悬臂掘进机钻进工况下的载荷谱分析

掘进机载荷的波动性和随机性严重影响了掘进机的工作性能。为了揭示掘进机钻进工况截割载荷的动态特性及规律,在UG中建立了截割头截割煤壁钻进工况的模型,通过LS_DYNA软件对掘进机截割煤壁的过程进行了模拟仿真,得到了截割头所受的三向力以及截割阻力,并对其进行了自相关函数、互相关函数以及功率谱分析,通过分析其载荷特性来降低截割头的振动。结果表明:y方向力和合外力含有较多的周期信号成分,截割头所受x方向力与所受y方向力之间的相似性很大,y方向力与z方向力之间的相似性也很大,截割头所受载荷的主要频率功率谱处在0~10 Hz和50~65 Hz。     

横轴掘进机的动力学模型与算法研究

为提高掘进机的工作性能,在分析截割载荷和整机动力特性的基础上,建立了单个截齿、截割头的载荷以及整机动力学的数学模型,给出截割载荷与整机动力学特性的算法。采用Matlab语言对掘进机的动态特性进行了研究,结果表明:机体质量的变化对机体的振动影响较小,该算法为掘进机的设计提供了理论参考。     

纵轴式掘进机横向截割中电控箱振动响应分析

为研究电控箱的振动响应特性,基于UG建立了纵轴式掘进机的实体模型,在Adams/view软件中对其进行约束,利用IF函数添加由计算所得的截割头截齿载荷,从而对掘进机进行整机动力学仿真。在此基础上,结合实测电控箱振动信号,分析其振动响应特性,确定振动较大的方向及对掘进机振动影响较大的频率区间,从而得出电控箱y向振动较x、z向明显剧烈,各方向上的振动峰值处在2个频域段,低频在25 Hz以下,高频集中在110~120 Hz,为进一步设计对特定方向及频率减振的动力吸振器提供了依据。     

连续采煤机截割臂振动特性分析及载荷识别

为了获得连续采煤机截割臂的受力分布情况,在连续采煤机截割臂关键位置测试振动加速度,根据加速度随机信号进行了振动特性分析,比较各个测点的统计特征如均方值和标准差等得到了振动较为剧烈的连采机截割臂位置。依据振动固有频率以及阻尼比识别,采用时域识别方法,得到了截割臂测点的载荷时间历程和自功率谱密度函数,分析表明截割臂与机架铰接点处振动载荷较大,上覆盖件中间位置振动载荷较小。     

基于ADAMS的掘进机截割机构受迫振动仿真分析

运用动力学仿真软件ADAMS建立了掘进机截割机构的动力学模型;利用ADAMS自带的振动仿真模块Vibration进行振动分析;建立截割机构系统的输入通道,输入系统振动激励;定义截割机构输出通道,得到截割机构系统响应;通过分析系统响应规避有害振动,提高掘进机使用寿命。     

纵轴式掘进机横向截割时侧向振动分析研究

纵轴式掘进机在横向截割过程中,截割头受到外界随机动载荷的作用,掘进机的侧向受力情况变得非常复杂。通过建立纵轴式掘进机横向截割时的侧向动力学模型,求解出掘进机在不同工况下的履带侧向振动变化情况,得出掘进机履带在不同横向摆角下的侧向受力仿真曲线,为研究掘进机横向截割时的动态特性、稳定性和可靠性提供理论依据,也为其他履带式车辆研究动力学问题提供了参考。     

掘进机截割部刚柔耦合动力学特性分析

以某型重型纵轴式掘进机为载体,研究掘进机在横截工况下截割部的振动以及受力特性。首先在LS-DYNA中进行掘进机截割头截割岩石仿真,获得掘进机工作条件下截割头所受到的外载荷,然后运用ANSYS软件对截割部包括悬臂段、截割减速箱及截割电机箱体进行柔性化,最后在ADAMS中对整机进行刚柔耦合分析。研究结果为掘进机的截割部减振设计研究及其结构优化改进提供了理论依据。     

基于变分模态分解的掘进机截割减速器振动特性分析

对掘进机不同工况下截割减速器的振动加速度信号进行采集,并对振动加速度信号进行了时域、频域和时频域分析。在进行时频域分析时,采用变分模态分解得到若干个本征模函数,对每个分量信号进行Teager能量算子解调,在时频分析图中分析瞬时频率的变化情况。280Hz和350Hz左右的频率反复出现,与掘进机的工作频率有关。所得结论为研究掘进机的振动特性、优化结构设计、监测实时状态及进行故障诊断等提供了数据支持。     

掘进机截割臂静力学特性研究

当前纵轴式掘进机截割臂特性研究较少,截割臂的设计主要依据设计人员的经验。为此,对某型号掘进机截割臂进行建模,结合截齿的力学模型,通过ANSYS对截割臂进行静力学分析,得到截割臂在截割载荷作用下的变形和应力情况,给出了出现情况的原因,为截割臂动力学研究提供基础,为改进和完善适应半煤岩截割特性的纵轴式掘进机截割臂的设计提供理论依据。     

基于虚拟样机的掘进机截割头振动信号分析

利用Pro/E软件搭建掘进机整机模型,将该模型导入ADAMS软件中建立掘进机虚拟样机模型;在MATLAB中模拟掘进机截割头的受力曲线,导入ADAMS中生成样条曲线,施加于截割头质心处,进行振动仿真,得到掘进机截割头的振动信号变化规律并进行分析。了解煤岩硬度与掘进机截割头振动信号变化之间的关系,对实现掘进机动载荷智能识别以及掘进机自动化开采具有重要意义。     

纵轴式掘进机纵向振动分析及仿真研究

为确定纵轴式掘进机的纵向振动特性,提高机器工作的可靠性,利用多体动力学理论,建立了掘进机的多刚体动力学模型,分析并确定了截割头载荷,建立了相应的数学模型。利用计算机数值仿真研究液压系统的阻尼、截割头与机体的刚度和质量变化对机器振动的影响,获得了截割头、悬臂、机体的几何中心3个测试点纵向的振动特征。     

影响横轴式掘进机截割机构振动特性的因素分析

在横轴式掘进机截割机构横向截割的刚体动力学模型基础上,利用计算机模拟方法获得其在不同参数下的振动特性曲线,并分析了截割头质量、悬臂质量、液压系统刚度及阻尼变化对掘进机截割机构振动特性的影响,为研究横轴式掘进机的振动特性,改进机器设计创造了条件.     

纵轴式掘进机截割时履带的振动力学分析研究

掘进机在截割煤的过程中,受到外界随机动载荷的作用,掘进机的受力情况变得非常复杂,通过建立纵轴式掘进机上下截割时的动力学模型,求解出掘进机在不同工况下的履带振动变化情况,得出掘进机履带在不同工况下的受力仿真曲线,为研究掘进机工作时的动态特性等提供理论依据。     

掘进机截割载荷极值能量的频率识别

基于小波包分解提取信号的多尺度空间能量特征的基本原理，采用小波包分析技术对掘进机截割三向载荷信号进行分解，并选择能量比重较大的低频信号进行重构，运用Matlab进行仿真计算，得出掘进机截割载荷信号重构后的功率谱图,由此检测出掘进机截割载荷极值能量的频率分别为3.40, 375, 3.00 Hz，载荷能量集中在2.5～5.0 Hz之间.     

基于ADAMS对EBZ-75纵轴掘进机截割系统振动仿真分析

采用虚拟样机技术对掘进机的截割系统进行振动仿真,获得掘进机在频率为20 Hz、29 Hz、120 Hz、134 Hz时容易产生共振。因此掘进机在实际使用中,应尽量避免出现这些频率的截割负载,以保证掘进机工作的平稳性。     

基于模糊数学的掘进机截割头转速分档预测方法

针对悬臂式掘进机在井下掘进过程中截割载荷识别困难的问题,提出了一种基于模糊数学的掘进机截割头转速分档预测方法.通过分析掘进机截割头工作过程,基于模糊数学将井下实测的多传感器信息进行信息融合,得到截割头载荷的预测输出.依据不同工况将截割头转速分为四个档位,并进行了实验验证,为研究不同工况下截割头转速自适应控制提供了理论和...     

联合显式动力学与瞬态动力学对掘进机回转台的受力分析

针对掘进机回转台进行了受力分析,首先利用显式动力学分析软件LS-DYNA模拟了掘进机截割煤岩的过程,得到了截割头的受力情况。之后,建立了回转台的装配模型,将截割头所受阻力作为载荷条件施加上去,得到了回转台的受力情况,为进一步优化回转台结构奠定了基础。     

纵轴式悬臂掘进机不同截割俯仰角截割特性分析

首先利用三维建模软件UG,建立某型纵轴式悬臂掘进机截割头及岩壁的实体模型,然后将模型导入有限元软件ANSYS/LS_DYNA中进行截割仿真。根据工程实际,在软件中模拟了截割头在不同俯仰角下横截岩石的情况。通过进行接触仿真计算与分析,得到了不同俯仰角下截割头的整体受力情况曲线和各向振动加速度曲线。并且进一步分析了截割头的振动情况,为整机的振动分析和动力学分析打下基础。     

纵轴式掘进机截割机构结构静力学分析

为研究半煤岩掘进机截割机构在截割载荷作用下的应力应变特性,基于EBZ-75型掘进机,对掘进工作载荷模型进行了计算,并应用ANSYS软件进行静力学分析。分析表明,截割机构最大应力为325 MPa,发生在升降油缸销轴孔处;最大变形量位于截割头前端且变形量为2.6 mm,为半煤岩掘进机截割结构的改进设计提供了理论参考。     

纵轴式掘进机横向和纵向随机振动响应的分析

为分析纵轴式掘进机在随机激励作用下的振动特性,利用拉格朗日方法建立其随机激励作用下横向和纵向的运动微分方程,以国产某型掘进机为例,针对截割头所受随机激励产生的随机振动,运用虚拟激励法导出了掘进机横向和纵向振动响应的数学模型,并利用Matlab汇编语言赋值求解,获得了该掘进机系统的固有频率和3阶振型以及在随机激励作用下截割头、悬臂和机体的位移响应特性。研究结果表明:系统的固有频率集中在低频7 Hz内,第2阶固有频率对掘进机振动影响较大。在外随机激励作用下,截割头和悬臂的横向位移响应幅值略小于纵向,机体的纵向位移响应幅值明显大于横向。为验证结论的可靠性,利用ADAMS对掘进机多刚体动力学模型仿真,理论值、模型仿真结果和实验数据较接近,证实该方法研究掘进机的随机振动可行。