超大采高采煤机高强度截割系统的研究

基于超大采高采煤机截割传动系统可靠性进行研究，借鉴大采高采煤机截割系统，研发适合超大采高高强度采煤机摇臂截割系统。对摇臂传动系统各级齿轮、轴承强度及寿命校核，通过优化参数，提升截割系统传动寿命|利用三维模拟建模及计算机辅助设计校核截割系统强度，在保证强度的前提下最大限度实现轻量化设计，降低截割系统自重，实现超大采高采煤机在8m以上煤层一次性采全高，采煤机摇臂安全、高效、可靠运行。     

透明工作面采煤机规划调高策略研究

基于透明工作面地质模型，提取规划截割曲线，制定采煤机调高策略是煤矿智能开采的核心；其中研究采煤机如何利用截割曲线实现高效截割是打通地质模型与综采设备智能联动的关键；采煤机通过控制摇臂进行规划截割，摇臂的控制是通过调节油缸的高度决定的，如何将透明地质模型的采高、俯仰角、倾伏角等参数转化为调节采煤机油缸高度的参数是实现透明工作面规划截割的关键。分析了基于透明地质模型的截割曲线规划原理，建立了透明工作面自动调高模型，分析了截割曲线与油缸调节高度之间的映射关系，并在此基础上进行了采煤机规划调高的工程应用，验证以地质模型指导采煤机规划调高的可行性。研究结果表明：基于透明地质得到的截割曲线能够指导采煤机实现高效采煤；从截割曲线计算得到的采高、卧底和坡度等关键参数可控制采煤机油缸的自动调高；在构建采煤机自动调高模型和分析相关影响因素的基础上，通过提高模型精度可达到精准控制油缸高度的目的，为实现透明工作面智能开采提供了坚实的技术支撑。     

截割电机纵向布置采煤机牵截部结构分析

为减少部件段数、紧缩机身长度、增加整机强度，将纵向布置采煤机的牵引部和截割部合为一个部件－牵截部。现就国内已批量生产的MG200－W型、MG300-AWI型和MG2×400－W型三种采煤机牵截部作一分析比较。1MG200－W型采煤机牵截部（图1）截割系统减速部分置于机壳内的煤壁侧，截割动力经上轴离合器由一级圆弧伞齿轮和一级直齿传动至摇臂内，再传递给滚筒。大小伞齿轮组均是从箱体端部及煤壁侧孔内装入。摇臂通过轴承支承于箱体内。为紧缩牵截部长度和增大摇臂支点跨距，摇臂轴径开一缺口。置于机壳老塘侧的牵引减速系统由小力矩高速油马…     

基于应变模态的采煤机摇臂振动特性及实验研究

为解决采煤机截割煤岩过程中摇臂在重载、强冲击下容易损坏的问题，以MG500/1130-WD型采煤机为研究对象，提出一种基于应变模态的采煤机摇臂振动特性辨识方法。利用Block Lanczos方法对摇臂壳体进行模态分析，获得采煤机摇臂前10阶固有频率，分析摇臂壳体与传动系统的2阶模态共振特性。根据实际截割工况，通过EDEM模拟获得截割滚筒三向截割载荷及三向截割阻力矩，使用ADAMS、EDEM、ANSYS对摇臂进行刚柔耦合动力学联合仿真，得到摇臂2阶应变模态固有频率为63.98 Hz,搭建摇臂应变数据采集系统，面向摇臂关键截面的应变响应进行截割实验，并对采集数据进行时域与频域分析。研究表明：应变模态分析与联合仿真所得摇臂2阶固有频率误差为0.52%,摇臂前2阶固有频率的模态分析与实验误差小于5%。应变模态分析方法可有效识别采煤机摇臂低阶固有频率和低频激励，为采煤机摇臂的振动研究提供新思路。     

大倾角大功率采煤机摇臂润滑及冷却设计方法研究

提出了一种超大采高采煤机大倾角、大功率摇臂多腔润滑结构及冷却设计方法。通过将摇臂分为高速润滑腔、惰轮润滑腔、行星润滑腔构成的多腔腔润滑结构,避免了大功率摇臂在大倾角状态下油液聚集引起的发热问题,降低了齿轮传动飞溅润滑高度,保证了可靠的润滑效果;精确控制润滑油加油量,减少油液搅动摩擦。同时在摇臂上布置冷却效率高、维修拆装方便的多组冷却器,进一步降低摇臂传动系统温度,提高了摇臂传动可靠性,对今后超大采高采煤机大功率、大倾角摇臂设计具有一定的参考意义。     

基于ANSYS的采煤机摇臂的有限元分析

由于采煤机工作条件恶劣,所以要求采煤机截割部摇臂壳体有足够的强度和刚度。利用三维软件Pro/E建立了采煤机截割部摇臂壳体的实体模型,导入有限元分析软件ANSYS后对其结构进行应力分析,获得了采煤机截割部摇臂的应力和变形状态,为采煤机截割部的进一步改进提供了依据。     

基于CAE热流耦合技术电牵引采煤机截割部冷却系统热平衡分析

对采煤机截割系统进行温度场分析,通过计算机模拟采煤机截割部温度场,并与采煤机截割部加载试验相结合,将摇臂加载试验结果作为热平衡分析的检验标准,最终实现在设计初期以计算机模拟为主,少量加载试验为检验标准的设计模式,并为优化摇臂冷却系统提供理论基础。     

超大采高采煤机摇臂润滑及冷却系统研究

针对超大采高大仰角状态下采煤机摇臂因存在润滑、冷却不良等,导致摇臂齿轮、轴承损坏的情况。对超大采高采煤机摇臂进行了优化设计,采用润滑腔多单元分隔结构的革命性设计,降低了油液飞溅高度|冷却器布置方式的创新升级及冷却水精准控制,保证了摇臂良好的润滑及冷却效果,提升采煤机摇臂在大采高工况条件下运行适应性、可靠性。     

基于MASTA的采煤机摇臂传动系统分析

在传统摇臂传动系统设计中，齿轮、轴承、花键、壳体等都是单独进行强度校核，没有考虑系统性刚性造成的相互影响。利用MASTA软件，在采煤机摇臂的方案设计阶段进行系统性建模分析，在考虑系统刚性的情况下进行强度校核，获得更为准确的传动系统分析结果，提高了摇臂的可靠性，缩短了设计周期。     

采煤机截割部刚柔耦合动力学分析与摇臂优化研究

以MG1000/2500-WD型采煤机为研究对象,根据采煤机截割部基本结构特征,构建采煤机截割部刚柔耦合动力学模型,从转速、加速度、啮合力、应力4个角度开展采煤机截割部仿真分析。根据仿真分析结果,获取采煤机截割部摇臂截割过程中应力云图以及关键点应力曲线,确认采煤机截割部摇臂的受力特点,再以此为基础实施摇臂优化设计,具体设计过程包括摇臂瞬态分析以及摇臂优化设计2部分。为验证所提出采煤机截割部摇臂优化设计的有效性,将优化设计应用于工程实践,最终确认优化设计具有一定的应用价值。     

滚筒式采煤机截割煤层过程中截割部的仿真分析

针对目前采煤机截割系统运动规律难掌控等问题,对采煤机截割煤层进行了仿真分析研究。构建了采煤机滚筒及截割部截割煤层力学仿真模型,然后以采煤机不同牵引速度为例对其进行仿真分析,研究摇臂上节点26767的x、y向位移及加速度以分析截割部在截割过程中的振动特性,这为全面掌控采煤机截割部的动力学特性奠定了研究基础。     

较薄及中厚煤层采煤机截割部的设计改进

针对采煤机截割部常出现的问题及故障,通过对截割部齿轮传动机构的强度、制造工艺及各传动件的受力进行分析,探讨总结了综采工作面采煤机截割部运行过程中出现的故障原因,提出对采煤机截割部进行改进设计,使采煤机截割部强度及工作可靠性有了很大的提高,也为今后较薄及中厚煤层采煤机截割部的结构设计提供参考依据。     

电牵引采煤机截割部摇臂瞬态动力响应分析

对摇臂壳体进行瞬态动力响应分析,可以得出摇臂壳体的相关动力学特性,建立基于NX.NASTRAN的采煤机截割部摇臂瞬态动力学模型。在对摇臂壳体进行模态分析的基础上,提取采煤机截割电机的截割电流,计算出一段时间内摇臂滚筒所受的截割阻力、侧向力和牵引阻力,并将这些力当作动载荷施加在滚筒的轴线上,通过瞬态动力响应分析,得出了摇臂在动载荷作用下摇臂壳体各关键部位的应力应变信息,以确认摇臂壳体在动载荷作用下的强度是否满足设计要求。     

AM—500采煤机截割部行星机构的测试分析

<正> AM—500型双滚筒采煤机总功率为2×375千瓦(共1000马力),采高可达4.2米,能采坚硬煤层。经大同矿务局四老沟矿使用表明,机械传动除因摇臂轴承损坏引起惰轮断齿外,行星机构使用情况良好。本文在测试验收的基础上对该机截割部行星机构的传动原理与主要参数,材质热处理,强度验算,精度与基准齿形及结构特点作一分析介绍。     

Stewart机构在滚筒采煤机摇臂加载中的仿真与探究

以往对采煤机截割部传动装置的检测,只限于扭转力矩的加载。为了更加贴近实际工况,需要在扭转力矩加载的同时施加推进阻力、截割阻力以及轴向力来对其进行功率、传动效率、温升、强度等测试。通过对Stewart并联机构的研究,针对滚筒采煤机摇臂测试中的相关问题,提出采用Stewart并联机构对其进行多载荷加载的解决方案。     

MG2×500-1150WDK采煤机截割部优化设计

对采煤机截割部进行改进设计,采用电动机-摇臂-行星齿轮传动-滚筒传动方式。在此方案中单级直齿圆柱齿轮减速和双级行星机构减速共同使用,这样可以大大简化截割部结构,且提高第1级小齿轮的使用寿命。     

基于多传感器的少人、无人工作面采煤机记忆截割的实现

根据采煤机记忆截割的基本工作原理,解析了采煤机采高控制中各参数之间的数学几何关系。通过测量各个主要参数的传感器的应用,可以实现用采煤机摇臂摆角参数替代多变的工作面倾角参数的少人、无人工作面采煤机的记忆截割功能。     

采煤机截割部刚柔耦合动力学分析

利用HyperMesh、ANSYS APDL、ADAMS之间的交互接口,建立了采煤机截割部的刚柔耦合动力学模型。将LS-DYNA仿真得到的滚筒载荷作为系统负载进行动力学仿真,得到了采煤机截割部传动系统工作过程中的动力学响应以及柔性摇臂的应力规律,通过对比纯刚体动力学仿真与刚柔耦合动力学仿真结果,分析了柔性摇臂对采煤机截割部动力学响应的影响。对采煤机截割部的优化设计具有重要的指导意义。     

灰色系统理论在采煤机记忆截割技术中的应用

为建立采煤机记忆截割技术中滚筒高度的三维空间分布模型,提高采煤机的记忆截割精度,在传统记忆截割技术的二维分布模型基础上,利用灰色系统理论和GM(1,1)模型,对采煤机滚筒在第三维(采煤机推进方向)上的高度进行动态预测,提出了一种灰色记忆截割技术。Matlab仿真结果表明:在相同的误差要求下,对比传统记忆截割算法,灰色记忆截割算法演算出的采高曲线更接近于理论采高曲线,同时灰色记忆截割技术使得调高次数减少了32.8%,因此灰色记忆截割技术能大幅度提高采煤机记忆截割的精度和实用性。     

MG500/1220-WD型采煤机截割部强化设计

摇臂截割部是电牵引采煤机的重要组成部分,是采煤机的关键部件和易损件,摇臂截割部的结构决定着采煤机的质量和使用效果。就其截割电机和摇臂壳体联接处螺栓经常折断的问题进行分析研究,并且对其强化设计,使该机的适应性、可靠性得到较大的改进。