基于ANSYS Workbench的采煤机截割部扭转刚度及角加速度分析

主要针对采煤机截割部行星齿轮扭转角加速度影响因素进行分析,借助AMESim软件构建截割部传统系统三维模型并对不同齿侧间隙情况下的齿轮副扭转刚度进行计算,通过仿真分析证明,传动系统齿轮间隙对于齿轮扭转角加速度会产生影响,间隙越大,扭转角加速度越大,为进一步优化改进采煤机截割部齿轮设计提供理论参考。     

采煤机截割部传动系统齿轮加工误差的动力学分析

针对加工误差而导致的齿侧间隙对采煤机截割部传动系统的影响,通过分析齿轮加工误差的成因,设计了齿轮加工误差分析流程,并得出了6组不同的齿侧间隙数据,以其中2组数据为例,运用MATLAB系统进行仿真。结果表明:在传动系统启动至正常运行阶段中,齿轮角加速度呈现非线性变化趋势,齿侧间隙大小与齿轮的角加速度成正比关系;在齿侧间隙相同条件下,距离电机越近,齿侧间隙对齿轮的角加速度影响越显著。仿真结果与实际情况较为一致,可以作为齿轮设计和改进优化的参考依据。     

采煤机截割部齿轮传动系统的非线性动力学分析与探讨

采煤机截割部齿轮传动系统最容易发生故障,齿轮啮合的齿侧间隙影响着齿轮的受力。以MGTY300/710-1.1D型采煤机截割部为研究对象,研究齿侧间隙为0、0.5 mm、1 mm时的受力,采用UG建立齿轮传动系统的三维模型,将三维模型导入Workbench中,利用工具箱对齿轮传动系统进行时域响应分析。仿真结果显示齿轮啮合过程中存在应力集中的现象,随着时间的增加,应力范围扩大;随着齿侧间隙的增加,齿轮受到的应力值增加,应力最终收敛,由此可知仿真结果是有效的。     

不同侧隙下采煤机摇臂齿轮传动系统的研究

针对采煤机摇臂齿轮传动装置的非线性振动情况,考虑齿轮传动系统与整机的扭振特性,完成了采煤机摇臂齿轮整体数学建模,分析了不同齿轮间隙与每个齿轮角加速度的关系。结果表明:要降低摇臂齿轮传动系统的扭振程度,应该缩小齿侧间隙,并缩小齿轮的加工及安装误差。     

电牵引采煤机截割部动力学分析

应用UG软件建立了某型号电牵引采煤机截割部的三维实体装配模型,然后把该装配模型导入到ADAMS中,建立了采煤机截割部的虚拟样机,并对其齿轮传动系统齿轮间啮合力进行了仿真计算,为采煤机截割部的设计和改进提供了依据。     

突变工况下采煤机截割部齿轮传动系统特性研究

为研究采煤机截割部齿轮传动系统在突变工况下的动力学特性,建立了截割电动机、齿轮传动系统和截割滚筒的采煤机截割部传动系统动力学模型。以电动机输出转速为驱动,以截割滚筒所受转矩为负载,研究了系统在稳定工况、截割负载突变和牵引速度变化情况下采煤机截割部齿轮传动系统动力学特性。结果表明:受负载转矩的影响,稳定工况下低速级行星齿轮部分受外部载荷直接作用,振动最大,随着传动链中阻尼的消振作用,高速部分齿轮副的振动逐渐减弱;截割负载突变和牵引速度的增加使传动系统中高速级齿轮的振动和受力明显加剧。     

不确定因素下采煤机截割部齿轮传动系统动力可靠性分析

针对采煤机截割部齿轮传动系统的工作可靠性低的问题,综合考虑齿轮副的物理参数、几何参数及外激励等因素的随机性,建立了采煤机截割部齿轮传动系统非线性动力学模型,运用变步长Runge-Kutta方法求解了系统的动态响应,通过概率疲劳累积损伤理论,建立了截割部齿轮传动系统的动力可靠度模型,并计算得出了各随机参数的变异性对系统及齿轮传动件的动力可靠度的影响,将计算结果与Monte-Carlo方法计算结果进行了对比,验证了方法的可行性,研究结果为采煤机截割部齿轮传动系统的可靠性优化设计提供了理论基础。     

基于振动与声发射融合的采煤机截割部故障诊断研究

采煤机截割部传动齿轮的工作状态影响着传动系统的工作效率。对齿轮故障监测与诊断进行研究,采用CATIA建立故障齿轮模型,利用仿真软件ADAMS与COMSOL仿真齿轮啮合瞬间产生的振动与声发射信号,对信号进行特征提取,采用BP神经网络对采煤机截割部齿轮故障进行诊断。仿真结果表明,振动与声发射融合对微小齿轮裂纹的识别具有较高准确性,对采煤机故障诊断具有一定的指导意义。     

采煤机变速截割传动系统动力学特性分析

为了克服传统采煤机截割传动系统恒速截割的缺点,提出了一种新型采煤机变速截割传动系统。采用集中质量法建立了包括截割电机转子和滚筒的变速截割传动系统平移-扭转耦合动力学模型,给出了模型中动力学参数的计算方法,并采用AMESim分析了该系统的动态特性。结果表明:设计的变速截割传动系统可以实现变频调速,调速时斜坡信号比阶跃信号对传动系统更有利;在阶跃负载下,无论是恒速截割还是变速截割,与传统采煤机截割传动系统相比,变速截割传动系统齿轮副接触力冲击较小。     

薄煤层采煤机新型截割部及其动态仿真

为解决薄煤层采煤机截割部挡煤和动态特性低的问题,在分析现有截割部结构形式的基础上,提出一种新型薄煤层采煤机截割部。该截割部将行星机构外置,放置于滚筒外侧,降低了滚筒筒毂直径,增大了叶片直径,提高了装煤效果。为保证截割部的动态特性,利用Pro/E和ADAMS对常用和该截割部进行仿真对比分析,并以行星架的输出扭转振动角加速度幅值为标准。研究结果表明,该截割部行星架输出扭转振动加速度小于常用截割部,波动较小,表明该截割部的动态特性较优。