薄煤层采煤机截割部可靠性分析

利用MATLAB、Pro/e、ANSYS、ADAMS四款软件联合构建了某煤机公司的薄煤层采煤机截割部刚柔耦合仿真环境,对摇臂系统进行多体动力学与运动学仿真,并对壳体进行了强度分析,根据分析结果对壳体的结构进行了优化,为提高该产品的可靠性提供了依据,降低了新产品的研发成本与时间。     

薄煤层采煤机截割部可靠性分析

结合"含硫化铁矿结核体薄煤层采煤机截割部可靠性研究"项目对采煤机截割部液压调高系统和壳体工作的可靠性进行了研究.利用Pro/E、MATLAB、ADAMS、ANSYS、NSOFT构造的协同仿真环境,对摇臂系统进行多体动力学与运动学仿真;基于ADAMS/Hydralllic对截割部液压系统进行了溢流压力校核并对壳体进行了强度分析,根据分析结果对壳体的结构进行了优化;并对优化后的壳体进行了疲劳寿命分析,保证了全国首例富含硬结核体的薄煤层采煤机的成功研制.     

矿井采煤机截割部外壳的可靠性研究

介绍了截割部壳体的三维实体建模,对截割部壳体瞬时负载进行计算,并对截割部壳体进行可靠性及疲劳寿命分析,分析后对截割部壳体进行结构优化。     

采煤机截割部动力学特性及可靠性研究

以煤岩截割理论为依据,模拟了截割过程中滚筒的负载特性;以多柔体动力学为理论依据,建立了截割部的刚柔耦合模型,通过Adams对调高过程进行模拟,得到各铰耳处的负载响应情况;并利用Workbench得到了调高过程中铰耳受力最大时摇臂的应力分布情况;以线性累积损伤法则为理论依据,利用Workbanch对摇臂的疲劳寿命进行估算,验证了可靠性分析及负载响应分析的结果。为研究采煤机截割部的动力学特性及可靠性提供了新的方法。     

基于卷积神经网络的采煤机截割部减速器故障诊断研究

在对采煤机截割部的减速器进行故障诊断过程中,存在故障特征提取困难及诊断模型泛化能力弱的问题,针对这一问题,提出了一种基于卷积神经网络的减速器故障诊断方法。首先,通过快速Kurtogram算法提取了变工况下减速器齿轮的健康、疲劳点蚀、轻度磨损、重度磨损、齿面裂痕、断齿几种振动谱峭度;然后,对谱峭度作像素归一化后进行了灰度处理,将结果输入到构建好的结构层数为2层卷积-池化层的卷积神经网络,采用自适应学习对模型进行了训练,并将最后全连接层的输出结果作为故障特征;最后,结合某减速器的结构原理搭建了故障诊断实验台,采用Tensor Flow平台对所提模型进行了编程,对模型的识别率和特征可视化结果进行了评估。研究结果表明:该方法对减速器的故障识别率在99%以上,解决了传统方法中特征提取繁琐和不同故障特征间的耦合问题,为采煤机截割部减速箱的故障智能诊断提供了新的思路。     

采煤机截割部行星架可靠性设计

为提高采煤机截割部行星架在复杂煤层赋存条件下的工作可靠性,以MG400/951-WD型号采煤机为研究对象,基于破煤理论,利用Matlab得到含坚硬夹矸的复杂煤层赋存条件下采煤机螺旋滚筒的冲击载荷,结合刚柔耦合虚拟样机技术建立以截割部行星架为柔性件的采煤机刚柔耦合虚拟样机模型,仿真发现了行星架应力集中区域。基于可靠性灵敏度设计理论、可靠性稳健设计理论和性能退化理论,分析行星架设计变量对渐变可靠性灵敏度的影响,构建行星架多目标优化设计状态函数,利用改进粒子群算法,得到设计变量最优解。结果表明,优化后的行星架最大应力下降56.388%,设计变量灵敏度趋于零,行星架关注区域更加稳健,行星架可靠性得到提高。将刚柔耦合虚拟样机技术与可靠性灵敏度设计理论、可靠性稳健设计理论、性能退化理论和改进粒子群算法相结合,提出一种协同刚柔耦合虚拟样机动态可靠性设计方法,对机械设备传动机构的可靠性分析与设计具有重要工程应用价值。     

采煤机截割部截割煤层仿真研究

为充分掌握采煤机截割部在实际生产中所承受载荷的动态变化情况,降低采煤机生产振动,提升其使用寿命,以MG300/7000-WDK为例,基于LS-DYNA软件建立有限元仿真模型,对不同牵引速度和旋转速度下的截割部截割煤层的动力学特性进行仿真分析,为采煤机截割部生产时牵引速度和旋转速度的控制提供依据.     

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。     

采煤机截割部故障诊断技术研究

以MG200/500采煤机为研究对象,对其截割部的故障进行判断。为解决振动信号采集困难的问题,在分析采煤机截割部故障类型及原因的基础上,分析了采煤机截割部振动信号的采集设备及信号处理原理,为其故障诊断奠定了理论基础。     

采煤机截割部工作稳定性研究

为研究采煤机截割部的工作稳定性,利用Matlab、Pro/E、ADAMS和ANSYS联合构造的仿真平台建立截割部的刚柔耦合动力学模型。基于ADAMS/Vibration模块对采煤机截割部进行强迫振动分析,获取系统主要模态能量分布及各阶模态的动态响应特性,对壳体的振动特性及其对传动系统的影响进行分析。分析结果为改进采煤机截割部设计、提高其工作稳定性提供了依据。     

采煤机截割部过载保护方式研究

分析采煤机的截割部过载保护的方式,阐述限扭矩联轴器的内部结构、运作原理以及设计原理,提出使用限矩器替代渐开线花键扭矩轴过载保护的2种方案。该方案适应性强,结构简单紧凑,降低煤矿设备故障发生率和维护成本。     

采煤机截割齿轮传动系统的可靠性研究

以采煤机截割齿轮传动系统为研究对象,基于应力-强度干涉理论,利用变异因数法建立采煤机截割齿轮传动系统动态可靠性模型,对采煤机截割齿轮传动系统的可靠性进行研究。在研究中,应用MATLAB软件分析齿轮内部激励对采煤机截割齿轮传动系统可靠性的影响,并通过试验验证分析结果,为采煤机截割齿轮传动系统的可靠性优化提供参考。     

采煤机截割部设计探究

煤矿产业为我国经济发展做出了重要贡献,采煤机是煤炭生产的关键设备,对加速我国经济发展发挥了重要作用,煤炭企业为实现提高煤炭的开采效率、增加开采量,不断对开采机进行改革创新。以我国某中厚层煤的开采为例,通过分析采煤机截割部的设计,确定了采煤机的转动齿数和传动比,通过计算得出截割部转动轴的扭矩和功率,采煤机截割部优化设计的实现不仅对采煤机截割部的工程研究具有理论意义,也将促进我国煤炭企业的发展。     

采煤机截割系统壳体设计可靠性研究

通过对采煤机截割部件进行受力分析,用三维制图软件SolidEdge建立了采煤机截割系统壳体三维模型,并对工况下截割系统壳体进行了仿真分析;针对仿真结果进行了应力分析,并对应力集中点加强板进行了改进,同时对截割系统中壳体铸造材料的机械性能进行了说明,从受力情况和材料性能两方面进行了壳体设计可靠性的研究。     

基于MFC-ANNs的采煤机截割部齿轮分析

为对采煤机截割部齿轮进行创新设计与研究,建立了采煤机摇臂系统的刚柔耦合虚拟样机模型,研究其齿轮系统热平衡过程,确定温度载荷和边界条件,加载动力学仿真软件Adams输出的不同工况的载荷文件。应用有限元软件Ansys对齿轮进行了温度-结构耦合分析,得到了齿轮的温度场及结构场云图。将多场耦合(MFC)与神经网络(ANNs)技术结合,即采用MFC-ANNs技术,可以预测齿轮可靠工作时采煤机的运动学参数,误差仅为5.653 8×10~(-6),为齿轮类零件的设计与优化提供了明确的量化依据,可有效提高该类零件工作的可靠性,对采煤机实际生产具有指导意义。     

采煤机截割部轴承故障诊断系统研究

为了解决由于截割部轴承损坏引起的设备故障,并减少由于轴承故障引起的部件磨损问题,以采煤机截割部轴承为研究对象,设计了采煤机截割部轴承故障诊断系统,同时对设计的故障诊断系统进行检测,发现设计的故障诊断系统能够满足预期要求,可为矿井设备高效安全运行提供一定的参考。     

采煤机截割部扭转轴优化设计研究

为了解决采煤机在复杂工况条件下,扭转轴在受到过载条件下发生断裂不及时造成截割电机损坏的情况,以MG900/2210-GWD型采煤机机为研究对象,利用abaqus数值模拟软件对U型、V型及I型扭转轴的应力应变进行分析,综合分析给出扭转轴的最优设计,为采煤机扭转轴的设计提供一定的借鉴。     

基于记忆截割的采煤机自适应截割控制研究

为了解决采煤机截割滚筒无法自动改变截割参数造成的截割部损坏问题,设计了采煤机自适应控制系统。通过对采煤机自适应截割控制流程、控制策略及煤岩状态识别等方面进行分析,给出了自适应控制系统的工作原理,同时通过仿真软件对自适应控制系统进行验证,发现经过优化后采煤机最大扭矩载荷降低了2.8×104N·m,同时当滚筒截割至坚硬岩层时,会立刻降低滚筒高度,为矿井智能化建设提供一定的参考。     

采煤机截割部振动特性分析

采煤机在工程过程中承受着复杂的载荷冲击,这会使得采煤机截割部出现复杂的振动现象,这种复杂的振动现象一方面会增加螺旋滚筒、摇臂壳体和齿轮传动机构等部件的工作负担,另一方面也会对采煤机的截割性能造成影响。为研究采煤机截割部的工作稳定性,采用集中参数建模法建立采煤机的竖直方向和水平方向振动数学方程,并利用Matlab对其进行求解,得到截割部外载荷作用下,处在不同工作角度时的时域和频域振动特性规律,然后利用刚柔耦合混合建模的方法,建立截割部的三维模型,利用Adams和Ansys联合对截割部的负载进行了动力学仿真分析,得到采煤机截割部动态响应。为研究采煤机截割部的动力学特性提供了新的方法,分析结果为改进采煤机截割部设计、提高其工作稳定性提供了依据。