采煤机螺旋滚筒的载荷模拟与分析

在对采煤机滚筒单齿受力分析的基础上,考虑到不同工况(牵引速度、滚筒转速、煤岩性质、截齿配置等)对载荷的影响,应用离散化的数值分析方法,通过MATLAB编制程序实例模拟了滚筒3个方向的瞬时载荷分布和力矩分布,并采用载荷波动因数评价了滚筒参数设置的合理性和工作的平稳性,为研究采煤机螺旋滚筒截割过程负载特性和滚筒科学设计提供了理论依据。     

采煤机滚筒随机载荷特性分析

提出了一种滚筒载荷的模拟方法。首先选用Goktan提出的截割阻力计算公式来计算滚筒的平均载荷,然后采用快速傅里叶逆变换(IFFT)的方法来获得满足给定功率谱和幅值服从正态分布的滚筒随机波动载荷,并将滚筒的平均载荷和滚筒随机波动载荷叠加作为滚筒载荷,最后选用某型采煤机对其滚筒载荷进行了模拟,所模拟的滚筒载荷考虑了实际滚筒载荷的功率谱和其幅值服从正态分布的特性,可以为采煤机设计、动力学仿真和测试提供较准确的载荷谱。     

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。     

基于有限元法的防跑车卧式缓冲器滚筒结构的强度分析

采用ANSYS对防跑车卧式缓冲器滚筒进行了有限元静强度分析,通过对滚筒定义单元类型、材料属性、进行网格划分,从而得到滚筒的有限元模型。载荷为滚筒上的钢丝绳绳圈对筒壳产生的径向压缩力与未缠绕到滚筒上的钢丝绳绳弦拉力,得出钢丝绳对滚筒的应力和变形分布规律。为防跑车缓冲器滚筒结构的进一步优化设计提供了理论依据。     

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。     

不同夹矸参数下滚筒载荷特性仿真研究

煤岩中夹矸的存在增大了采煤机开采难度,且夹矸的分布具有一定的随机性,为了研究不同夹矸参数下滚筒的载荷特性,利用Pro/E构建螺旋滚筒三维模型,导入EDEM离散元软件中建立滚筒截割煤岩的耦合模型,开展不同夹矸参数下滚筒载荷特性研究。结果表明：在数值模拟研究范围内,滚筒截割阻力均值和峰值均值随着夹矸厚度的增大而增大;滚筒截割阻力均值和峰值均值随着夹矸层数的增加而增大。该研究为复杂煤层工况下的滚筒截割提供参考。     

基于动态非线性模型的带式输送机滚筒有限元分析方法

滚筒是带式输送机的关键部件,关系到整个输送机系统的安全性和可靠性。建立了动态非线性加载模型,提出了动态非线性载荷作用下的驱动滚筒有限元分析方法,准确映射了滚筒工作中实际载荷状态,应用工程案例进行了验证,分析结果表明该方法精度较高,对提高滚筒的设计水平有重要的意义。     

焊点对于传动滚筒强度特性的影响分析

以带式输送机传动滚筒为研究对象,运用ANSYS Workbench有限元软件,对有无焊点时的传动滚筒进行强度分析,在软件中模拟给定载荷的工况环境,探究有无焊点时滚筒的强度变化情况。模拟结果表明,考虑焊点时传动滚筒的变形分布变化不明显,最大变形位置并没有变化,均在滚筒筒壳中间部分;而考虑焊点时传动滚筒的应力分布变化明显,最大应力位置从外短轴变为外长轴,为带式输送机传动滚筒参数优化提供了有利依据。     

采煤机滚筒截煤载荷的模拟

介绍采煤机截煤时滚筒受力的计算方法及为完成该计算而编制的软件系统──采煤机滚筒截煤载荷的计算系统。经滚筒截割人造煤壁的试验，证明该系统可以较准确地完成采煤机截煤时滚筒载荷的计算     

采煤机螺旋滚筒急速滚转控制稳定性分析

采煤机螺旋滚筒急速滚转控制稳定性直接影响采煤机的截割性能和作业效率。为此,以某类型采煤机为研究对象,导入采煤机螺旋滚筒基础信息,运算采煤机螺旋滚筒急速滚转控制条件下的载荷信息、截割比能耗、载荷波动系数、受载信息、截割功率。以A1类、A2类两种截齿分布不同的螺旋滚筒为例,计算两种螺旋滚筒的载荷信息、截割功率。研究结果表明,A2类螺旋滚筒急速滚转控制下稳定性最优;A2类螺旋滚筒在多个固有频率阶数下截齿稳定性最差;在多个情景中,A2类型螺旋滚筒在急速滚转控制时,夹矸坚固性系数、牵引速度对其稳定性存在直接影响,螺旋升角对其稳定性不存在直接影响。     

采煤机截割滚筒工况载荷仿真系统研究与应用

基于平均截割阻力模型,采用有效的仿真算法,匹配截割电机额定转矩,反推出煤岩阻抗强度和滚筒的整体受力情况。同时,在此基础上基于Matlab环境,开发了一套滚筒载荷仿真分析软件,并应用该软件对煤机MG710,MG500等不同机型进行了仿真计算。     

采煤机工作机构载荷模拟

通过对采煤机工作机构实际工况的分析,建立采煤机滚筒在复杂煤层条件下受力模型,并通过Matlab软件编写计算程序,求得滚筒瞬时负载时变曲线,同时将生成的负载导入到多体动力学软件ADAMS中,为研究采煤机截割部受力提供了理论依据,也为采煤机负载计算提供了新思路。     

采煤机滚筒的飞轮效应

分析滚筒截齿的载荷特点,揭示滚筒的飞轮效应。推导滚筒转动惯量的计算方法,找出影响飞轮效应的主要因素。     

采煤机截割滚筒工况载荷仿真系统研究与应用

在采煤机零部件的强度计算中,实际工况下截割载荷的确定尤为关键。准确的载荷是零部件有限元分析的前提和基础。国内常规的方法是通过对煤矿岩石样本的实验测试,获得相关对应的煤岩硬度情况,在此基础上计算截割阻力系数,得到单个截齿的截割力和扭矩。然而对企业而言,在实际产品的强度分析中广泛深入的对截煤理论的研究并不现实可行。     

矿井提升机卷筒结构有限元静力及疲劳强度分析研究

针对矿井提升机卷筒工作中常见的筒壳纵向轴向均开裂、筒壳径向开裂等故障,对卷筒的结构静力及疲劳强度作了有限元分析,按照卷筒实际工况施加载荷和约束,名义应力值经历1 000 000次循环,在2倍缩放因子下名义应力值再循环1 000 000次,得到卷筒的应力分布云图、强度安全系数云图、疲劳安全系数云图及疲劳寿命云图,直观地显示出卷筒在出现裂纹之前结构可承受的循环加载的持续时间。     

矿井提升机卷筒稳定性计算方法的探讨

卷筒是矿井提升机的主要承载部件,在卷筒设计计算中,不但要保证壳体的应力小于规定的许用值,也要保证壳体具有足够的稳定性而且稳定性往往更为重要。在提升钢丝绳均匀压力作用下,我们认为卷筒结构及载荷均是轴对称的,因而壳体的变形也将是轴对称的。     

采煤机滚筒瞬时负荷的分析与研究

根据采煤机滚筒截煤过程及其截齿受力状况的分析 ,研究了截齿处于截割断面的不同位置角时的滚筒瞬时负荷。在此基础上 ,提出了波动因数作为衡量滚筒负荷波动和工作平稳性的指标 ,建立了相应数学模型与计算框图 ,并通过实例演算 ,进行了滚筒瞬时载荷与负荷波动的计算机模拟。     

滚筒截齿配置对采煤机载荷的影响研究

从理论上分析了影响滚筒载荷频率波动的原因 ,利用模拟试验台对螺旋滚筒进行了截割试验 ,并对理论和实测的载荷谱进行了对比分析 ,为研究滚筒载荷的动态特性提供了依据