采煤机行走轮受力分析与改进措施

阳煤集团某矿采煤机行走轮在使用一段时间后发生断齿事故,通过现场调研,分析其原因是齿根交变弯曲应力过高。针对这一问题,分别采用传统齿轮强度计算公式与有限元法对行走轮进行强度校核与受力分析,分析结果表明,行走轮齿根弯曲应力偏大,对比两种方法结果,采用传统方法与有限元计算齿轮弯曲应力偏差为8%,验证了有限元分析方法的准确性。在考虑互换性的前提下,提出通过增加行走轮变位系数的方法来减小弯曲应力,采用有限元法分别对不同变位系数下的行走轮进行应力分析对比,得到了较为合适的变位系数,为采煤机行走轮改进提供理论参考。     

基于ANSYS Workbench采煤机行走轮与销轨啮合瞬态动力分析

为了初步探求突变载荷对采煤机行走轮的影响,基于ANSYS Workbench软件对采煤机行走轮与销轨啮合进行瞬态动力分析,得出突变载荷随时间的线性变化对采煤机行走轮所受应力的影响,可为今后采煤机行走轮的设计及损坏原因分析提供参考.     

特厚煤层大功率采煤机行走部可靠性研究

基于静力学平衡原理,建立了采煤机整机力学模型,利用有限元分析软件对行走箱壳体、导向滑靴及行走轮进行了强度及寿命分析,确保了行走部的可靠性。     

采煤机行走轮齿根裂纹缺陷评估技术

通过专业裂纹分析软件Franc3D和有限元软件ANSYS,对采煤机行走轮齿根裂纹前缘应力强度因子KI进行分析求解,仿真了不同裂纹尺寸下的KI值,得到了裂纹失稳扩展时最大裂纹尺寸,为实际工程中裂纹缺陷的评估提供了理论依据。     

基于ANSYS Workbench的采煤机行走轮弯曲强度分析

由于渐开线齿轮比摆线齿轮更容易保证计算准确性,国内外采煤机的大节距销排啮合行走轮,多采用渐开线齿廓。介绍采煤机渐开线行走轮设计,借助ANSYS Workbench软件对渐开线行走轮进行有限元分析,为设计人员提供参考。     

采煤机行走轮轴疲劳试验和仿真研究

以某型采煤机行走部的行走轮轴为研究对象,对该轴进行拉力工况疲劳试验,采用有限元仿真分析对标单个加载循环的应力结果,结果误差在8%;采用基于Ncode软件的疲劳仿真分析对标试验结果,结果较为接近,验证了有限元仿真模型和疲劳仿真模型的准确性。对行走轮轴结构进行优化以提高强度和寿命,采用有限元和疲劳分析对优化后结构进行了预测,应力大幅减小,寿命提高显著。     

采煤机行走机构设计及关键部件性能研究

为了减少采煤机行走轮频繁更换所带来的负面影响,在设计与研究过程中必须要采取科学合理的方法来提高行走轮的使用寿命。针对采煤机四轮行走机构设计进行分析,并结合具体采煤机型号提出有限元模型分析。     

基于改进遗传算法的采煤机牵引部行走轮优化设计

行走轮是采煤机牵引部的重要零件,其可靠性对采煤机的工作效率和可靠性有着直接的影响。基于采煤机虚拟样机模型的仿真数据,利用机械优化设计理论建立煤机牵引部行走轮动态可靠性,选取行走轮齿根圆角和花键轴段倒圆角为设计变量,行走轮等效应力为目标函数,构建行走轮的优化设计函数。利用改进遗传算法求得行走轮结构尺寸的最优解。仿真结果表明：行走轮优化后的最大应力395.09 MPa,降低20.008%,有效地提高了行走轮的综合性能。     

采煤机行走轮齿根裂纹扩展寿命仿真分析

采用Franc3D裂纹仿真分析软件和ANSYS有限元软件分析求解采煤机行走轮齿根裂纹扩展寿命,并仿真了裂纹扩展寿命在不同的裂纹尺寸和不同的载荷下的变化规律,为合理提高行走轮材料质量和规范化使用采煤机提供理论依据。     

采煤机行走部花键轴强度计算及分析

以直花键轴和含退刀槽花键轴为研究对象,对采煤机行走部2种不同形式花键轴强度安全系数进行计算,并进行ANSYS有限元分析,将2种方法所得花键轴强度安全系数结论进行比对。结果表明:计算所得花键轴强度安全系数与ANSYS有限元分析得出花键轴强度安全系数良好吻合,得出采煤机行走部花键轴形式与强度安全系数的关系,对今后采煤机行走部花键轴的设计与研究起到一定的参考意义。     

采煤机行走轮磨损原因分析与改进策略研究

针对某煤炭企业行走轮出现严重磨损的情况,采用ANSYS workbench有限元仿真分析方法,完成了行走轮磨损原因分析与改进策略研究。研究结果表明,行走轮出现磨损故障的原因是行走轮与销排啮合时,靠近行走轮齿根处的接触线上接触应力最大,提高了行走轮齿面的磨损速度。之后提出了三种切实可行的改进策略,以期为采煤机行走系统的设计制造提供参考。     

采煤机行走轮和大齿轮连接结构的分析

针对电牵引滚筒式采煤机牵引部行走机构行走轮、组件核心部件行走轮和大齿轮的3种连接结构,即渐开线花键式、销子式和牙嵌式3种连接结构,从连接强度、加工周期、成本、拆装方便性等方面进行了分析。得出:从强度方面分析,渐开线花键式行走轮组件结构强度最好;但从加工周期、成本和拆装方便性方面分析,则销子式行走轮结构最好。该比较分析为电牵引滚筒式采煤机牵引部行走机构行走轮组件设计提供理论支持。     

突变载荷下采煤机行走轮应力分布研究

为研究采煤机行走机构的动态特性,提高行走机构的使用性能,研究了行走机构在不同工况下的应力分布规律,采用动力学仿真软件LS-DYNA建立行走机构动力学仿真模型,对比理想工况,分析了行走轮受突变载荷作用时单齿啮合状态下不同啮合阶段的应力变化规律,结果表明:行走轮单齿啮合周期内,稳定啮合阶段应力最小;对比理想工况,在突变载荷作用下行走轮各个啮合阶段的应力均明显增加。     

基于虚拟样机技术的采煤机行走机构有限元分析

基于虚拟样机技术,运用ADAMS软件,对采煤机行走机构进行动力学分析,得出整个行走过程各轮齿啮合力,为轮齿强度计算提供数值。最后运用ANSYS Workbench软件对其进行有限元分析,检查应力状态,为提高轮齿的承载能力和采煤机行走机构的设计提供依据。     

基于FRANC3D的采煤机行走轮齿根裂纹扩展特性研究

运用裂纹分析软件FRANC3D对采煤机行走轮齿根裂纹前缘应力强度因子进行数值求解,对齿根裂纹扩展路径进行模拟,并将仿真结果与实际相结合,验证FRANC3D软件仿真分析的有效性。通过实验方法测定行走轮材料的断裂韧性K_(IC),结合FRANC3D软件估算裂纹失稳扩展的最小尺寸,为裂纹扩展特性的研究提供了一种可行的分析方法。     

基于ANSYS/LS-DYNA的综采工作面行走系统的弦齿厚设计和验证

在井下,采煤机骑在输送机上进行截煤作业。采煤机行走轮和输送机销轨间啮合,使采煤机行走。此系统称为综采工作面行走系统。输送机销轨和采煤机行走轮共同决定了此系统的寿命。以截距为147 mm系统的弦齿厚为研究对象,以ANSYS/LS-DYNA动力学分析软件为工具,提出了强度更高的综采工作面行走系统的设计,并验证了其正确性。     

采煤机行走机构动态有限元分析

基于接触动力学有限元理论,运用LS-DYNA模块参数化方法,对采煤机行走轮与销排啮合进行非线性动态接触分析,并进行模拟分析对比,得出整个啮合过程应力、应变及由啮合冲击引起的相关动态特性。模拟结果与实际情况相吻合,此方法可用以指导产品实际设计。     

基于Archard磨损模型的采煤机行走轮磨损特性研究

为了研究采煤机行走轮齿廓磨损规律,提高采煤机行走轮的使用寿命。以某型号采煤机行走轮、销齿作为研究对象,基于Archard磨损模型建立了采煤机行走轮齿廓数学磨损模型,使用ABAQUS软件、Fortran语言编写的能够计算行走轮齿廓各点磨损深度的Umeshmotion子程序和ALE自适应网格技术对行走轮、销齿的啮合运动进行仿真,得到了行走轮齿廓各点的磨损深度、滑移距离以及应力云图,分析了行走轮齿面磨损特性,探究了啮合次数对齿面磨损的影响规律。研究结果表明：采煤机行走轮与销齿啮合过程中,齿根处接触应力最大,滑移距离最大,磨损最为严重,齿顶处磨损次之,节点处磨损最小。齿根处磨损最严重是因为行走轮齿根处与销齿的圆弧段啮合,导致齿根处产生的滑移距离较大,并且圆弧啮合阶段属于初始啮合阶段,这一阶段处于单双齿交替啮合时期,会对行走轮造成冲击,行走轮受力增大,导致行走轮齿根部磨损最为严重。行走轮齿廓磨损趋势为先增大再减小,再增大后减小,2个峰值为单双齿交界处。随着啮合次数的增加,磨损体积非线性增加,但磨损速率逐渐降低。     

采煤机驱动轮与销排含间隙接触碰撞动力学仿真分析

采煤机驱动轮与销排间的啮合强度是影响采煤机可靠性的主要因素。通过Pro/E建立采煤机大坡度工况下驱动轮与销排接触的动力学模型,采用有限元仿真研究了驱动轮与销排接触的应力变化特性。结果表明驱动轮最大应力应变位置出现在轮齿根处,出现最大应变量为1.658 7e-003 m,最大应力值为2.954 6e+008 Pa。若最大应力值小于材料的许用值,则不会出现失效情况,驱动轮可满足使用要求。     

新型采煤机行走轮的研究与探讨

阐述了一种采煤机行走轮的新型结构,针对传统采煤机行走部导向滑靴采用滑动接触磨损严重,提出了一种将导向滑靴的滑动接触改为滚动接触,将其支撑功能转移到行走轮上的新型结构,解决了以往导向滑靴耐磨板更换频繁、行走轮易断齿等问题。