论采煤机滚筒的维修创新

作为在普采、高档普采工作面从事自动采煤工作的滚筒采煤机,在长时间的截煤、割煤、落煤、装煤等生产工序中,滚筒承受着多种考验,截齿容易磨损,滚筒盖板容易遭受煤壁挤压和摩擦,螺栓容易被磨掉,内喷雾装置容易被脱落的煤块、煤矸石、金属件砸坏,很容易出现不吃刀和让刀等现象,导致采煤机出现故障。为了减少滚筒采煤机的故障发生率,有必要对滚筒采煤机进行创新改造。     

基于相似理论的采煤机模拟螺旋滚筒的设计

为研究采煤机自动调高,提出建立采煤机模拟截割实验装置,给出了模拟截割实验装置示意图.针对某型薄煤层采煤机,根据相似理论建立了模型与原型间相似参数的相似准则,确定了模拟螺旋滚筒相关参数数值,为螺旋叶片和端盘配置了截齿,使用SolidWorks建立了模拟螺旋滚筒各零件模型,经虚拟装配及干涉检查完成了模拟截割装置的螺旋滚筒三维建模,为采煤机模拟截割实验装置整机设计奠定了基础.     

基于离散元法的塔磨机数值模拟分析

利用离散元软件对搅拌槽内介质运动进行模拟,研究搅拌器转速、搅拌器直径、螺旋升角、介质填充率对磨机工作性能的影响。研究表明:在搅拌槽内,研磨力由下至上逐渐减小;在同一高度,环形区域的研磨力最大;当搅拌器直径、转速和介质填充率增大时,研磨力和功耗增大;当螺旋升角变大,研磨力减小而功耗增大。     

基于ARIZ的采煤机截割滚筒节能方案设计

TRIZ理论中的ARIZ算法主要用于解决复杂问题,ARIZ集成了TRIZ的多个工具,给出了从问题分析到方案解评价的整个流程.采煤机截割滚筒的节能方案设计是滚筒采煤机设计者的主要研究方向之一.介绍了滚筒采煤机工作原理和截煤、装煤过程,指出截割滚筒工作过程中存在能耗大的问题.通过Pro/InnovatorTM5.0软件对能...     

采煤机螺旋滚筒振动可靠性分析

为研究某型采煤机螺旋滚筒振动可靠性,根据实际工况模拟螺旋滚筒的瞬时冲击载荷,建立螺旋滚筒的有限元模型,对其进行振动模态分析,识别出主要模态参数和振型规律,发现截齿部位振动变形明显;建立了螺旋滚筒共振失效准则,结合可靠性灵敏度分析理论和BP神经网络,得到了滚筒结构参数,振动可靠性灵敏度,分析结构参数对振动可靠性的影响。结果表明,螺旋滚筒振动可靠度为0.999549。基于共振失效准则,将协同仿真技术与BP神经网络和可靠性灵敏度分析理论相结合,为采煤机螺旋滚筒的振动特性分析与结构设计提供理论方法和数据支撑。     

卫星式柔印机中心压印滚筒螺旋流道冷却性能研究

目的 探究卫星式柔印机在印刷过程中,中心压印滚筒内部冷却水流道结构对其冷却效果的影响。方法 以双层中心压印滚筒为研究对象,采用数值模拟方法分析螺旋流道内冷却水的速度场和外滚筒的温度场,并与无螺旋流道的中心压印滚筒进行对比;探究流道截面形状对滚筒表面轴向温差的影响规律。结果 有螺旋流道的滚筒的表面温度整体较低,且轴向温差(4.2 ℃)更小。在相同的入口流速条件下,横截面高宽比大的螺旋流道滚筒表面轴向温差更小。在入口冷却水流速为2.5 m/s的条件下,横截面高宽比为0.6的螺旋流道对应的滚筒表面轴向温差为2.46 ℃。结论 采用高宽比较大的矩形截面螺旋流道,有利于缩小中心压印滚筒表面的轴向温差,从而改善滚筒的冷却效果。     

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.     

硬质合金台阶钻结构参数及钻削工艺参数对CFRP开孔性能的影响

基于VMC850B立式加工中心和UltraPAC超声C-扫描仪,搭建了碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)钻削试验平台,探讨了台阶钻结构参数及钻削工艺参数对CFRP钻削过程中的钻削轴向力和分层因子的影响。结果表明,钻削工艺参数对第一段钻削轴向力影响较大,台阶钻结构参数对第二段钻削轴向力的影响较大;分层因子的大小与第一段钻削轴向力和第二段钻削轴向力有关,当第一段和第二段直径比d/D0.5时,分层因子主要与第一段钻削轴向力有关;减小分层的优水平组合为第一段直径2.8mm,第二段锋角95°,主轴转速7000r/min,进给速度2.5mm/s。     

右旋螺旋槽丝锥螺距的测量

本文分析了右旋螺旋槽丝锥轴向螺距、投影螺距、法向螺距、丝锥绕其轴线周向转角、螺纹升角、丝锥螺旋槽中径处的螺旋角之间的几何关系，介绍了右旋螺旋槽丝锥螺距的测量方法，该测量方法简单实用。     

用Lab VIEW分析采煤机滚筒转动惯量对振动的影响

采煤机滚筒在工况确定情况下,直径一般是给定的,但转动惯量是可以调整的。通过改变滚筒的筒毂和叶片厚度来增大滚筒的转动惯量,使滚筒起到飞轮的作用,贮存能量,稳定转速,降低机器的振动。并利用LabVIEW平台和数据采集卡,在质量和转动惯量增量已知的情况下,对振幅的变化进行量化,测试出转动惯量对振幅的影响。结果表明,当转动惯量约增大11 %时,振幅最大可减小9 %;当转动惯量约增大23 %时,振幅最大只减小约11 %。以此作为改变和叶片尺寸,减小采煤机滚筒振动的依据,可对滚筒进行综合设计,从而保证持采煤机工作的稳定性。     

综采工作面三机虚拟协同关键技术研究

针对当前综采工作面虚拟仿真数字化设计程度低、虚拟模型不可控、协同配套运行不匹配不协调的问题,在虚拟现实引擎Unity3D下,对综采工作面三机虚拟协同关键技术进行研究。建立了全景综采虚拟现实场景,重点对三机虚拟模型构建与修补、刮板输送机虚拟弯曲、采煤机虚拟运行行走和采煤机与液压支架相互感知等关键技术进行研究。以端部斜切进刀双向割煤方式为例进行分析,发现原型系统可以非常生动形象且真实地再现综采工作面三机的动态配套关系、姿态和性能等运行状况,并可根据不同的工况对采煤机牵引速度与液压支架跟机距离进行规划。本技术提升了综采虚拟现实的数字化设计水平,可以为综采工作面规划、分析与决策提供足够技术支持。     

滚筒采煤机液压拉杆受力分析

为了研究采煤机滚筒截割载荷对其机身上4根液压拉杆负载的影响,采用小位移变形协调原理和静力学平衡方程,建立了采煤机工况载荷下4根液压拉杆的受力模型,推导了拉杆的载荷公式,设定4根拉杆的初始预紧力均为500 kN,以滚筒和滑靴的实验测试载荷为输入,对拉杆受力模型进行了求解。结果表明：4根拉杆的变形量均值分别为3.164 2,1.934 8,2.353 8,2.248 8 mm;采煤机工作过程中4根拉杆载荷相差较大,其中煤壁区上侧拉杆的载荷最大,均值为536 578 N,采空区上侧拉杆的载荷最小,均值为449 991 N。最后通过实验对拉杆受力模型的准确性进行了验证,研究结果为采煤机液压拉杆的预紧力设定及寿命分析提供依据。     

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.     

Numerical study of forced axial segregation of binary density granular system in a split rotary drum

Driving and controlling the segregation in a rotary drum is both a theoretical and a practical challenge in powder technology. A novel horizontal split drum design composed of two reverse rotating sub-drums was explored to drive axial segregation of granular matter. DEM (Discrete Element Method) simulations were performed to study the particle dynamics and segregation performance of binary density particles in the split drum. Then, the effects of drum speed, the speed ratio of the two sub-drums, and the split position on the axial segregation were analyzed. It was found that true axial segregation occurred in the split drum and heavier particles tend to accumulate in the region near the split. An increase in drum speed can accelerate the segregation but it has no obvious influence on the final axial distribution of particles. The results obtained indicate when two sub-drums rotate at different speeds, the concentrated region of heavier particles moves towards the low-speed sub-drum. These findings could lead to new designs for a broad range of particle processing industries.     

Experimental study on influencing factors of axial clearance for scroll compressor

An experimental system of non-contact measurement has been established for a scroll compressor to analyze the influencing factors of axial clearance. Experimental method and installation for eddy current displacement sensors have been introduced in detail based on technical analysis. The output voltage input into a computer through analog oscilloscope is recorded by oscilloscope software. The axial clearance is calculated according to the relationship between the output voltage and displacement. The axial clearance is discussed under the influence of different rotary speed, temperature and position. The results show that the experimental schemes are reasonable to realize the detection of the dynamic axial clearance. Temperature and rotary speed are inversely proportional to the axial clearance. The effect of rotary speed on the axial clearance is more noticeable than that of the temperature. The axial clearance along the spread angle of scroll profiles is obviously fluctuating under the action of overturning moment.     

Numerical study of size-driven segregation of binary particles in a rotary drum with lower filling level

Discrete element method (DEM) simulations of size-driven segregation of binary particles in a rotary drum were conducted to investigate the influence of filling level, size ratio, and rotation speed on the segregation performance. Segregation experiments with different filling levels were used to verify the DEM model and analyze the influence of filling levels on segregation. The granular bed was divided into five layers to study the axial segregation in the rotary drum. The total velocity fluctuation was used to discuss the granular behavior from a mesoscopic perspective. A segregation index was adopted to quantify the segregation performance with different parameters. It was found that binary particles in the drum with different filling levels have different segregation patterns. A core of small particles was formed in the middle of granular bed for the case with a higher filling level, while there is no core formed for the case with a lower filling level. Results obtained indicate that the size-driven segregation in the drum with lower filling level increases with the increase of size ratio. Within the rolling regime, the rotation speed has little influence on the final segregation index of particles.     

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。     

调速型鼠笼式异步磁力联轴器的轴向力研究

调速型鼠笼式异步磁力联轴器即永磁调速器,它的力学参数、磁场分布对其传递能力及整个系统的稳定性与可靠性具有很大的影响,因此有必要对其工作时的轴向力进行深入研究.基于等效面电流法,推导出联轴器在低转差率下的螺旋进给/退出轴向力计算表达式;同时采用电磁场分析软件Magnet对其进行模拟分析,得到了不同啮合长度、不同转差率下的螺旋进给/退出轴向力值,并进行了对比分析.调速型鼠笼式异步磁力联轴器轴向力由完全啮合状态至脱离状态呈现先增大后减小的趋势;在相同输入转速情况下,转差率越大,轴向力越小,在脱离状态时趋于稳定值.这对于调速型鼠笼式异步磁力联轴器以及其它类型磁力联轴器的理论研究、参数设计与优化及其应用都有着一定的理论意义及实际应用价值.