MG-300采煤机不同截深滚筒载荷计算机模拟

为了分析采煤机滚筒瞬时载荷的波动情况,通过建立采煤机单个截齿受力和滚筒载荷数学模型的方法,并利用计算机模拟技术,对采煤机不同截深下的截割过程进行模拟.获得了滚筒在不同截深工况的载荷和波动系数变化特征.针对MG-300型采煤机的某种滚筒进行模拟分析,得出了实际应用中降低滚筒载荷波动系数的措施,并且为采煤机的动态设计及优化设计提供了必要的手段.     

采煤机滚筒截齿排列的试验研究

根据采煤机破煤理论,研制煤岩截割试验台;根据不同的滚筒叶片截齿排列、螺旋叶片头数,研制4种不同的试验滚筒.以此为基础,在试验台上对4种不同截齿排列的滚筒进行截割性能试验,分析不同滚筒截割扭矩的最大值、最小值、均值、方差等参数;同时,对截落煤岩的块度进行分级处理,研究不同截齿排列滚筒截割块煤率.研究结果表明:对同一直径、不同叶片头数、不同截齿排列的滚筒,在截割时,随着螺旋叶片头数的增多,其载荷波动性减小;在2头螺旋叶片滚筒中,棋盘式滚筒的扭矩均值、方差等统计参数值均比顺序式的小,而棋盘式的块煤率比顺序式的大;具有3头螺旋叶片的畸变Ⅰ式和畸变Ⅱ式滚筒,在截割扭矩的统计参数值中除畸变Ⅰ式的方差小于畸变Ⅱ式的方差外,其余参数基本相等;并且,在4种滚筒中,畸变Ⅰ式截割时滚筒载荷的波动性最小,块煤率最大.     

截齿运动几何学分析

本文分析了滚筒式采煤机在截煤过程中截齿运动的规律,导出具有最大后角偏移量的截齿位置与滚筒直径的关系,推证出截齿后缘不碰煤壁的临界曲线是一渐开线,以及求出截齿一理想的最大切削厚度。     

采煤机截齿力学特性优化的记忆截割系统

为实现采煤机记忆截割过程中截割轨迹的实时动态调节,采用理论分析与实验的方法,分析了采煤机滚筒截割过程中的受力情况,应用最小模糊度方法建立滚筒x、y、z轴受力的隶属度函数,根据采集到的截割力信号判定截齿的实时截割环境,采用模糊神经网络控制方法对传统的记忆截割系统进行优化,并通过实验验证系统的精确性与可靠性.研究结果表明:改进后的系统能优化采煤机的记忆截割路径,大大降低截齿的磨损,延长了滚筒的整体使用寿命,提高了综采工作面的生产效率.     

滚筒式采煤机滚筒载荷谱的模拟分析与研究

根据单个截齿的受力模型和计算公式,建立了采煤机滚筒力矩模型和载荷波动模型.在此基础上,利用MATLAB编写了截割面积最大和波动系数最小时,转角与截齿力的关系程序和转角与力矩的关系程序,并对某型号采煤机滚筒进行了载荷模型的模拟和分析,分别得到了截割面积最大和波动系数最小时的滚筒转速、牵引速度和三向力的波动系数,为滚筒设计和实际使用提供理论依据.     

连续采煤机瞬时载荷分析

针对连续采煤机工作过程中的载荷波动问题,通过对连续采煤机滚筒截煤过程及其截齿受力状况的分析,研究了截齿处于截割断面不同位置时的滚筒瞬时载荷.提出了波动因数作为衡量滚筒载荷波动和工作平稳性的指标,建立了相应数学模型,并对螺旋滚筒瞬时载荷与载荷波动的进行了计算机模拟.为螺旋滚筒的进一步设计提供必要的理论依据.     

采煤机截齿排列参数对粉尘爆炸率的影响

利用假设与简化,建立了粉尘爆炸率与滚筒设计参数间关系的数学模型,以国产某型滚筒式采煤机为例,模拟得到了粉尘爆炸率与截线间距、每线齿数、叶片头数、截齿最大切屑厚度之间的关系曲线,通过分析,确定了上述采煤机截齿排列各参数对粉尘爆炸率的影响,为改进机器设计、合理确定采煤机的截齿排列参数、为减小采煤机的截割粉尘、降低粉尘爆炸率、提高煤炭生产的安全性提供理论依据。     

仿生截齿的磨损试验与温度分析

针对采煤机滚筒在截割过程中截齿受力较大的情况,分别对普通镐型截齿、仿生截齿进行截割过程的磨损试验和温度检测,通过三坐标齿轮综合测量仪对两种截齿的磨损情况和截齿的温度变化情况进行实验检测.通过对两种截齿的磨损情况和温度检测情况进行分析.研究结果表明:仿生截齿在截割实验过程中,磨损量相比普通截齿大,且在正向截割的过程中,仿生截齿有温度相对集中的位置,与普通截齿截割过程中温度值相比相差不大,对仿生截齿的硬度改进提供了理论依据.     

铣削式扁截齿运动学分析

本文从推导滚筒式采煤机截齿的齿尖运动轨迹入手,对齿尖的运动速度,速度瞬心,截割包角,截齿的切削厚度及工作前、后角的变化加以推导和分折,并得出了结论:在截割过程中,截齿截割煤体的工作包角略大于180°;截齿的截割厚度随滚筒转角而变化,其最大值的位置各低于轴心线;截齿的工作后角比设计后角变小,因此截齿的设计后角应大于后角的最大变化量。     

采煤机滚筒截割复杂煤层的突变分析

为研究采煤机滚筒截割复杂煤层时载荷的变化规律,在构造复杂煤层结构形式的基础上进行了实验研究。根据实验载荷建立了截割载荷的本构模型,并建立了不同结构形式煤层的力学模型。同时,根据井下实际工况建立了滚筒截煤的力学模型,基于突变理论建立了截割过程的尖点突变力学模型,获得了滚筒截煤的刚度和能量条件。分析结果表明:煤层的阻侵刚度需大于采煤机牵引系统的刚度,否则采煤机将出现强烈的振动,使得传动系统损坏;同时,煤层破碎所需的能量应不大于截割滚筒的能量释放率,否则采煤机滚筒将出现堵转现象,严重时截割电机将被损害。     

采煤机滚筒截齿的截线距分析及优化

为降低采煤机滚筒的截割比能耗,以某型采煤机的截割滚筒为研究对象,对合理选择截齿的截线距和切削厚度的比值进行了研究。利用UG三维CAD软件建立了3种不同截线距的截割滚筒模型,通过ANSYS/LS-DYNA对2组不同切削厚度情况下采煤机滚筒截割煤壁的过程进行了模拟,得到了镐形截齿所受截割力、特定时间内截落煤壁总体积、滚筒所受截割扭矩及截割比能耗等。通过对比这2组采煤机滚筒的截割比能耗和其他相关数据,分析了截线距和切削厚度的比值与截割效率的关系。结果表明,截线距和切削厚度的比值在2左右时,采煤机滚筒的截割比能耗最小。本研究结果对采煤机设计过程中滚筒截线距、滚筒转速和采煤机牵引速度三者之间的最佳匹配有一定的参考价值。     

复杂煤层采煤机滚筒载荷的数值模拟

为解决复杂煤层下工作的采煤机截齿磨损严重、缺失以及滚筒寿命低等问题,通过分析截齿与煤岩的接触位姿以及单齿的力学模型,建立了复杂煤层条件下采煤机滚筒的力学模型。为便于工程分析与应用,适当简化了截齿与煤岩的截割状态,以离散随机过程判断每一时刻截割过程中的受力状态,给出了复杂煤层下采煤机滚筒载荷的模拟算法。该模拟算法可实现任意旋转周期内滚筒三向载荷和负载扭矩的模拟,为采煤机滚筒的数字化设计提供条件。     

采煤机端盘截齿排列及安装条件

为了改善端盘截齿的受力状态,提高滚筒和截齿的使用寿命,根据端盘截齿的排列形式及其切屑图,分析了截齿对煤岩块度和工作面粉尘的影响,讨论了截齿安装角度对滚筒受力状态、截割比能耗以及端盘、截齿使用寿命的影响,确定了合理的角度范围.该研究可作为完善端盘截齿设计、提高滚筒工作效率的理论依据.     

一种采煤机摇臂承受偏载能力试验装置

本方案涉及采煤机领域,具体为一种采煤机摇臂承受偏载能力试验装置。该装置设有摇臂摆动装置、摇臂扭矩加载装置、摇臂偏载加载装置。本方案解决现有技术中存在的采煤机摇臂在偏载状态下截割头浮动密封、防尘圈失效损坏等问题,通过在截割滚筒处施加一定的扭矩,且在截割滚筒处施加一定的模拟偏载,可获得该采煤机摇臂在截割滚筒处承受扭矩的同时承载偏载的能力。     

采煤机截齿动力学模型及其求解方法

通过对采煤机截齿截煤过程中的受力分析,建立了采煤机截齿的力学模型.在假设采煤机截齿为单自由度振动刚体的基础上,建立了采煤机截齿的动力学模型.同时,将采煤机截齿在截煤过程的振动假设为任意激励下的振动,并给出了任意激励下的采煤机截齿的运动方程及其求解方法.此研究为采煤机螺旋滚筒及整机的动力学分析及其设计奠定了基础.     

采煤机割盘改造技术的应用

简单介绍了采煤机滚动筒扁形截齿和镐形截齿及其优缺点，分析了镐形截齿的受力情况及主要技术特征，并对阳来市第一监狱煤矿采煤机割盘改造前后的使用情况进行了对比分析。     

采煤机截割粉尘扩散运移规律的试验研究

采煤机割煤滚筒旋转形成涡旋风流是导致割煤截割粉尘扩散运移的直接原因.通过对成庄煤矿某综放工作面采煤机割煤滚筒受限空间截割粉尘现场实测,分析研究截割粉尘在不同条件下扩散运移的基本规律,得出无论是顺风割煤还是逆风割煤,涡旋风流场对截割粉尘的作用主要发生在割煤滚筒靠近采煤机机身侧的下1/4圆周区域,并使该区域顺风割煤时截割呼吸性粉尘质量浓度达到95 mg/m~3,逆风割煤时呼吸性粉尘质量浓度达到110mg/m~3,远远高于国家有关标准和要求.     

可视化模拟在连续采煤机滚筒设计上应用

为了准确研究连续采煤机工作时工作机构上的载荷情况,以破煤理论为基础,通过对影响截齿载荷的各项因素进行理论分析,建立了滚筒受力的数学模型.根据模型,基于VB6.0平台设计了连续采煤机滚筒的计算机辅助设计系统.利用该系统在可视化界面中输入不同的参数,可以输出不同工况下的滚筒载荷.该可视化模拟软件为连续采煤机的滚筒设计提供了简捷、有效的设计手段.     

不同工况下采煤机截齿截割阻力实验研究

针对采煤机在不同工况下的截齿截割阻力的变化特性及斜切进刀工况下事故频发的状况,该文设计了由贴应变片插入式测量截齿和无线信号采集模块等组成的截齿截割阻力在线实验方案。将该方案用于MG400/930-WD型采煤机,在某大型采掘装备研究中心进行截割实验,得到了不同工况下采煤机截割阻力的变化曲线。分析实验结果可知,各截齿截割阻力在斜切进刀和正常工况下均为"间歇周期"变化,在单个周期内截割阻力先增大后减小,且增大和减少过程中呈波动变化;截割阻力在斜切进刀工况下先增大后减小,正常工况下较为稳定;在斜切进刀工况下,各截齿最大截割阻力数值及其出现的位置均不同,越晚参与截割的截齿出现最大截割阻力的位置越靠后,数值也越小,最大相差0.4 k N;斜切进刀工况下各截齿开始参与截割时,采煤机位置差异较大,最早与最晚位置相差约11.0 m;斜切进刀工况下的最大截割阻力达到6k N,约为正常工况下的6倍。该文实验方案可为采煤机斜切进刀工况下事故频发原因分析和截割部设计提供实验依据。     

硬岩掘进机截齿与齿座的有限元分析

为了明确硬岩掘进机截齿与齿座的受力和应力分布情况,确定其损坏原因,通过MATLAB软件模拟单个截齿载荷,利用ANSYS对单个截齿及齿座进行有限元分析。研究表明：单个截齿的受力随切屑厚度的变化而变化,截齿位置角在π/2处截齿所受的各向载荷最大。截齿的最大变形发生在刀头部位,齿座的最大变形发生在齿座前部。根据研究结果,有针对性地采取措施,可进一步减少截齿及齿座损坏,延长其使用寿命。