采煤机螺旋滚筒随机载荷的模拟

文章建立了截齿受力和滚筒载荷的数学模型,在此基础上,利用计算机模拟的方法,得到了螺旋滚筒的随机载荷,并对其结果进行了统计分析,所得结论对于采煤机动态特性与动力学行为的研究具有重要意义。     

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。     

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.     

采煤机滚筒计算机辅助设计系统

以截割理论为基础,通过对影响采煤机滚筒性能各因素的考虑,建立了采煤机滚筒的计算机辅助设计方法,介绍了采煤机滚筒计算机辅助系统设计软件及其内容、特点和工作过程;利用该软件可以设计新滚筒,也可以对已使用的滚筒进行改造设计,所设计的滚筒可以改善采煤机的截割性能,提高截割效率,增加机器的稳定性.图4,参5.     

采煤机滚筒的计算机辅助设计

以截割理论为基础,建立了滚筒的不同排列模式及其最佳截线距的计算公式以及滚筒载荷波动的数学模型。在此基础上编制了计算机辅助设计的计算机程序。其中考虑了筒参数排列模式的选择,制造的可能性及降低载荷波动为目的截齿排列搭配参数的优选。     

采煤机滚筒截割性能数值模拟

为研究采煤机滚筒的截割性能,采用离散元法,分析截齿安装角、截齿齿尖尖角、转速对生产率、块煤率、三向阻力、三向转矩、截割比能耗、截割功率的影响规律.研究结果表明:随着截齿安装角的增大,块煤率、生产率、截割比能耗、截割功率、三向阻力、三向转矩先增大后减小;随截齿齿尖尖角的增大,三向阻力、三向转矩、截割比能耗、截割功率先增大...     

采煤机滚筒截装过程的运动学分析

分析了螺旋滚筒截割和装载过程的运动特性，可为滚筒的参数选择提供一定的理论依据。     

采煤机螺旋滚筒截齿排列模式及其分析

本文分析了２头、３头及４头螺旋滚筒可能产生的几种排列模式，就这几种排列模式给出了实际截深及最佳截线距的计算公式，最后分析了３头螺旋滚筒排列模式的选择。这对截齿排列的选择有一定的理论指导意义。图８，表１，参３。     

连续采煤机截割滚筒的运动学分析

为了研究连续采煤机的动力学行为,提高采煤机工作机构的设计质量,根据实际工况,分析了连续采煤机截割滚筒的运动轨迹,建立了采煤机滚筒截齿的轨迹方程、速度方程和加速度方程,通过计算机仿真,分析了滚筒转速、垂直摆动速度对截齿运动参数的影响,为合理选择截割滚筒的工作参数和提高工作机构的设计质量提供了理论依据。     

采煤机滚筒截齿配置及滚筒转速与牵引速度匹配关系的研究

从获得最佳切屑厚度的原则出发，研究了采煤机滚筒截齿配置型式、滚筒转速与牵引速度的匹配关系。     

Molecular dynamics simulation and continuum modelling of granular surface flow in rotating drums

Numerical simulations of granular flows in rotating drums operated at medium to high rates (Fr=0.1― 0.2) have been carried out by using a Molecular Dynamics (MD) algorithm that incorporates inelastic particle interactions, sliding friction and rolling friction. The results indicate that the behavior of granular flow in rotating drums can be classified into two distinct zones: a shear active layer at the bed surface and a quasi-static plug flow region adjacent to the wall. The residence time of a tracer particle in the active layer is approximately a third or a half of that in the plug flow region. The thickness of the active layer at mid-chord is about 0.57―0.61 times that of the plug flow region. It is found that all cases simulated in this work are in the rolling-cascading intermediate regime instead of the pure rolling re-gime. The simulated tangential velocity at the mid-chord is also compared with experimental results reported in the literature and good agreement has been obtained. Based on the MD simulations and experimental results, a continuum approach has also been developed. It is shown that the behavior of granular solids in the plug flow region experiences plastic deformation along the radial direction from the wall with the velocity profiles well described by an exponential function, whereas the active layer velocity follows a simple expression for the Couette shear flow. Discussion has also been made on the granular temperature and concentration profiles.     

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。     

内置螺旋转子管式光生物反应器的流动特性数值模拟

提出了在管式光生物反应器（T-PBR）内置螺旋转子以优化其性能的方法。采用两相流模型模拟其流动特性,对内置两叶片螺旋转子、内置低流阻螺旋转子与无内置螺旋转子在旋流数、液相体积传质系数、截面速度云图、液体速度分量及气体速度分量等方面进行模拟比较。结果表明,内置螺旋转子可以增强管内旋流流动,提升气液两相间的传质效率,改善T-PBR的混合性能。最后比较了不同导程两叶片螺旋转子对T-PBR混合-传质性能的影响。     

基于动力学分析的采煤机截齿可靠性

为了计算采煤机截齿的可靠性,对截齿进行了受力分析.将实际工况处理为随机变量,采用概率统计的方法确定采煤机截齿的工作应力及其材料强度.分析认为采煤机截齿的工作应力服从伽马分布和材料强度均服从正态分布,根据应力-强度干涉理论建立求解截齿可靠度的数学模型.为采煤机截齿的故障诊断提出了理论依据.     

采煤机液压调姿牵引机构的仿真研究

为改善采煤机整机受力状态,避免牵引机构损坏事故的发生,在常规牵引机构的基础上进行改进,提出了一种采煤机的液压调姿牵引机构。应用ADAMS软件建立仿真模型,给出基于Hertz碰撞理论的行走轮与齿轨接触碰撞力的计算方法和主要仿真参数的设置依据。以牵引阻力为变量,对比常规牵引仿真结果,研究调姿机构的使用对整机运动特性的影响,同时分析液压缸阻尼系数的变化对仿真结果的影响。结果表明:液压调姿牵引驱动采煤机行走可以有效改善采煤机整机受力状态,提高采煤机行走的平稳性,液压缸阻尼系数较低会引起运动起步阶段的不稳定,但是波动幅值及时间均在工程允许范围内,进一步说明调姿机构对采煤机行走系统的适用性。     

冷绕成形螺旋弹簧回弹理论及数值模拟

针对现有研究未考虑张力对螺旋弹簧成形及回弹影响的问题,建立受张力影响的螺旋弹簧成形及回弹理论;讨论当簧丝受弯矩和张力共同作用时,弯矩与簧丝横截面应力、张力与簧丝横截面应力、回弹比与张力的关系;通过大型非线性有限元分析软件ABAQUS 6.8实现不同张力下螺旋弹簧冷绕成形过程的数值模拟.理论计算与模拟结果均表明:张力不同会导致弹簧最终回弹量的不同:张力越大,簧丝在卸载时越容易保持成形时的形状,回弹量越小:实际生产弹簧时,在除张力外的其他参数不易改变的情况下,可通过增大或减小张力的方法来减小或增大回弹量.     

采煤机镐型截齿安装角的研究

详细分析了镐型截齿安装角对受力和截煤的影响。在此基础上，导出了煤质，截齿主要参数与安装角的定量关系。从而导出齿身与煤体不发生干涉的理论设计条件。通过单齿截煤试验，进一步证明了理论分析的正确性，得到齿身与煤体存在干涉时，对截割阻力的大小，变化规律，和成分构成的影响程度，解决了长期以来镐型截齿安装布置缺乏理论根据的问题，对于镐型齿的参数设计和截齿安装布置有着指导意义。