合弹流润滑条件下的综合刚度模型以完善动力学模型.为深入分析混合弹流润滑下动态啮合力与磨损量之间的关系,将累加的磨损量作为齿侧间隙代入到动...     

准双曲面齿轮动态啮合性能的有限元分析研究

研究准双曲面齿轮动态啮合有限元分析模型的构建方法,建立了合理的有限元模型。基于接触动力学的基本理论和显式有限元分析方法,对准双曲面齿轮的动态啮合性能进行了研究,得到啮合接触冲击特性、齿面接触区域、齿面接触应力及齿根弯曲应力等在轮齿动态啮合过程中的变化规律。以转速和负载两个典型的工作条件为变量,建立对比分析模型,研究转速和负载对准双曲面齿轮动态啮合性能的影响。转速对准双曲面齿轮动态啮合性能影响显著,而负载对准双面齿轮的动态啮合性能影响则跟转速有关,随着转速的增大,相同的负载变化对动态啮合性能的影响逐渐减弱。     

采煤机液压调姿牵引机构的力学特性与设计

为改善采煤机整机受力状态、优化导向滑靴导向支撑方式、降低牵引机构故障率、增强采煤机工作的安全性和可靠性,针对传统采煤机牵引机构特点,提出一种采煤机液压调姿牵引机构.给出了主要结构参数的设计计算方法,建立了液压调姿牵引机构的力学模型,确定了牵引机构传动箱壳体摆角范围为0~10°和实现机身调姿范围为0~30mm,并分析了牵引负载变化对液压调姿牵引机构主要设计参数的影响.结果表明:当支撑点分别处于最高(θ=0°)和最低位置(θ=10°)时,牵引负载和油液可压缩性引起的相应牵引传动箱壳体摆动角度最大变化量分别为0.178°和0.0754°,支撑点高度最大变化量分别为0.009 5mm和0.447mm.研究表明,机身姿态受牵引负载变化和油液可压缩性共同作用的影响较小,液压调姿牵引机构可以满足对外负载变化的刚性需求.研究结果为采煤机液压调姿牵引机构的工程应用设计提供理论基础.     

一种机械系统动力学响应分析方法

 为了动力学响应分析的通用性及简便性,提出一种新的动力学响应分析方法.将机械系统分解成有序单开链单元,按其正序首先在约束度小于0的单元进行虚拟赋值,然后在其他单元依次进行运动分析,最后可得到维数最低的运动学方程.基于虚功原理导出动力学响应方程通式,对广义速度与广义加速度特殊赋值后通过序单开链法可求出响应方程的各系数,从而确定动力学响应方程.该动力学响应方程的维数等于机械系统自由度,形式简洁,便于求解,平面三自由度并联机构的实例表明了该方法的有效性.     

采煤机截割部建模与动力学仿真研究

采煤机工况恶劣,载荷复杂,使得基于物理样机的试验危险性大且代价昂贵,而利用虚拟样机技术进行建模与仿真研究可以在物理样机产生前对产品的性能进行全面评估,从而获得系统级优化的产品.建立了采煤机截割部刚柔耦合虚拟样机,剖析了基于Pro/E建立三维实体模型、MATLAB模拟滚筒所受冲击载荷、ANSYS制作模态中性文件、ADAMS设置仿真参数等若干关键技术问题,大大提高了基于Pro/E,ANSYS,ADAMS和MATLAB等软件进行多领域建模和仿真的可操作性,对于研究多体系统工作的可靠性具有重要价值.     

激励与滚筒振动耦合下采煤机动力学特性分析

为了研究采煤机截割过程中的动力学特性及其对截割载荷的影响,采用含滚筒振动量的锋利截齿截割阻力模型描述滚筒截割载荷,采用含间隙齿轮啮合模型描述行走轮驱动载荷,采用库伦摩擦模型描述平滑靴摩擦载荷,建立了采煤机整机五自由度动力学模型,利用ode45对模型求解.结果表明:当煤岩硬度f=3,行走速度为3m/min时,采煤机右摇臂振动幅值约为0.8×10~(-4)rad,左摇臂振动幅值约为0.4×10~(-5)rad;机身振动速度在-1.4~+1.4mm/s间波动,右、左摇臂的振动角速度分别在-1×10~(-3)~+1×10~(-3) rad/s和-4.5×10~(-4)~+4.5×10~(-4) rad/s间波动;通过对比考虑滚筒振动和未考虑滚筒振动时的截割载荷,表明滚筒的振动有利于对煤岩的截割;对右侧摇臂的振动量进行了实验测量,其大小及波动范围与仿真值较为接近,说明采煤机的动力学模型具有一定的准确性.     

滚筒式采煤机煤岩截割力学特性及测试系统研究

为实现采煤机在煤岩截割过程中滚筒载荷受力的测试与分析,现场建立等比例大型采煤机力学特性分析研究实验平台,采用等效结构惰轮轴传感器测试方法,针对滚筒式采煤机在煤岩截割过程中采煤机滚筒载荷变化进行实时动态在线监测,采用无线信号发射装置实现测试数据的实时传输。现场截割实验结果表明,在采煤机截割煤岩过程中,滚筒x,y,z三向上的载荷峰值差分别为29.941,17.459和7.371kN,载荷变化显著,测试结果符合现场实际工况,为实现采煤机煤岩动态识别以及自动调高控制提供了重要的理论和数值依据。     

斜切状态下滚筒采煤机液压拉杠力学分析与寿命预测

为了研究液压拉杠在恶劣工况下的力学性能,首先对滚筒采煤机整机进行载荷分析,计算在斜切状态下滚筒和滑靴处的载荷情况,然后利用计算结果对液压拉杠进行力学分析,研究在不同煤层倾角和俯仰角下各液压拉杠的拉力变化情况.利用Workbench分析了受载严重液压拉杠的有限元应力分布,并基于疲劳累积损伤理论,对液压拉杠进行了疲劳寿命预测.研究结果准确地反映了液压拉杠在实际工作时的力学性能,为采煤机的设计计算及实际生产研发提供了理论依据,也对同类元件的进一步研究有一定的参考价值.     

空间站展开机构的失谐动态响应分析

考虑了动力失谐、质量失谐和摩擦失谐三种常见失谐现象,研究了空间站展开机构的失谐动态响应。利用多柔体系统动力学方法,在机械系统动力学自动分析(ADAMS)仿真平台下建立了空间站柔性展开机构的失谐模型,并用重要度抽样方法随机抽取失谐量,然后进行机构动学仿真,得到机构的失谐动态响应并进行统计。仿真研究证明,该方法可用较少的计算时间得到柔性展开机构的失谐动态响应随机分布特性。     

Voxel‐based meshing and unit‐cell analysis of textile composites

Unit‐cell homogenization techniques are frequently used together with the finite element method to compute effective mechanical properties for a wide range of different composites and heterogeneous materials systems. For systems with very complicated material arrangements, mesh generation can be a considerable obstacle to usage of these techniques. In this work, pixel‐based (2D) and voxel‐based (3D) meshing concepts borrowed from image processing are thus developed and employed to construct the finite element models used in computing the micro‐scale stress and strain fields in the composite. The potential advantage of these techniques is that generation of unit‐cell models can be automated, thus requiring far less human time than traditional finite element models. Essential ideas and algorithms for implementation of proposed techniques are presented. In addition, a new error estimator based on sensitivity of virtual strain energy to mesh refinement is presented and applied. The computational costs and rate of convergence for the proposed methods are presented for three different mesh‐refinement algorithms: uniform refinement; selective refinement based on material boundary resolution; and adaptive refinement based on error estimation. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.