滚筒采煤机截割载荷的模拟系统开发及其模拟

为解决因采煤机螺旋滚筒截割载荷计算难、导致滚筒设计缺少依据、产品质量低、截割性能差的实际问题,在给出滚筒截割载荷确定方法的基础上,基于Matlab/GUI开发了采煤机螺旋滚筒截割载荷的模拟系统。该系统采用Matlab/GUI界面,利用Matlab软件为平台,通过输入不同的滚筒及采煤机参数和煤岩的特性参数,可模拟采煤机截割各种对象、以各运动参数工作时滚筒的截割载荷,并能直观显示各载荷的图形、数据和统计结果。该系统具有数据与程序分离、操作简便、适应性强等特点,能快速、准确地获取滚筒的截割载荷。以国产某型薄煤层采煤机为例,对其滚筒截割载荷进行了模拟分析,得出了前、后滚筒三向载荷和负载扭矩曲线及统计结果,搞清了该采煤机截割载荷的大小、变化规律及其相关关系,为改进滚筒设计、研究、评价和改善采煤机的截割性能提供了参考。     

薄煤层采煤机螺旋滚筒破煤过程的数值模拟

 摘 要：基于显式动力学软件模拟了薄煤层采煤机螺旋滚筒的动态破煤过程,获得了煤岩体塑性域的动态变化及螺旋滚筒上各截齿的载荷谱,避免了理论公式计算中参数取值的人为误差,为螺旋滚筒的设计、使用和维护提供了理论依据。研究结果表明：滚筒破煤行为并不是连续发生的,而是经历了损伤能量的积聚、煤岩体瞬间大量破碎的周期性交替过程;滚筒同一截线上截齿载荷相关性不大,工况恶劣的薄煤层采煤机螺旋滚筒宜采用一线一齿的小截距截齿排列方式。     

滚筒式采煤机截割部机电联合仿真

为了研究截割电机机械特性对采煤机滚筒受力特性的影响,利用SIMULINK建立采煤机截割电机模型;通过ADAMS建立采煤机截割部虚拟样机模型;使用电机模型对采煤机截割部进行驱动,同时将电机所受力矩反馈到电机模型中,建立了基于MATLAB/SIMULINK和ADAMS的采煤机截割部机电耦合模型。采用LS-DYNA对采煤机滚筒截割煤岩过程进行模拟仿真,得到滚筒的受力情况;将截割仿真得到的载荷添加在采煤机滚筒上,进行了采煤机截割部机电联合仿真,得到了截割电机输出转矩和输出转速的曲线,为研究电机过载保护提供了数据支持。     

采煤机滚筒随机载荷特性分析

提出了一种滚筒载荷的模拟方法。首先选用Goktan提出的截割阻力计算公式来计算滚筒的平均载荷,然后采用快速傅里叶逆变换(IFFT)的方法来获得满足给定功率谱和幅值服从正态分布的滚筒随机波动载荷,并将滚筒的平均载荷和滚筒随机波动载荷叠加作为滚筒载荷,最后选用某型采煤机对其滚筒载荷进行了模拟,所模拟的滚筒载荷考虑了实际滚筒载荷的功率谱和其幅值服从正态分布的特性,可以为采煤机设计、动力学仿真和测试提供较准确的载荷谱。     

采煤机螺旋滚筒的载荷模拟与分析

在对采煤机滚筒单齿受力分析的基础上,考虑到不同工况(牵引速度、滚筒转速、煤岩性质、截齿配置等)对载荷的影响,应用离散化的数值分析方法,通过MATLAB编制程序实例模拟了滚筒3个方向的瞬时载荷分布和力矩分布,并采用载荷波动因数评价了滚筒参数设置的合理性和工作的平稳性,为研究采煤机螺旋滚筒截割过程负载特性和滚筒科学设计提供了理论依据。     

滚筒式露天采煤机不同螺旋头数的模拟试验研究

介绍了滚筒式露天采煤机螺旋滚筒的模拟截割试验，并对双头及三头螺旋滚筒模拟截割时扭矩载荷作了测试，从中得出一些有益的结果。     

采煤机工作面截割试验分析

由于当前针对采煤机的有关研究中,缺乏来自工作面现场的截割载荷研究。因而从分析螺旋滚筒主要截割载荷的角度,对具有记忆截割功能的采煤机在人工示教截割试验阶段拾取的截割电流和牵引转矩信号及螺旋滚筒主要截割载荷进行了分析。对采煤机螺旋滚筒截割含有不同煤岩界面煤层时载荷特征地分析表明：采煤机截割力响应信号的均值特征能真实反映截割介质的本质差别;采煤机实际工作过程中,在各典型截割工况下,螺旋滚筒截割力响应信号服从正态分布,且在正常截割工况下,截割力响应信号的方差最小,即截割力响应信号的波动最小;滚筒高度和截割状态持续时间可用于滚筒截割状态的精确识别;截割功率约占总消耗功率的70%。     

截齿排列方式对薄煤层采煤机载荷的影响

根据采煤机破煤理论的单齿受力模型,应用Matlab软件编制计算机程序来模拟薄煤层采煤机滚筒的瞬时负载,得到滚筒随时间变化的载荷谱。并利用此程序对薄煤层典型的4种工况,分别使用4种不同截齿排列方式的滚筒进行了模拟截割,通过分析比较4种排列方式在不同工况下的载荷谱,得出了各截齿排列方式适用的工况范围,为薄煤层采煤机滚筒的设计与选用提供了更为可靠的理论依据。研究结果表明：在一般工况下,为了提高块煤率,推荐采用混合1式和棋盘式的截齿排列方式;在工况恶劣、冲击较大时,推荐采用小截距排列的混合2式截齿排列方式,避免采用棋盘式的排列方式;在含有断层较多,不可避免的要大量截割顶底板岩石时,推荐采用顺序式截齿排列方式。     

滚筒工况对采煤机纵向振动的影响分析

利用模拟的理论和方法，分析讨论了滚筒的转速、载荷与偏心对采煤机振动的影响，所得结论对于指导采煤机的设计和改进、减轻采煤机的振动及改善机器的截割性能具有重要的意义。     

不同工况下采煤机滚筒截割阻力矩的仿真

从非线性动力学角度出发对滚筒阻力矩本质进行研究,利用分形理论和EMD分解建立采煤机滚筒阻力矩模型,以采煤机截割不同煤岩界面型式为例,通过仿真计算,得到4种不同工况的煤岩性质参数条件下的截割阻力矩曲线,为采煤机滚筒截割载荷计算提供一种新的方法。     

连续采煤机滚筒切屑图的可视化设计

以截割理论为基础,通过对影响截齿切屑图形状的各项因素的分析,建立了连续采煤机滚筒切屑图的数学模型。基于VB6.0软件,开发了连续采煤机滚筒的计算机辅助设计系统,通过改变不同的参数,得出不同条件下的切屑图,以检验滚筒结构设计的合理性,为提高连续采煤机滚筒的设计效率提供了有效的手段。     

12CM15型连续采煤机截割齿轮箱内部结构缺陷及改造

在连续采煤机大修过程中,发现截割齿轮箱内部齿轮磨损严重,不能重复使用,经过分析发现,截割齿轮箱内部的齿轮轴及固定部分存在设计缺陷,使内部齿轮磨损严重,故对12CM15型连采机截割齿轮箱内部结构缺陷进行分析并提出改造方案。     

连续采煤机切屑图可视化研究

连续采煤机的切屑图反映截齿截割参数和截槽断面形状的相互关系。建立切屑断面形状的数学模型,设计切屑图可视化设计软件,模拟得到不同工况下的切屑图,为连续采煤机截割机构的计算机辅助设计提供依据。     

连续采煤机截割参数的确定及计算

通过系统地阐述连续采煤机的截割参数的意义和它们之间的相互关系,利用类比和试验的手段总结出了截割部主要参数的计算方法,为连续采煤机截割部参数的计算提供了完整的思路。为装运、行走、整机的设计、计算提供了有益的参考。     

连续采煤机截割、牵引参数的确定

通过系统地阐述连续采煤机的截割和牵引参数的意义和它们之间的相互关系,利用类比和试验的手段总结出了截割部主要参数,为连续采煤机截割部、行走部、整机的参数确定提供了完整的思路。     

固体钾盐地下开采工艺与设备配套技术研究

为了研究连续采煤机开采工艺与设备在固体钾盐矿床地下开采中的应用情况,根据老挝龙湖钾镁盐矿区矿层地质条件,分析了首采区2盘区1区段的开采工艺、设备配套方式、设备适用性等。研究结果表明连续采煤机—梭车(间断式运输工艺系统)对地质条件有着较强的适应性,可通过改变连续采煤机截割方式和减小切入矿体的深度来提高连续采煤机截割矿体的效率。该开采方法的成功应用,不仅改变了传统开采方式,而且提高了机械化水平和资源回收率。研究结果为扩大连续采煤机的应用范围奠定了基础,也为类似条件下固体钾盐资源的开采提供了崭新的模式。     

露采机粒度控制初探

从煤层地质条件、露采机截割部结构参数设计与现场实际操作 ３方面对 ＣＬＧ３００露采机如何实现粒度控制进行了初步的探讨，从而提出一些关于露采机设计与操作的措施与经验。     

CLG300露天采煤机截割功率参数设计

在分析CLG3 0 0露采机截割机理与开采工况的基础上 ,参照并借鉴井下采煤机相关的设计计算公式与经验 ,对露采机的截割功率参数设计进行了探讨。     

工业设计在连采机上的应用

首先介绍了工业设计方法的概念,连采机罩板外观的工业设计思路,然后讲述了调和、主从关系、色彩在连采机上的应用及发展前景。