基于截割特性的采煤机截齿优化研究

为了解决采煤机截割作业过程中截齿磨损严重、截割机构故障率高的问题,采用离散元仿真分析的方法对截齿截割作业时的截割特性进行了研究。结果表明,在截割前对煤壁进行预裂冲击的方案能够有效提升采煤机的截割效率。根据研究结果,提出在采煤机截割滚筒上设置冲击截齿的方案,将采煤机截割时的效率提升了14.2%,将截齿的使用寿命提升了78.4%,对提升井下截割效率和综采经济性具有十分重要的意义。     

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。     

采煤机综采时的截割深度对整机综合性能影响的研究

为了明确采煤机综采作业时的截割深度对整机综合性能的影响,采用离散元分析的方法对不同截深情况下采煤机的装煤性能、截割比能耗等方面进行研究。结果表明:当采煤机的截割深度为1 000 mm时,采煤机的装煤效率最高,同时降低综采作业时的截割深度有利于减少截齿磨损、减小损耗,提高截割效率。     

采煤机截割轨迹自动调控系统的研究

针对传统采煤机在进行综采作业时主要依靠作业人员人工控制采煤机的截割路径,存在控制效果差、截割作业时截割滚筒定位精度差、易出现触顶事故影响煤矿井下综采作业安全的现状,提出了一种新的采煤机截割轨迹自动调整控制系统。该系统采用了以记忆截割为核心的调整控制模块,能够自主规划采煤机综采作业时的截割路径,极大地提升采煤机在截割作业时的截割精确度和稳定性,显著提升煤矿井下的综采作业效率和经济性。     

不同运行参数对采煤机负载的影响分析

为了合理选择牵引速度,保证截割滚筒所受到的负载在整体趋势上保持一定的平稳性,从而优化采煤机的运行参数,实现煤矿的高效开采,通过对不同牵引速度下采煤机所受到的负载作用仿真分析可知,在牵引速度较小时,截割滚筒所受到的负载较小,截齿的工作能力没有充分发挥,采煤效率低;牵引速度过大时,截割滚筒所受到的负载较大,且存在较大的波动,容易造成截齿的磨损,甚至破坏.     

薄煤层采煤机截割部动态特性仿真研究

为研究某薄煤层采煤机截割部截割煤岩时的动态特性,建立了该型采煤机截割部的刚柔耦合模型,根据采煤机主要技术参数及其工作机构截齿排列方式,基于实际工况计算出截割韧性煤时采煤机截齿受到的瞬时冲击载荷,并将其作为外部激励施给模型进行仿真。通过仿真得到截割部的动态响应,发现了采煤机截割部设计上存在的问题:如滚筒在垂直方向上振动较为剧烈,摇臂壳体伸出端颈部动应力较大等;识别出系统的主要模态参数以及容易被激发的振型,发现滚筒及壳体模态动能较大。根据仿真结果对壳体进行了局部结构改进,改进后壳体的力学性能得到显著改善,提高了壳体工作的可靠性。     

采煤机截割参数对截齿受力情况的影响研究

针对某煤炭企业服役中的采煤机存在振动的问题,采用仿真计算的方法,完成了采煤机截割滚筒半径尺寸、工作过程截割滚筒牵引速度和截割滚筒转速变化对截割力的影响规律分析.结果表明,采煤机截割滚筒半径尺寸的变化对滚筒截割齿的作用力影响较小,截割滚筒工作时牵引速度和旋转速度的变化对滚筒截齿作用力影响明显,采煤机工作过程中出现振动问题...     

综采工作面采煤机滚筒叶片磨损问题研究

为确保综采工作面采煤机设备高效开采生产,从煤矸性质、采煤机运移速度、滚筒截割速率以及叶片螺旋升角等方面来分析对采煤机滚筒叶片磨损情况造成的影响,通过控制这些参数的值来降低采煤机滚筒叶片磨损效果,达到了延长维护周期、提高采煤机截割效率的效果。     

矿井采煤机螺旋滚筒截齿关键参数优化设计研究

采煤机由螺旋滚筒切割煤炭物料,螺旋滚筒的结构影响着切割性能及效率.因此,通过有限元仿真技术方法,对截齿的安装角度及截线距两个关键参数进行优化设计,提高螺旋滚筒对于煤炭的截割效率并且延长截齿的使用寿命.通过仿真计算得出,截齿安装角度为45°和截线距为70 mm的截割比能耗最优.研究成果可为采煤机螺旋滚筒在实际工程中的应用提供理论依据.     

滚筒截齿对采煤机截割部工作可靠性的影响研究

运用MATLAB软件编制了含硫化铁结核工况下的采煤机滚筒瞬时负载变化规律生成程序,并模拟采煤机滚筒缺齿时的瞬时负载情况,发现缺齿时滚筒受力增大22.37%,载荷波动系数平均增大21.63%。利用ADAMS、ANSYS软件建立采煤机截割部刚柔耦合虚拟样机系统,将得到的两套滚筒瞬时负载文本文件分别导入到虚拟样机系统中进行仿真,分析出滚筒缺齿对采煤机截割部影响巨大,甚至导致截割部行星传动系统的强度、动态刚度不足,进而影响采煤机使用寿命。     

基于LS-DYNA的采煤机截割特性研究

针对现有采煤机截割机构工作时振动、冲击大,截齿磨损严重、截割机构受冲击易损坏的难点,建立了采煤机截割机构工作时的受力数学模型,利用LS-DYNA分析软件建立了采煤机截割机构工作时的仿真分析模型,并根据实际情况对其工作过程进行了仿真分析。结果表明:在旋转角度为14°情况下采煤机截割机构具有最佳大截割特性,为采煤机截割机构工作旋转角度的确定提供了理论依据,极大地提升了采煤机工作时的稳定性和使用寿命。     

基于MATLAB的采煤机驱动系统速度调节特性研究

由于采煤机截割滚筒在进行调速时会导致传动不稳、抖动等情况,因此,利用MATLAB仿真分析软件建立了采煤机驱动机构的耦合动力学模型,对其驱动系统的速度调节特性进行研究,针对性地制定了提升采煤机综采作业效率的方案。结果表明:当截割阻力大时采用联合调速方案能够在确保工作安全性的前提下最大程度提升综采作业效率,当截割阻力较小时采用截割滚筒调速的方案能够确保在工作安全性的前提下最大程度提升煤井下的综采作业效率。     

基于LS-DYNA的不同工况下采煤机截齿的冲击特性研究

在采煤机截齿单载荷冲击研究理论的基础上,建立了采煤机截齿的受载冲击动力学模型,以截齿切入煤层的截割角以及截齿截割时的速度为变量,利用LS-DYNA仿真分析软件对不同工况下采煤机截齿的冲击特性进行了研究,结果表明:随着截割滚切入煤层时的速度的增加,作用在截齿运动反方向上的截割阻力逐渐降低,而截齿的截割角越大作用在截齿上的截割阻力就越大。     

连续采煤机截割滚筒的运动学分析

介绍了连续采煤机截割滚筒的运动方式与截齿运动的理论模型,并以某一进口连续采煤机为例,对连续采煤机中截齿的运动轨迹、截齿加速度与速度的仿真研究进行实例分析,以期为选择合适的截割滚筒和提高采煤机的设计质量提供参考。     

基于Nastran的采煤机截齿疲劳寿命分析及优化

为提升采煤机截割机构截齿的使用寿命采用Nastran仿真分析软件,在截割机构承受切向截割阻力情况下,对采煤机截齿不同安装角度下疲劳寿命的影响进行了分析,结果表明当采煤机截齿在截割滚筒上的安装角度为45°时具有最优的使用寿命和稳定性。     

采煤机滚筒截割动力学研究

采煤机滚筒截割性能对煤矿开采有着重要的影响,为了对采煤机滚筒进行优化,通过分析截齿与煤壁间的相互关系,研究不同截割角度下截齿的截割状态,同时给出了截割阻力随截割距离的变化规律及截割阻力随截割线速度的变化规律,为采煤机滚筒的优化提供一定的理论指导。     

采煤机导向滑靴耐磨性能工艺改进

导向滑靴是采煤机的重要零件,采煤机工作时由煤壁侧的两组支承组件和老塘侧的两只导向滑靴分别支承在工作面输送机上。行走箱（见图1）中的行走轮与输送机的强力齿轨相啮合,由装在两行走箱上的导向滑靴导向,当行走轮转动时,采煤机便骑在工作面输送机上行走,同时截割电动机通过截割机械传动装置带动滚筒旋转,通过强力截齿完成落煤及装煤作业。当滑靴导向面磨损严重时,致使导向性不好,行走轮与销排不能正常啮合,造成行走轮快速磨损或断齿。严重时采煤机会脱离运输机,使采煤机不能工作。     

采煤机截割滚筒防碰撞监控系统的应用研究

针对煤矿井下采煤机在人工控制情况下易出现截割滚筒和采煤机护帮板相碰撞,影响煤矿井下综采作业效率和综采作业安全情况的问题,提出了一种基于机器视觉检测技术的采煤机截割滚筒防碰撞监控系统。对该系统的整体结构、监控设备布置、防碰撞控制操作等进行了分析,结果表明:利用护帮板视频监控方案实现对采煤机截割滚筒截割状态的调节,可有效避免截割滚筒和护帮板的碰撞,极大地提升了煤矿井下综采作业的安全性。     

基于NSGA-Ⅲ算法的采煤机滚筒优化设计及系统开发

为了提高采煤机滚筒的工作性能和设计效率,综合考虑采煤机滚筒尺寸约束关系及性能指标,提出了以装煤效率、截割比能耗和载荷波动为优化目标,叶片厚度、叶片螺旋升角、叶片头数、同一截线上的齿数和截齿安装角为优化变量的采煤机滚筒优化模型。采用NSGA-Ⅲ算法对提出的有约束多目标采煤机滚筒优化模型进行寻优,利用MATLAB开发了采煤机滚筒优化设计系统,以某公司截割实验的煤岩参数、工况条件为输入,通过采煤机滚筒优化设计系统得到滚筒最佳设计方案,该滚筒相对于MG500/1130WD采煤机滚筒,装煤能力提高了12.7%、截割比能耗降低了8.0%、载荷波动系数减小了20%。结合CAD技术以及初始图形交换规范（IGES）形成了完整的采煤机滚筒三维虚拟模型。     

采煤机截割传动系统动态特性的研究

采煤机是依靠驱动电机通过传动系统控制截割机构进行煤炭切割、落煤作业的机械设备,其工作的可靠性和稳定性直接关系到煤炭生产企业的经济效益。采煤机的截割传动系统作为执行电机输出力矩的传动机构,在工作中极易受到截割滚筒上传递的不稳定冲击载荷的作用,导致采煤机的截割传动机构受冲击损坏,严重影响井下综采面的综采作业。为了避免采煤机在井下作业时因煤层硬度不均、煤炭中夹杂的硬物作用下导致作用在截割机构上的冲击载荷突变所导致的传动机构损坏事故,提出了基于DTC控制的采煤机截割传动控制系统,对该控制系统下采煤机工作时的动态特性进行了仿真分析,结果表明该控制系统能够显著降低作用在传动系统上的冲击载荷,极大提升了采煤机的使用寿命。