薄煤层采煤机摇臂壳体的瞬态动力学分析

以某煤机公司设计的含硫化铁矿结核体的薄煤层采煤机摇臂壳体为研究对象,基于Pro／ENGINEER建立了采煤机截割部的三维实体模型,并应用有限元分析软件ANSYS与多体动力学仿真软件ADAMS之间的双向接口,实现了考虑柔性体对机械系统动力学行为的影响;基于MATLAB软件生成了螺旋滚筒的瞬时负载文件,并将其导入ADAMS环境下的采煤机截割部刚柔耦合虚拟样机系统中,解决了含硫化铁矿结核体薄煤层采煤机截割部的输入实现问题;利用ADAMS的载荷文件对摇臂壳体进行了瞬态动力学分析并得到了基于精确动力学仿真结果的应力应变结果,发现了采煤机摇壳体设计上存在的问题,并对薄弱环节进行了优化,提高了产品质量,研究成果具有重要的理论意义和实用价值。     

采煤机摇臂传动系统滚动轴承故障诊断分析

采煤机故障的快速诊断是设备高效率运行的保证措施,通过对采煤机摇臂传动系统滚动轴承的结构、故障种类、以及机理总结分析,提出采用反卷积自编码器+卷积神经网络的故障诊断方法.利用CAE+cnn、Cnn+Lstm、LSTM+cnn三种算法下的故障诊断方法进行测试实验,验证了反卷积自编码器+卷积神经网络的故障诊断方法的有效性、提高了故障诊断效率,为煤矿企业的安全生产提供了可靠的保障.     

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。     

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。     

采煤机摇臂传动系统的优化设计

以某型采煤机的摇臂传动系统作为分析对象,根据采煤机工作时的实际工况建立了采煤机传动系统的有限元模型,利用Matlab仿真分析软件对其传动系统进行了动力学分析,建立了摇臂传动系统工作时危险部分的应力图谱并对摇臂传动系统进行了疲劳分析,建立了摇臂传动系统的疲劳寿命可靠性模型,分析了摇臂传动系统的结构参数对其工作可靠性的影响。通过对采煤机摇臂转动系统的优化,极大地提高了采煤机摇臂传动系统工作的可靠性及稳定性。     

采煤机截割部摇臂齿轮传动系统动力学响应分析

采煤机截割部传动系统实际工况时很容易受到瞬时冲击力,从而产生剧烈振动,加速其薄弱环节的疲劳损伤破坏。现有研究仅以空载或均匀载荷下分析其动力学响应,没有考虑实际工况外部激励载荷以及非线性轴承刚度对齿轮传动系统动力学性能的影响。本文运用LS-DYNA软件对实际工况下的采煤机截割部外部激励载荷进行仿真模拟,同时建立基于ADAMS的截割部齿轮传动系统刚柔耦合动力学模型。考虑截割部重载零部件的柔性效应、齿轮的啮合时变刚度、综合啮合误差、滚动轴承变刚度等因素,对实际工况下截割部齿轮传动系统各齿轮副的动态啮合力和各支撑轴的动态接触力进行分析,得到其在实际工况下的动力学响应。     

采煤机摇臂传动系统动力学响应模型的建立及验证

以MG650/1620型采煤机为例,取采煤机的摇臂传动系统进行研究。对摇臂传动系统进行多轴多自由度的传动系统微分方程建模,并通过MATLAB对微分方程进行数值求解。通过建立传动系统的三维模型,进行动力学仿真和摇臂空载时的振动测量实验,利用仿真和实验结果,验证微分方程模型的正确性,得到一种分析摇臂动力学响应的可行性模型。     

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。     

采煤机摇臂在传动系统激励下的振动特性研究

通过有限元模型和试验验证,获得了摇臂工作时的固有振动特性,然后通过振动冲击试验,对摇臂在工作时的振动特性进行了分析。分析结果表明:采煤机摇臂传动系统在启动时对摇臂的冲击要远大于采煤机摇臂工作时所受到的截割载荷的冲击,摇臂的振动主要是由第3阶和第5阶振型引起的弹性振动。     

采煤机截割部机电传动系统动力学特性分析

针对采煤机截割机电传动系统动载荷大易于损坏的特点,提出一个行星齿轮变速过程扭转动力学模型,建立包含电动机、齿轮传动系统和滚筒的采煤机截割机电传动系统动力学模型,并对冲击载荷下采煤机截割机电传动系统的动力学特性进行仿真,研究电动机-齿轮传动系统的连接刚度和阻尼以及齿轮啮合刚度对采煤机截割机电传动系统动力学特性的影响,最后提出了减小采煤机截割部机电传动系统的动态啮合力冲击的方法,以减少采煤机截割传动系统的破坏。啮合冲击力可以分成两类:时变啮合刚度引起的啮合冲击力和冲击负载引起的啮合冲击力。可以通过减少啮合刚度的变化(比如采用人字齿轮)来降低时变啮合刚度引起的动态啮合力冲击;选取合适的电动机-齿轮传动系统连接阻尼和较小的电动机-齿轮传动系统连接刚度来减小冲击负载引起的动态啮合力冲击。     

采煤机截割摇臂壳体的设计与性能分析

针对国产摇臂壳体力学性能低于世界水平的现状,开展了采煤机截割摇臂壳体设计与性能分析工作.结果表明,自主设计的ZG30CrNiMo材料在合适的铸造和热处理工艺下力学性能达到了世界摇臂壳体材料的水平.应用ANSYS仿真计算软件分析该材料属性下摇臂壳体的强度,结果表明,最大应力较小,具有足够的安全裕度,能够保证摇臂壳体可靠稳定的工作要求.     

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。     

不同工况下采煤机摇臂壳体静力学的分析

针对采煤机的设计常采用较大的安全系数来保证采煤机的稳定性,造成了材料的浪费,不利于采煤机的性能发挥的问题,对采煤机摇臂壳体零件不同工况下的摇臂壳体的变形及应力分布情况进行仿真分析.结果 表明,在不同工况下的摇臂壳体变形量及应力值均较小,远低于材料的许用应力.对摇臂壳体要采取相应的优化设计,可减少摇臂壳体的材料使用,优化采煤机的结构.     

基于VP与BP神经网络的采煤机摇臂壳体可靠性分析

为了提高采煤机的动态可靠性和工作效率,建立了SL1000型采煤机摇臂的刚柔耦合模型,通过动力学仿真得到了摇臂壳体应力、可靠性信息;基于BP神经网络,预测了其他工况下摇臂壳体的可靠度,分析了其与煤层坚固性系数、牵引速度及滚筒截深的关系,并优化了采煤机的牵引速度;将虚拟样机技术与BP神经网络相结合,为采煤机工作可靠性的预测提供了一种全新的理念和便捷的方法,具有重要的理论意义及较强的工程应用价值。     

采煤机摇臂壳体不合格品返修方案的研究

介绍了采煤机摇臂壳体生产加工过程中不合格品出现的具体情况,并针对出现的毛坯缺陷、焊接缺陷、热处理问题及机械加工问题提出相应的工艺返修方案,通过返修使加工零部件达到设计、工艺及标准要求,提高了生产效率,减少了不合格品带给公司的损失。     

采煤机截割部传动系统建模与动力学分析

基于刚柔耦合多体接触动力学理论,对采煤机截割部传动系统进行了系统的研究,并以Recur Dyn为平台建立了包含传动系统齿轮,轴承和传动轴的采煤机截割部模型。考虑传动轴的柔性特性,建立采煤机截割部刚柔耦合传动系统。对系统中各零件之间接触参数进行设定,并进行动力学仿真分析,直观动态的描述了采煤机传动系统的工作过程。研究结果表明:第12对齿轮啮合力最大,其值为1 808 210. 8 N。轴4应变值最大,为0. 081。揭示了刚柔耦合系统和刚性系统在齿轮啮合力曲线及其频域信息的不同之处,为传动系统的优化设计及疲劳寿命预测提供依据。     

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。     

采煤机截割部摇臂壳体力学及模态分析研究

针对采煤机截割部摇臂壳体的动力学特性要求较高的问题,运用有限元软件ANSYS建立三维结构模型,在复杂工况下进行瞬态动力学及振动分析,得到模态振型图及位移响应变化曲线。结果表明,采煤机截割部摇臂壳体的前六阶非零模态振型的总变形满足力学性能要求,在一定载荷作用下的瞬态动力学分析中,应力及位移变化云图符合动力学变化规律。该结果为采煤机截割部摇臂壳体的正常运行及优化设计提供参考价值。     

薄煤层采煤机摇臂输出轴轴承特性分析

研究采煤机摇臂输出轴轴承,利用项目组开发的采煤机载荷模拟程序得到采煤机受力曲线,通过对采煤机的整体受力分析得到输出轴轴承的载荷。综合考虑轴承在工作中所受到的约束及外界环境等因素,利用ANSYS-DYNA软件对其进行显式动力学仿真,建立轴承的有限元模型,获取轴承的应力特性,为进一步研究输出轴轴承的运动特性提供了依据。