ZG20SiMn铸钢摇臂壳体铸造过程数值仿真及工艺优化

摇臂壳体是采煤机的重要组成部件,具有多级壁厚、变截面等异形特征。为提高采煤机摇臂壳体铸造质量,解决因铸造工艺不成熟导致的缩松、缩孔等缺陷问题。以MG325型采煤机摇臂壳体为研究对象,设计顶注式和底注式两种铸造工艺方案,采用ProCAST软件探究不同浇注工艺方案下摇臂壳体铸件充型及凝固过程,分析铸件温度场、凝固场及缩松、缩孔铸造缺陷位置。基于Niyama判据和应力场分布对底注式铸造工艺方案进行优化。结果表明:优化后摇臂壳体铸件在凝固冷却过程中保持温度梯度递增,促进铸件实现顺序凝固,铸件缺陷率明显降低且充型效果更佳,缩孔体积仅占摇臂壳体体积的0.0049%,电机孔薄壁端面应力优化量为38.47%,输出端孔处应力优化量达到91.08%。本文研究成果为采煤机摇臂壳体的铸造工艺提供了理论基础和数据支撑。

发动机摇臂断裂原因分析

材料为QT600-3球墨铸铁的摇臂在发动机试车过程中断裂。对断裂的摇臂进行了断口的宏观和微观检验及能谱分析、化学成分分析、硬度检测和金相检验。结果表明:摇臂中有疏松和大面积夹渣,破坏了基体的连续性,并产生局部应力集中,从而导致裂纹萌生和扩展及摇臂断裂。此外,组织的球化不良也在一定程度上促进了摇臂的脆性断裂。

打包采棉机打包机构关键部件轻量化设计

为进一步改善打包采棉机打包机构的工作性能,以联合生产的4MZD-6型打包采棉机打包机构的关键部件摇臂组件为研究对象,结合尺寸优化和拓扑优化对摇臂组件进行轻量化设计,对优化前后的静动态特性进行对比分析。结果表明,摇臂组件质量减少9.46%,总质量减少23.6kg;优化后摇臂组件最大变形量基本不变,最大等效应力降低13.34MPa,固有频率有所增加,摇臂组件静动态特性得到进一步改善。实际工程应用证明了轻量化设计结果的有效性与可行性,可为打包采棉机其他结构或其他农业机械的轻量化设计提供方法指导。

摇臂连杆加工工艺与钻专夹设计

文章根据摇臂连杆的结构特点和技术要求,制订了该零件的机械加工工艺规程;在对定位装置、夹具装置及夹具体进行分析的基础上,设计并制造了用于第六道工序Φ35孔的钻孔专用夹具。应用结果表明,该夹具做到了加工精度保证、设计方案合理、结构简单实用,能有效提高摇臂连杆的加工质量及效率。

池州长江大跨越超高输电塔高空摇臂抱杆吊装试验与数值分析

安徽省池州段长江大跨越345 m超高杆塔是国家“西电东送”工程中白鹤滩-浙江±800 kV特高压直流输电线线路的重点工程。在超高杆塔施工中对摇臂抱杆高空吊装全过程受力分析是保证施工安全、保障西电东送工程顺利竣工的重要手段。开展了模拟施工过程的摇臂抱杆调幅加载试验,明确了分级加载下摇臂抱杆的全过程受力特征,建立了考虑动力特性的摇臂抱杆高空吊装有限元分析模型,明晰了在实际荷载工况下结构重要杆件与节点的应力分布规律,并基于诸多关键工况分析优化了高空摇臂抱杆的设计方案。研究成果可为超高杆塔的摇臂抱杆吊装施工提供理论支撑。

大倾角大功率采煤机摇臂润滑及冷却设计方法研究

提出了一种超大采高采煤机大倾角、大功率摇臂多腔润滑结构及冷却设计方法。通过将摇臂分为高速润滑腔、惰轮润滑腔、行星润滑腔构成的多腔腔润滑结构,避免了大功率摇臂在大倾角状态下油液聚集引起的发热问题,降低了齿轮传动飞溅润滑高度,保证了可靠的润滑效果;精确控制润滑油加油量,减少油液搅动摩擦。同时在摇臂上布置冷却效率高、维修拆装方便的多组冷却器,进一步降低摇臂传动系统温度,提高了摇臂传动可靠性,对今后超大采高采煤机大功率、大倾角摇臂设计具有一定的参考意义。

基于DP浮吊船的滑移下水驳船摇臂复位技术研究与应用

该研究旨在对陆丰12-3项目中海洋石油229摇臂复位方法进行优化设计。在导管架下水过程中,摇臂作为主要的受力结构,随导管架水平角度的变化而翻转。导管架下水后摇臂需尽快复位,以确保驳船安全。复位过程需要考虑安全性、稳定性及工作效率等多个方面的因素,设计合适的复位方案可以提高复位过程的安全性和效率。该研究采用CAD软件对复位支架进行建模,确定复位方向和复位工具,组织复位操作,并对复位效果进行验证。通过对复位方法的优化设计,可以为陆丰12-3项目中的海洋石油229提供可靠的摇臂复位方案,为其下水过程提供有力的保障。

输电线路双摇臂落地抱杆起升动载系数理论研究

针对现有双摇臂落地抱杆的设计计算未考虑起升效应的问题,以双摇臂落地抱杆单吊点模型为例,通过对抱杆的质量与刚度进行等效,推导起升动载系数的数学表达式,并建立相应的有限元模型来验证其正确性,最后通过试验对表达式进行修正。研究表明:起升动载系数的数学表达式为φ_(2)=1+βv_(h)的形式,起升动载系数由等效系数β和起升速度vh决定。通过仿真计算得到,抱杆的位移随加载时间的变化而增大,在达到一定峰值后,因刚度和质量的影响会出现周期性波动。起升动载系数随等效系数、冲击速度的增加而增加,仿真值与理论值的最大相对误差为3.33%,验证了起升动载系数数学表达式的正确性。通过抱杆的起吊试验,采用最小二乘法对起升动载系数数学表达式进行修正,表达式为φ_(2)=1.007+0.05vh。研究结果为双摇臂落地抱杆提供了起升动载系数计算方法,完善了抱杆的设计计算体系,提升了双摇臂落地抱杆的计算准确性与使用安全性。

基于GLGE的采煤机摇臂轴承故障诊断

传统采煤机摇臂轴承故障诊断技术往往只考虑高维振动信号单一几何结构信息,造成其他结构信息丢失,无法准确获取表征轴承运行状态的低维特征。提出了一种基于全局-局部图嵌入(GLGE)的特征提取方法。该方法首先通过挖掘高维轴承数据的全局和局部几何结构,构造一个协同表示图,准确表征高维样本间固有的流形结构;然后根据相似图相应的权重评估样本间的相似性,通过在低维空间中保持该相似性不变计算低维嵌入结果,得到能表征滚动轴承运行状态的低维特征;最后通过与支持向量机(SVM)相结合构建轴承故障诊断模型。实验结果表明:轴承平均故障诊断精度达到98.5%,与传统的故障诊断方法相比,该诊断模型故障诊断精度高,能有效提升采煤机摇臂轴承故障诊断精度。

基于Masta的采煤机摇臂寿命校核

分析了采煤机摇臂减速箱的结构组成及参数,建立了采煤机摇臂传动系统的三维分析模型,在Masta软件中分析了摇臂传动系统中齿轮及轴承的寿命,分析结果表明,齿轮的接触强度、弯曲强度安全系数高,轴承安全系数以及寿命富裕度大,能满足采煤机摇臂可靠运行的要求。

采煤机摇臂智能振动监测与应用研究

针对采煤机在作业过程中摇臂结构容易出现振动故障的问题,开展了采煤机摇臂智能振动监测与应用研究。设计摇臂智能振动监测装置,布局合适的信号监测点,选择合适的振动信号处理方式,对采集的信号进行降噪处理。根据获得的信号参数,判断智能振动监测结果。

采煤机摇臂壳体铸造冒口设计研究

采煤机摇臂壳体在铸造过程中需通过冒口来对铸件进行补缩,消除缩松缩孔等缺陷,保证毛坯铸造质量。通过对采煤机摇臂壳体的结构特点进行分析,并以某型号采煤机的摇臂壳体为例,介绍了铸造冒口的设计方法与设计过程。通过对摇臂壳体缩松缩孔区域分析、顶冒口设计、补贴设计以及侧冒口设计等,逐步完成了冒口设计方案,并利用铸造仿真软件对方案进行了仿真验证。最终得到的冒口设计方案有良好的补缩效果,消除了缩松缩孔缺陷。

不同工况下采煤机截割部结构动力学分析

利用数值模拟软件对采煤机前后摇臂及前后提升托架在直线工况和斜切工况下受力进行动力学分析,分别给出了前后摇臂及前后托架在不同工况下的应力集中区域,为后续采煤机截割部优化提供一定参考,为矿井降本增效作出贡献。

采煤机摇臂振动监测试验台设计

以MG620/1660-WD型采煤机右摇臂齿轮箱为监测对象,开展了摇臂采煤机摇臂振动监测试验台设计工作。分析了摇臂试验台的功能需求,完成了试验台的总体方案设计,具备工况模拟和振动监测功能。基于试验台总体方案完成了试验台设计,包括扭矩传感器选型、测功机选型、激振装置结构设计、控制系统方案等。确定了摇臂试验台监测的典型振动数据类型,指出来不同典型振动数据对应的监测部位,降低了试验台的操作难度,满足采煤机摇臂齿轮箱质量监测的要求。

JOY 7LS08采煤机摇臂一级行星架优化

针对当前JOY 7LS08采煤机摇臂一级行星架焊接结构在使用过程中焊缝开裂造成行星架输出端太阳轮齿轮部分损坏进而引发行星传动系统故障的问题,对加工工艺、零件材料进行了改进,采用整体锻造加工工艺。解决了原一级行星架中行星架本体和太阳轮焊接连接方式带来的焊缝脱焊问题,提升了行星架整体刚性,减少了采煤机摇臂传动系统故障发生频次。

采煤机摇臂壳体强度分析与优化设计研究

针对采煤机摇臂壳体存在肋板位置开裂的问题,以J71A型薄煤层大功率采煤机摇臂壳体为研究对象,运用ANSYS Workbench仿真分析软件,开展了摇臂壳体强度分析。结果表明,摇臂壳体肋板位置存在应力集中是其出现断裂的主要原因。通过提高肋板尺寸的方法完成了摇臂壳体结构改进,改进之后的摇臂壳体满足安全使用要求。改进摇臂壳体的应用,降低了摇臂壳体的故障频率,提高了采煤机有效工作时间,降低了采煤机运维成本,减少了煤炭成本,提高了煤炭产量,为煤炭企业创造了更多的经济效益。

立式辊磨机摇臂的动力学分析研究

摇臂是立式矿渣磨的关键受力部件,文章简要介绍了磨辊磨盘系统的结构和工作中的受力情况。在此基础上,用绘图软件绘制出摇臂的三维模型,经简化处理后导入有限元分析软件中,建立摇臂有限元模型。接着对其进行模态分析,得到摇臂的前六阶固有频率及振型,磨辊和磨盘二者的运动频率均远远小于摇臂固有频率。为了解结构各阶频率的响应情况,将摇臂下端液压拉力作为激振力,对摇臂进行谐响应分析,模拟摇臂受力数值出现波动时的工况,得到系统的两个共振频率,共振频率分别对应于摇臂的一阶和六阶固有频率。研究结果对提高立式辊磨机的动态性能及进一步优化有一定理论参考意义。

大采高环境下采煤机摇臂的设计及应用

为探究大采高环境下的采煤效率提升路径,从采煤机摇臂的角度着手,探究大采高环境下采煤机摇臂的设计工作。结合大采高环境下的一般需求,对采煤机摇臂的整体结构进行设计;分别对采煤机摇臂的传动组件和壳体两个重要组成部分进行设计,并对其设计要点进行初步探究;对设计完成的采煤机摇臂进行仿真分析。结果显示,面向大采高环境所设计的采煤机摇臂结构具有相对较优的综合性能,以期在今后逐步得到实际应用。

采煤机摇臂传动系统振动及故障监测研究

采煤机大大提升了煤炭开采的效率,采煤机的截割部直接决定这采煤的实际工作效率。由于煤矿井下煤炭工作面的地址不同以及各地段所处的环境也不相同,因此采煤机摇臂在实际应用过程中需要对采煤机摇臂传动系统进行检验检查。在日常活动中要及时的观察其运行情况。以摇臂传动系统为研究对象,结合目前现有的故障情况,构建采煤机摇臂传动系统振动及故障监测平台,验证了其功能和功效,能够在井下开展实际工作,具有着深刻的实际意义。

内燃机车摇臂轴座的工装设计

摇臂轴座是内燃机车柴油机排气摇臂的支座,对摇臂的安装起到关键的定位作用。该产品在加工过程中需要进行多次装夹,难以保证定位精度,且加工效率较低,产品质量不稳定。特别是需要大批量生产时,产品质量很难得到有效控制。通过分析该产品的加工工艺,设计专用的工装,提高了产品的加工质量与效率,节约了生产成本。