采煤机摇臂齿轮的优化分析

为改进采煤机摇臂齿轮工作过程中设备故障等原因,对采煤机摇臂各级齿轮的运动进行了运动学分析,同时利用Ansys DesighXplorer对采煤机摇臂进行了优化设计,为采煤机摇臂齿轮的改进提供重要的依据。     

急倾斜工作面采煤机摇臂及泵站的优化改进

采煤机在急倾斜工作面工作时,摇臂和泵站系统的故障率较高。针对以上问题对摇臂润滑方式和泵站系统进行改进。通过对摇臂采用强制润滑方式减少齿轮和轴承的损坏,通过对油箱结构和液压系统改进减少管路与阀的损坏,大大降低了采煤机的故障率,为用户的生产进度提供了保障。     

采煤机摇臂传动系统动力学特性分析与壳体改进

采煤机摇臂传动系统是决定采煤机工作效率的关键因素。针对采煤机摇臂壳体与各轴、各轴上轴承滚动体与其内外圈实时接触力难预测的问题,文中参照MG7180型采煤机摇臂建立了以摇臂壳体、各轴、液压缸缸筒为柔性体的采煤机摇臂传动系统刚柔耦合模型。以RecurDyn软件为仿真平台施加边界条件和负载进行动力学仿真,得出传动系统中各轴与采煤机摇臂壳体的接触力、接触压力及各齿轮间啮合力曲线,生成摇臂壳体位移应力云图且对各轴孔中心点位移变化值进行统计,并在此基础上对摇臂壳体进行结构改进。文中研究为采煤机摇臂传动系统的优化设计与疲劳寿命分析提供新思路和数据参考。     

采煤机摇臂齿轮传动系统搅油损失分析

为降低采煤机摇臂齿轮传动系统功率损耗,针对采煤机摇臂齿轮传动系统存在的搅油损失问题,基于1 200 kW采煤机摇臂齿轮传动结构的主要组成及特点,分析了齿轮功率损耗对润滑油池油液的影响,提出了计算单级齿轮搅油损失的两种方法,并分别用这两种方法计算了采煤机摇臂齿轮单级齿轮搅油损失。结果表明:这两种单级齿轮搅油损耗量的计算方式相似,均能够用于采煤机截割齿轮传动体系的搅油损耗量的计算;随着摇臂摆角与初始浸油深度的增大,搅油损失也都随着增大。     

采煤机摇臂齿轮传动系统振源定位分析方法

为了研究采煤机摇臂传动齿轮的振动分析方法并进行实机振源定位验证,首先,采用小波分析对采煤机摇臂振动信号进行降噪处理和频谱分析,依据特征频率下的振幅结果确定故障齿轮的啮合频率;然后,通过Morlet小波包络解调分析获取边频带信号频谱特征,依据边频带特征频率下的振幅结果确定故障齿轮的转动频率;最后,对频谱分析和Morlet小波包络解调分析的结果进行综合分析,锁定故障齿轮的准确位置。对一台国产采煤机摇臂齿轮传动系统进行了振动测试与信号分析,结果表明,基于小波分析、频谱分析和Morlet小波包络解调分析相结合的振动分析方法可以实现对采煤机摇臂故障齿轮的准确定位,为强噪声环境下复杂齿轮传动系统的故障快速定位和现场定点维修提供了方法支持。     

采煤机摇臂传动机构受力分析及外壳的优化设计

针对采煤机摇臂传动系统中的传动齿轮在工作过程中振动冲击大、齿轮磨损严重的问题,利用Recur Dyn仿真分析软件对采煤机摇臂传动机构在工作时的受力情况进行分析,结果表明在交变力的作用下导致摇臂壳体发生变形,进而影响到传动轴的同心度,使传动轮齿之间啮合力变大,对壳体优化后,齿轮平均啮合力为优化前的59.3%,显著提升了摇臂传动机构的工作稳定性。     

采煤机摇臂传感器优化配置

为了准确监测采煤机工作时摇臂内部传动系统的运行状态,提出了一种基于改进模拟退火算法的采煤机摇臂传感器优化配置方法。以MG1000/2500-WD型交流电牵引采煤机摇臂为研究对象,通过对摇臂壳体模态分析获取实验所需的位移模态数据,然后利用改进模拟退火算法对采煤机摇臂的传感器配置进行优化计算,得到优化结果。综合考虑优化结果与采煤机实际作业环境,研究得到合理的传感器配置方案,为采煤机摇臂的传感器配置提供依据。同时,通过仿真实验验证了改进模拟退火算法的收敛性及稳定性均优于传统模拟退火算法。     

采煤机摇臂传动系统关键部位有限元分析

为准确掌握采煤机摇臂传动关键部件在实际截割过程中的受力及振动情况,以MG900/2400采煤机为例,在分析其摇臂传统系统结构的基础上,基于Pro/E建立三维模型并导入ANSYS软件对摇臂传动系统中齿轮的应力变化和摇臂壳体的振动情况进行仿真分析,为优化并提升采煤机摇臂传动系统的可靠性奠定扎实的理论基础。     

基于多尺度熵-BP神经网络的采煤机摇臂齿轮故障诊断

采煤机摇臂齿轮箱是采煤机的故障多发区,为了提高采煤机摇臂运行可靠性,减少故障发生率,对其进行故障诊断研究显得尤为重要。研究一种基于多尺度熵(Multi-scale Entropy,MSE)和BP(Back-Propagation)神经网络的故障诊断方法,利用多尺度熵算法具有的抗干扰和抗噪能力,来对齿轮振动信号进行复杂度分析,以各尺度样本熵值作为故障特征信息对齿轮的故障类型进行诊断识别。通过实验数据分析得到,所提出的基于多尺度熵-BP神经网络的故障诊断方法可以准确区分多种齿轮故障,对于四种齿轮状态的识别率达到84.0%以上,是一种有效的采煤机摇臂齿轮故障诊断方法。     

基于多尺度均方根-BP神经网络的采煤机摇臂齿轮故障诊断

采煤机摇臂齿轮箱是采煤机故障高发区,对其进行故障诊断研究可减少事故发生率,提高采煤机可靠性。本文分析了采煤机摇臂工作特点,提出多尺度均方根(Multi Scale Root Mean Square,MSRMS)结合BP(back-Propagation)神经网络的齿轮故障识别方法。对四种不同故障类型的齿轮振动信号进行处理,得到20个尺度的均方根值,并将其作为BP神经网络的输入向量进行齿轮故障识别。实验结果证明所提出的多尺度均方根-BP神经网络方法可以准确区分齿轮故障,对四种不同状态齿轮识别率可达到85%以上,尤其磨损齿轮识别率达到95%,是一种非常有效的齿轮故障识别方法。     

便于维护的采煤机摇臂系统的设计

针对采煤机因其摇臂系统在运行过程中故障率高而大幅度降低了其生产能力的问题,通过采用对其传动方式进行改造的方式完成了对平行轮传动摇臂系统的整体设计,并完成了摇臂系统中齿轮轴轴承和齿轮的设计。将改造后的摇臂系统应用于实际生产中发现,采煤机摇臂系统的故障率和维护时间明显降低。     

采煤机摇臂齿轮箱振动及故障机理研究

在不考虑影响齿轮箱故障的次要因素的情况下,视单对齿轮传动为振动系统,建立振动物理模型,得到齿轮动力学公式,以此研究采煤机摇臂齿轮箱齿轮的振动激励和故障失效形式,分析滚动轴承的振动机理和故障特征频率,从而得到采煤机摇臂齿轮箱振动及故障的机理,为采煤机高效开采提供一定的保障。     

采煤机摇臂行星头损坏原因分析及改进研究

为有效降低采煤机摇臂行星头的损坏概率,分析了采煤机摇臂行星头损坏原因,并针对这些原因提出了采煤机摇臂行星头结构的改进方案。改进方案的实施,使得采煤机行星头损坏频率显著降低,更好地保障了采煤机的安全稳定连续可靠运行。     

采煤机摇臂水路和行走箱花键轴的优化改进

针对MG900/2210-GWD型采煤机在进行采煤作业期间出现的摇臂中心水路泄露、润滑油乳化、齿轮失效以及行走箱花键轴频繁断裂的问题,提出了改进方案。实践表明:改进后的采煤机在实际运行中效果良好,不仅故障发生的可能性大大减少,而且实现了煤矿的安全高效生产。     

采煤机摇臂轴套强度分析与优化设计

针对某型号国产采煤机可靠性有待提高的现状,以其摇臂轴套为研究对象,对其进行强度分析与优化工作.分析认为,轴套外齿轮内侧存在明显的应力集中现象.通过增大外齿轮内侧的过渡圆角完成了轴套结构的改进.优化结果表明,改进的轴套设计合理,装配性良好,延长了轴套使用寿命,减少了轴套故障停机时间,为企业创造了更多的经济效益.     

采煤机摇臂齿轮传动系统搅油损失的研究

针对采煤机摇臂齿轮传动系统搅油损失问题,以1 200 kW采煤机为研究对象,对比分析了标准中两种单级齿轮搅油损失的计算方法,计算了整个摇臂传动系统的搅油损失。结果表明:两种单级齿轮搅油损失的计算方法差异很小,都适用于采煤机截割齿轮传动系统的搅油损失的计算;随着摇臂摆角的增大,搅油损失也都随着增大;当初始浸油深度增加时,搅油损失也有小幅度增加。该研究对于有效降低截割传动系统的功率损耗,以及系统可靠性和煤矿的节能环保等方面都具有重要的意义。     

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。     

采煤机摇臂传动系统寿命预测与优化分析

轴承和齿轮寿命是影响采煤机摇臂传动系统可靠性的关键,以MG500/1180型采煤机为对象,采用虚拟仿真分析方法研究其传动系统寿命问题。综合考虑了驱动电机的机械特性、轴承挡边间隙和摩擦、齿轮啮合侧隙及润滑油黏度等因素,运用RomaxDesign建立了包含轴、轴承、齿轮的摇臂传动系统虚拟仿真模型,以试验测得滚筒载荷为外部激励,对传动系统各零件的强度和寿命进行了分析研究,确定了影响传动系统寿命的轴承和齿轮,采用等寿命优化方法对轴承进行选型优化,采用微观几何优化方法对寿命最短齿轮进行修形,结果表明:优化后各轴承寿命基本稳定在采煤机一个检修周期内,其中最短轴承寿命由1.5×104h增至3.97×104h;齿轮最大接触应力由1045.77MPa减至1000.50MPa,寿命由1.003×105h增至7.378×105h,提高了传动系统可靠性。     

采煤机摇臂齿轮传动系统的可靠性优化设计

针对采煤机摇臂齿轮传动系统的设计,以可靠性设计理论为基础,推导出在齿轮强度、应力都服从正态分布时的齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度为约束条件,齿轮系体积最小为目标函数的优化数学模型,通过Matlab的遗传算法优化工具箱对其进行优化求解。实例结果表明,方法得到的设计参数能有效地提高摇臂齿轮传动系统的可靠度,减小齿轮传动系统的体积、重量,有利于实现产品轻量化,节约成本。     

采煤机摇臂行星减速器密封结构的优化

针对采煤机摇臂行星减速器时常由于密封结构设计存在缺陷而在割煤作业时出现漏油导致停产的问题,介绍了行星减速器的结构,并对出现漏油问题的原因进行了分析,提出通过选用带凹槽的浮环、增设浮动油封盘和改进迷宫沟槽等措施对行星减速器结构进行优化改进。经现场应用表明,改进后,提高了采煤机摇臂行星减速器密封结构的可靠性,每台采煤机每月可以节省在摇臂行星减速器密封结构方面的检修费用达2.3万元。