钻削机构与煤岩互作用系统耦合动力学研究

针对因井下煤岩复杂性及钻削煤岩时冲击、钻削机构间扰动、煤岩-钻头-钻杆系统的耦合振动,使钻削式破岩机构运动规律、动力学行为、可靠性难以有效控制、预测问题,考虑钻头与煤岩互作用的实际载荷及钻杆与孔壁煤岩接触碰撞载荷,将钻杆离散成有限个单元,建立钻削机构与煤岩互作用系统耦合非线性动力学模型,研究钻削机构在煤岩硬度f=4.65,f=3.7,f=2.7及不同转速下纵向、横向、扭转振动及不同条件下钻削机构振动试验。结果表明,随煤岩硬度的减小,钻杆横向振动半径、纵向振动频率及幅值均有所减小;对相同硬度煤岩,钻杆横断面上位移最大半径随深度变化始终呈指数关系;在研究的转速范围内,耦合系统横向振动受转速变化影响不大,且转速变化均仅改变纵向、扭转振动曲线幅值。可为钻削机构设计提供理论依据。     

采煤机截割部壳体振动特性分析

为避免采煤机截割部壳体在采煤过程中受载荷作用而发生共振,利用Solidworks建立了截割部壳体的模型,并将其导入ANSYS Workbench进行模态分析.本文在分析了截割部系统存在的各种振动频率的基础上,利用模态分析结果对壳体进行振动特性分析和讨论,并对采煤机截割部壳体的结构进行了优化,有效的避开了截割部系统所存在的各种振动频率.研究表明:截割部传动系统和壳体结构的设计都会影响壳体最终的受振情况.此项研究为截割部的进一步改进提供了依据.     

钻式采煤机螺旋钻头的静力学特性研究

为了开发一种高强度的螺旋钻头,利用圆柱坐标系定位法,对某型号钻式采煤机的螺旋钻头进行实体建模,结合螺旋钻头的力学模型,应用有限元分析软件ANSYS Workbench对螺旋钻头进行静力学分析,得到了螺旋钻头在工作中的受力状况和应力应变分布情况,提出了改进措施,为螺旋钻头结构优化设计和失效分析提供了指导。     

纵轴式掘进机截割机构运动学研究

为了实现掘进机全断面自动成形截割,对纵轴式掘进机截割机构进行结构简化分析,建立截割头空间位置参数与巷道断面自动成形控制参数之间的数学模型,并对其进行空间运动学分析,利用Matlab仿真获得了纵轴式掘进机截割头轨迹与液压缸伸缩量之间的对应关系,得到了截割机构的运动规律,可为解决掘进机自动截割成形控制的关键问题提供理论依据。     

小型地面钻机给进液压缸设计与研究

地面钻机给进液压缸一般采用经验设计,导致液压缸体积与质量大,成本高,装配和维修困难。针对此问题,研究了液压缸应力应变分布规律和稳定性,以及缸筒壁厚、缸筒底厚2个参数与液压缸应力、应变及质量的响应关系,从而实现对液压缸的参数化优化设计,总结了一套设计给进液压缸的新方法。     

基于有限元法的EBZ200掘进机后支撑疲劳分析

为了确保后支撑的结构性能和整机的稳定性,利用有限元分析软件ANSYS Workbench对掘进机后支撑关键零部件进行了研究。在后支撑受载最大的情况下,对其进行静力分析,得到了后支撑的应力、应变以及安全系数云图,给出薄弱环节;根据静力分析的结果,基于ANSYS Workbench Fatigue Tool模块对后支撑进行了疲劳分析,分析结果表明,后支撑疲劳强度满足要求。为类似零部件的设计提供了可靠的依据,验证了原始结构的合理性,有效缩短了产品开发时间和成本,具有较高的实用价值。     

行星传动系统的振动特性研究

针对行星传动系统在实际应用过程中由于共振导致传动系统的破坏问题,利用三维建模软件Pro/E建立2K-H行星传动系统的实体模型,应用Workbench对行星传动系统进行模态分析,得到其固有频率及各阶振型,分析其振动特性。并通过研究太阳轮浮动以及行星轮个数对振动特性的影响,进一步指出行星传动系统结构改变对振动特性的影响。此项研究为行星传动系统的进一步改进设计提供了依据。