多目标优化的掘进机截割减速器齿轮传动系统动态特性分析

提高齿轮传动系统动态响应特性的性能对于保障掘进机截割减速器稳定工作具有重要意义。在分析齿轮参数对传动系统动态特性灵敏度影响的基础上,确定齿轮模数与齿宽系数为影响传动系统动态特性的主要因素,将体积、最大动载系数和轴承处振动加速度作为优化的多目标评价指标,通过遗传算法求出约束条件下的最优解。仿真结果显示优化后齿轮传动系统的体积减少了18.9%,最大动载系数下降了11.5%,轴承处振动加速度下降了8.3%,验证了多目标优化方法的有效性。     

掘进机截割部行星齿轮传动系统断齿故障仿真分析

掘进机截割部在工作过程中承受较大的冲击载荷作用,导致截割减速器齿轮断齿等故障频发。为获取故障状态下截割减速器行星齿轮传动系统动态响应特性,以EBZ120型掘进机截割减速器低速级行星齿轮传动系统为研究对象,运用三维CAD软件SolidWorks建立系统三维实体模型,以ADAMS软件为平台,建立行星齿轮传动系统正常状态、齿圈断齿故障、行星齿轮断齿故障、太阳轮断齿故障的虚拟样机模型。对系统不同状态下的齿圈约束反力的变化规律及其频谱特性进行仿真研究。仿真结果表明:齿圈约束反力的幅值波动显著,具有较强的周期性;故障状态下齿圈约束反力的时域均值增大,时域波形中包含有明显的周期性冲击成分,同时幅值谱中还出现以故障频率为边带的故障特征。     

不同工况下掘进机截割性能多目标优化

为了提高掘进机的截割效率,以掘进机截割部的运动参数为设计变量,研究悬臂式纵轴掘进机的截割头自转速度、摆动速度等运动参数对截割性能的影响,用MATLAB模拟各性能参数变化规律,以单个截齿载荷分析为基础,建立截割头各向载荷数学模型,根据现场经验给定运动参数设计空间,建立截割头的截割阻力、负载转矩、截割比能耗和截割生产率目标函数,采用线性加权法将多个优化目标转为单个目标,分别给出正常工况和夹矸工况的加权系数,求解截割运动参数最优配置,在EDEM仿真软件中对优化前后的截割性能进行验证,结果表明最优运动参数下的掘进机综合截割性能更优,截割能力、破岩能力提升,截割比能耗降低,生产率得到了显著提高,产尘量得到了一定程度的控制。     

基于遗传算法掘进机截割头多目标模糊可靠性优化

针对掘进机能耗和载荷波动问题,基于遗传算法的多目标模糊可靠性优化策略,对截割头运动参数进行优化设计.优化结果表明,截割头升角减少11.6%,横摆阻力降低6.45%,纵向力降低12.16%,负荷转矩降低11.29%,比能耗降低21.04%,截割头的载荷波动和比能耗得到显著降低,有效提高了掘进机的工作可靠性和能量利用率.     

基于SolidWorks与ADAMS的掘进机截割部传动系统动态特性分析

利用SolidWorks软件建立掘进机截割部传动系统各主要传动件扭转振动模型,运用ADAMS软件对掘进机截割部传动系统扭转模型进行动态仿真分析,为改善其动态特性提供了理论依据及参考。     

基于计算机仿真掘进机减速器齿轮润滑特性分析

为了获得安全可靠、稳定运行的掘进机,以某型掘进机减速器齿轮为研究对象,对齿轮的润滑特性分类进行分析,运用计算机仿真的方法对运行过程中掘进机减速器齿轮的润滑特性进行仿真分析。仿真结果表明：掘进机减速器齿轮在运行过程中,沿着齿宽方向接触油膜厚度及润滑压力呈现基本一致的趋势,而沿着齿面方向油膜厚度及润滑压力呈现周期性波峰波谷变化趋势;随着运行速度的增加,齿轮接触油膜从均匀全润滑状态逐渐变化为非均匀的混合润滑状态,且随着速度增加,齿轮接触油膜均匀性越差;该研究为煤矿机械装备齿轮传动系统润滑提供有益的借鉴。     

横轴式掘进机截割减速器斜齿轮强度分析方法研究

通过分析横轴掘进机截割减速器斜齿轮传统强度计算方法的缺点,提出一种基于ANSYS的有限元强度计算方法,并以典型横轴掘进机截割减速器斜齿轮副为例进行了仿真对比分析,结果表明该方法可以精确计算出齿轮强度和啮合最劣位置。     

EBJ-160悬臂式重型掘进机截割部减速器的设计与研究

针对EBJ-160悬臂式重型掘进机具有结构紧凑、机身矮、重心低等特点,结合行星齿轮减速器传动的优点,设计一种符合该型掘进机截割部的减速器。设计所采用的方法是根据结构尺寸初选齿轮的相关参数,再按照齿面接触疲劳强度和齿根弯曲强度进行齿轮设计,达到满足复杂工况条件下使用的要求。该研究为掘进机截割部减速器的设计提供了指导。     

EBH315掘进机截割减速器动态测试分析

EBH315掘进机采用了横轴式截割减速器。由于截割功率大,对截割减速器的性能提出了很高要求,详细检测了解该截割减速器的性能参数,搭建对托方式专用试验台架,及对各传感器测得的实验数据进行分析。     

EBZ-135掘进机截割部行星减速器优化研究

对EBZ-135掘进机行星减速器进行了体积优化。通过减速器体积的函数,找出相关约束条件,利用MATLAB进行了优化计算。结果表明,优化后第一级内齿厚度减少了14.5%,第一级齿轮模数减少了43.6%,齿轮体积减小了大约22.3%,优化效果良好。另外,利用MATLAB进行优化设计,大大提高了优化效率,减少了技术人员的工作量。     

横轴式截割减速器动载特性的灵敏度分析

以某横轴式截割减速器齿轮传动系统为例,基于Solidworks和ADAMS建立了其虚拟样机模型,进行不同结构参数下的系统动力学仿真分析,并结合正交试验设计及多元线性回归分析,开展了齿轮结构参数对系统动载特性的灵敏度分析。分析结果显示,各级齿轮模数及齿宽系数对系统动载特性影响较为显著,压力角和第I级斜齿轮传动螺旋角对系统动载特性影响较小。分析结果可为横轴式截割减速器分析及设计提供技术参考。     

悬臂式掘进机截割减速器的设计难点及优化

随着煤矿机械化的发展,悬臂式掘进切割机应用到了很多大型煤矿的井下开采中。由于巷道施工的特殊性,使得掘进机截割减速器不仅要体积小、重量轻,而且还要有更突出的机械性能。文章利用粒子群优化算法得出了截割减速器的最优化参数,为悬臂式掘进机截割减速器的优化设计提供了科学依据。     

掘进机截割部行星齿轮动力学仿真

基于UG对某掘进机截割减速器的二级行星齿轮建模,通过UG与ADAMS软件接口将模型导入ADAMS中,建立行星齿轮虚拟样机,根据Hertz弹性撞击理论,确定接触刚度系数,并在不同载荷情况下仿真齿轮所受冲击力的变化规律曲线,可为截割部减速器设计和优化提供参考。     

掘进机截割减速器振动特性仿真分析

以掘进机截割减速器为研究对象,分析了减速器齿轮的工作机理和产生振动信号原因,提出了变分模态分解(VMD)算法结合小波去噪理论的方法,通过运用变分模态算法对人为断齿故障信号进行分解,并结合小波去噪理论对其重构信号进行去噪。仿真结果表明,该方法适用于掘进机截割减速器振动特性的分析,能够完成齿轮多种振动信号特征的提取,分解层数较少,去噪效果良好,计算结果与人为造成的断齿故障位置一致,具有重要的现实意义。     

悬臂式掘进机截割减速器壳体固有动特性研究

为提高悬臂式掘进机截割减速器壳体的抗振能力,分别以有限元法和模态试验研究了截割减速器壳体。以某型悬臂式掘进机截割减速器为例,通过Solidworks建立壳体的三维模型,并将其导入Workbench进行带预应力约束的模态分析,求解了壳体前六阶固有频率和振型;同时对该减速器壳体进行了模态试验。结果显示,齿轮啮合频率显著低于壳体固有频率,避免了发生共振,且有限元法与模态试验结果相吻合。     

掘进机截割部减速器的设计

针对EBZ45型掘进机在使用中容易出现卡死及轴承烧伤的问题,设计了一种新的截割头减速器结构,采用两级行星轮系传动代替原来的单级行星轮系传动,并采用法兰连接代替原来的焊接结构,使得新的截割头减速器具有结构简单,加工安装方便及承重能力强的优点。     

EBH300A型矿用横轴掘进机截割部动态特性优化研究

针对悬臂式掘进机研究开发的热点及技术关键问题,对EBH300A悬臂式横轴掘进机截割部的结构动态特性进行深入研究。通过对掘进机及截割部的位姿、运动特性及结构动态特性的研究,揭示掘进机截割部在工作过程中的结构运动、结构振型动特性规律,为结构优化设计、提高承载能力及强度、状态监测及开发出性能更优的掘进机提供基础依据。     

瓦斯抽放钻机动力头传动系统的多目标优化设计研究

建立了钻机动力头齿轮系的多目标优化设计数学模型。分别以齿轮系最后一级齿间最小油膜厚度最大、齿轮传动体积和最小为分目标,采用目标规划法建立统一目标函数,取齿轮的模数、齿宽和齿数为设计变量,且等效转动惯量最小原则下的传动比为约束条件,运用MATLAB进行遗传算法优化计算。结果表明,该方法简便有效。     

悬臂式掘进机截割减速器设计难点分析及解决方法

对比了纵、横轴悬臂式掘进机截割特点及在煤矿上的应用,分析了纵轴式与横轴式掘进机截割减速器的设计难点。用常规方法设计截割减速器设计周期长,不易保证设计要求,而将粒子群优化算法应用到设计中,效率高,易于实现,同时有利于改善掘进机的工作性能。