基于MATLAB的采煤机截割参数优化设计

采煤机截割厚度是煤岩截割的重要参数,也是影响煤矿经济效益的关键参数。通过建立以截割比能耗、生产效率和块煤率为基础的模型,对采煤机的牵引速度和滚筒的截割转速进行分析,通过MATLAB进行仿真优化,优化后的截割比能耗、生产效率和块煤率均有明显改善。     

采煤机滚筒截割动力学研究

为了解决采煤机滚筒截割效率低的问题,利用数值模拟软件对不同截割模式下截线距、切削厚度对截割效果的影响进行了一定的分析,发现在同一切削厚度下,剪切断裂所占的比例随着截线距的增大而增大,同一截线距下剪切断裂所占的比例随着切削厚度的增大而增大.同时随着截线距的增大,截割阻力呈现增大的趋势,为采煤机滚筒的设计提供一定的参考.     

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。     

基于扩展截割路径的采煤机端头记忆截割方法研究

在研究采煤机端头姿势形态的基础上,对扩展截割路径记忆截割方式进行了系统性分析,并收集到采煤机各个部位的工作状态信息,作了归一化处理;之后通过追踪研究了采煤机的扩展截割路线,将各个离散型点使用特殊的插值计算加以模型化拟合处理,获得了立体的三维拟合值曲线模型,以期增长采煤机运行时的平稳度,提高工作面的生产效率。     

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...     

矿井采煤机截割滚筒性能分析研究

以MG2×55/250-BW型采煤机为研究对象,在对该型号采煤机截割滚筒结构进行简要介绍的基础上,利用EDEM软件建立了截割滚筒与煤岩之间的耦合有限元模型,以截割比能耗、生产效率、截割面积、截割阻力为性能指标,选取了叶片螺旋升角、截割深度、旋转速度3个对截割滚筒使用性能影响比较显著的结构或者工艺参数,分析了3个结构和工...     

基于综合截割性能优化的采煤机变速截割控制

传统滚筒采煤机的滚筒转速一般是恒定的,严重影响了采煤机的截割性能.为提高截割性能,对变速截割控制进行了分析与研究.为保证变速截割方法的可靠性,根据截割阻抗对煤层的硬度划分为5个等级,同时考虑到多个截割性能参数,对各指标乘以权重系数后进行优化,最后基于以上分析内容,比较了不同截割阻抗情况下的调速策略,并进一步优化了变速截...     

截割参数对采煤机截割比能耗的影响研究

为提高矿用采煤机滚筒截割煤岩的工作效率,针对影响采煤机截割性能的煤层倾角、采煤机牵引速度、截割深度3个参数进行分析研究,得出：随着煤层倾角、截割深度的增大,采煤机截割比能耗也同步增大;而随着牵引速度的增大,采煤机截割比能耗逐渐减小,且牵引速度与采煤机截割比能耗的变化关系是幂函数。综合可以得出,牵引速度对采煤机截割比能耗影响最大,截割深度影响相比较小,而煤层倾角影响最小。     

采煤机截割参数优化数值模拟研究

利用数值模拟软件对采煤机滚筒截割煤壁进行分析,通过对不同截齿截割受力情况分析,确定受力较大的截齿后,通过matlab软件进行优化,优化后平均截线距调整为30 mm,螺旋升角调整为19.8°,平均截距调整为249 mm,经过对优化后的截齿进行受力分析发现截齿受力的平均值分布有了明显的改善,优化后截齿受力均值为914 N,较优化前受力均值整体降低了15%左右,优化较为成功。     

采煤机截割煤岩石的数值模拟研究

针对采煤机在实际生产过程中截割部所承受的载荷为交变状态,再加上环境的恶劣性导致截齿的性能受到影响。以截割部截齿为研究对象,基于计算机分析软件建立截齿和煤岩层的装配模型,并结合现场参数完成模型中参数设置;开展截割速度、截割深度和截割角度对截割煤岩层时截齿的应力场合温度场数值模拟研究,为确定最佳截割工艺参数,提升装备的使用性能奠定基础。     

采煤机扭矩轴卸荷槽结构优化研究

为了解决采煤机截割部电机在复杂工况下易发生损坏的问题,利用数值模拟软件对其保护元件扭矩轴的结构进行分析,首先对不同卸荷槽形状下扭矩轴应力应变云图进行分析,得出最佳卸荷槽形状为U型,同时对不同槽深、槽宽及轴向位置下扭矩轴应力应变曲线进行分析,得出最佳卸荷槽槽深、槽宽及轴向位置.研究结果可为采煤机截割部电机保护提供一定的借鉴.     

采煤机滚筒装煤效率优化

以雁崖薄煤层矿井采用的WG-2×125/571-WD型滚筒采煤机为研究对象,在阐述了滚筒装煤机理的计算过程后,利用MATLAB软件对叶片螺旋升角与装煤效率进行了模拟仿真,获得了螺旋升角的最佳值,接着利用PFC颗粒流软件将改进后的滚筒结构与原滚筒结构进行了模拟仿真.通过仿真得知:改进后的滚筒结构不仅能有效提高抛煤速度,而且能缩短煤流在叶片上的滑移时间.     

基于摆臂工况下的矿井采煤机摇臂结构优化设计研究

以J81B型采煤机的摇臂部件为研究对象,通过仿真分析得出摇臂在最大摆臂角度位置的应力分布情况,并且对摇臂危险部位进行优化设计,以减小壳体厚度和肋板高度.通过优化设计避免了摇臂结构产生应力集中以及减少了整体的质量,实现了轻量化设计.     

舱外服大循环量引射器优化设计与实验研究

为进一步提高舱外航天服供氧通风能力,对其引射器进行优化设计。采用一维气体动力学模型建立喷嘴控制方程;根据实验结果确定喷嘴等熵效率,设计缩放喷嘴;采用3D打印技术加工不同结构的引射器;利用氮气进行常压引射实验,研究挡板位置、喷嘴类型与喷嘴出口位置(Nozzle Exit Position,NXP)等结构参数对混合流量的影响,寻找最优的引射器结构。研究表明:挡板位置对引射器混合流量的影响与喷嘴类型相耦合。前移挡板,亚音速引射器混合流量可提高56.90%以上,而超音速引射器则降低12.08%以上。将渐缩喷嘴换为缩放喷嘴,混合流量可以提高1.81倍以上;对于挡板前移的亚音速引射器,则可提高36.90%以上。所有亚音速引射器均无法满足当前性能要求。然而,对于超音速引射器,对于所有的NXP,在典型工况下引射器循环量均可满足要求;存在最优的NXP使得混合流量最大。NXP为6 mm时,超音速引射器混合流量最大,为144.83 L/min(工作流绝对压力为0.503 MPa);在全工况下(工作流表压为0.30～0.55 MPa),混合流量可至少提高1.59倍。设计的最优引射器测试结果均满足性能要求。     

基于KISSsoft的采煤机齿轮箱参数优化设计

以某采煤机齿轮箱第四级行星齿轮传动系统为研究对象,通过KISSsoft软件建立齿轮组参数化模型,分析了在传动过程中主要参数对齿轮系统的影响。以最小齿根弯曲疲劳强度安全系数和最小齿面接触疲劳强度安全系数为目标函数,以螺旋角、模数、传动比、齿数、齿宽比和内孔径及轮缘厚度为约束条件,构建数学模型对齿轮设计参数进行优化,改善了采煤机齿轮箱传动中存在的问题。通过对比分析优化前后的齿轮传动性能,优化后的传动模型表现出了更高的可靠性和使用寿命。研究了优化后的齿轮箱传动模型各参数指标,确保最佳优化方案。所进行的研究工作对其他齿轮传动装备的优化与设计具有重要的参考价值。     

采煤机滚筒结构的优化设计

为了解决传统采煤机滚筒截割效率低的问题,提出采用阶梯形滚筒代替传统滚筒进行截割.通过对阶梯形滚筒及传统滚筒截割扭矩及牵引阻力进行对比,发现阶梯形滚筒截割效率更佳,截割更平稳;同时对不同围压及不同前筒毂直径下采煤机滚筒截割扭矩及牵引阻力进行对比分析,发现随着围岩的增大,采煤机滚筒受到的截割扭矩及牵引阻力均呈现增大的趋势,且最佳前筒毂直径为320 mm,此时采煤机工作状态最佳.该研究结论可为采煤机滚筒设计优化提供一定的参考.     

薄煤层采煤机强力螺旋滚筒设计研究

为提高夹矸煤岩开采效率,运用理论计算和离散元数值模拟的方法对采煤机螺旋滚筒进行设计研究。利用PRO/E、EDEM构建离散元仿真煤壁模型,导入螺旋滚筒三维实体模型进行耦合模拟截割、破碎含夹矸煤岩过程;以MATLAB为基础利用正交试验法研究夹矸坚固性系数、滚筒螺旋升角、截齿排列方式对滚筒载荷的影响,根据实际工况进行模拟仿真。研究表明:利用正交试验法得出对滚筒受载影响由大到小的顺序为:夹矸坚固性系数、截齿排列方式、螺旋升角;对滚筒载荷波动影响顺序为:截齿排列方式的影响最大、夹矸坚固性系数的影响略次之、螺旋升角的影响要小得多;通过对仿真结果的分析,得到不同煤层赋存条件下螺旋滚筒最优的结构参数,截割夹矸坚固性系数在6.8以上恶劣工况时,相对比于利用交叉式滚筒波动系数最大降低了39.2%;利用设计的强力滚筒对8种典型工况进行模拟仿真试验,验证滚筒设计的可靠性。     

采煤机导向滑靴失效分析与优化设计

首先介绍了导向滑靴失效所呈现的形式以及危害,然后对导向滑靴失效的原因进行分析,并提出了一系列可行、有效的优化措施,以提高采煤机导向滑靴的使用性能.     

采煤机导向滑靴失效分析与优化设计

针对采煤机导向滑靴失效率较高的问题,以某型号采煤机导向滑靴为研究对象,借助ANSYS workbench仿真计算软件,开展了采煤机导向滑靴失效分析工作.分析结果表明,采煤机后导向滑靴存在应力集中以及安全隐患问题.通过提高后导向滑靴耳板厚度和销轴孔倒角尺寸的方法完成了后导向滑靴结构的改进,改善了应力集中问题,提高了采煤机的利用率,降低了采煤机的维护维修成本,减少了工作面的停工时间,为企业创造了更多经济效益.     

采煤机调高油缸的改进设计

针对采煤机调高油缸使用中经常出现的活塞杆螺纹断裂现象,从螺纹受力原理和油缸的结构设计角度,提出了改进设计方案。