采煤机扭矩轴的扭断理论算法与试验研究

针对滚筒式采煤机扭矩轴的传统理论设计方法和工况条件与实际工作中的差异性问题,采用弹塑性变形分析方法建立扭矩轴的扭断修正模型,利用试件扭断试验验证理论模型的准确性,通过正交试验分析影响扭断参数的因素,给出符合实际的弹塑性抗扭截面模量算法。结果表明,加载方式对扭断时极限扭矩值影响显著,所占比重达到63%,卸荷槽半径影响不显著,依据试验结果在扭断理论公式中增加加载影响因子,确定了慢速加载、快速加载和振荡加载的影响因子系数分别为1、0.99和0.96。扭矩轴扭断试验真实反映了扭矩轴断裂的实际工作状态,通过试验研究所修正的扭矩轴扭断理论算法,对规范扭矩轴的理论设计提供了参考。

采煤机扭矩轴的设计及载荷谱作用分析

对MG500/670-BD采煤机进行了扭矩轴设计,通过理论分析确定了扭矩轴的材料、外形尺寸及卸荷槽形式,最终设计了所需扭矩轴。模拟扭矩轴实际应用情况进行了载荷谱加载,结果表明,扭矩轴最小疲劳安全系数为3.43,最小静态安全系数为2.02,满足使用要求。在极限载荷作用下静态安全系数为1.01,为许用静态安全系数的0.84倍,且在U形槽处最大应力超出了材料的剪切应力,出现了破断现象。

采煤机扭矩轴的设计及分析验证

对某采煤机的扭矩轴进行了设计,通过理论分析确定了扭矩轴的材料、外形尺寸及卸荷槽形式。运用有限元分析软件对所设计的扭矩轴进行静力学验证,仿真结果表明,其最大应力位于卸荷槽处,最大值为618 MPa,仿真值准确度为95%,可以实现过载保护。通过有限元方法得到了所设计的扭矩轴6阶模态,为其使用条件提供了理论依据。

连续采煤机截割部扭矩轴破断保护性能分析

采煤机进行煤岩截割的过程中,受到煤层中矸石等杂质的影响,对截割部造成冲击作用,使其承载过大。为避免截割部的受损破坏,采用扭矩轴进行截割部电机及传动系统之间的连接,在扭矩轴上设置相应的卸荷槽,使其产生应力集中现象,首先产生破断,实现对截割部的保护。针对扭矩轴的应力进行分析,并对卸荷槽的半径进行优化设计,使其最大应力值大于扭矩轴的扭转强度,从而对截割部形成有效的保护。

滚筒式采煤机扭矩轴改进设计与应用研究

针对截割部扭矩轴进行研究,通过ANSYS有限元仿真计算软件的应用,对扭矩轴的强度进行分析和优化,在实际优化中通过改变卸荷槽的半径R值来提高卸荷槽处的最大应力值,使其达到扭矩轴材料的许用应力值,在扭矩轴受到过载作用下可以及时断裂,最终完成对扭转轴的优化设计。

机电耦合对采煤机截割部扭矩轴负载的影响

扭矩轴是采煤机截割部的关键零件,具有缓冲和保护电机的作用,但在有些采煤机过载的情况下,扭矩轴未能及时破断,导致采煤机损坏。为了研究机电耦合对扭矩轴负载的影响,结合ANSYS和Adams建立了以扭矩轴为柔性体的截割部刚柔耦合模型,在SIMULINK中构建了截割电机模型和截割部机电耦合模型,利用LS-DYNA得到了滚筒截割煤体的负载,进行了动力学仿真,得到了考虑和不考虑机电耦合条件下扭矩轴负载的变化规律,为研究保护采煤机截割电机提供了参考。

采煤机截割部扭矩轴卸荷槽半径对其扭剪强度的影响

针对南沟煤矿MG300/710-WD型采煤机截割部扭矩轴工作时存在过载保护不灵、憋坏电机的问题,借助ansys有限元仿真软件,开展了卸荷槽圆弧半径对扭矩轴最大剪切应力的影响研究。结果表明,扭矩轴的最大剪应力数值随卸荷槽圆弧半径的增大而增大。借助Matlab分析软件拟合得到了扭矩轴最大剪切应力和卸荷槽圆弧半径关系式,经仿真验证了关系式的准确性,为扭矩轴的设计和改进工作提供了技术支撑。

滚筒式采煤机扭矩轴改进设计与应用研究

针对某煤矿企业服役中的滚筒式采煤机扭矩轴未发挥过载保护效果的问题,借助ANSYS有限元仿真计算软件,开展了扭矩轴仿真分析工作。结果表明,扭矩轴卸荷槽最大剪切应力低于材料许用应力是出现过载保护失效的主要原因,改进扭矩轴的应用,提高了采煤机的有效工作时间,为煤矿企业的产能和效率提升提供了保障。

冲击载荷下不同有效长度扭矩轴的扭转特性

为研究扭矩轴的有效长度和栽荷对其扭转特性的影响，应用ANSYSWorkbench有限元软件，当扭矩轴的卸荷槽尺寸不变、有效长度967～267mm和载荷瞬态冲击时间0．005～0．100S时，分析扭矩轴扭转过程的静力学和瞬态动力学特性。结果表明：在不同瞬态冲击时间下，扭矩轴的切应力变化与弹塑性变形过程存在明显差异；扭矩轴有效长度越小，切应力越大；当瞬态冲击时间为0．005s时，切应力的平均变化率为5．6MPa／dm，瞬态冲击时间越短，切应力越大且梯度变化越大，呈现非线性特征；当有效长度为267mm时，0．005s切应力最大变化大于27MPa。该研究可为扭矩轴的结构设计提供参考依据。

采煤机扭矩轴可靠性分析与优化设计

作为保护采煤机关键零部件的扭矩轴,其性能对采煤机的可靠性与使用寿命有重大影响。建立以扭矩轴、摇臂壳体、截割部行星轴和行星架为模态中性文件的采煤机刚柔耦合虚拟样机模型,结合实际工况,基于项目组开发的"采煤机载荷模拟程序"计算获得了采煤机滚筒的载荷文件,通过Adams仿真得到了扭矩轴的最大剪切应力和扭转位移及时刻。基于神经网络和可靠性灵敏度理论得到了扭矩轴剪切应力与位移对卸荷槽结构参数的灵敏度。以采煤机牵引速度和扭矩轴剪切应力与位移为约束条件,对卸荷槽进行优化设计,结果表明:当采煤机牵引速度大于12.236 7 m/min时,扭矩轴及时断裂,提高了采煤机的可靠性与使用寿命。

基于Pro／E的采煤机扭矩轴设计及有限元分析

基于Pro/E软件对某公司设计的扭矩轴进行了三维设计。应用Pro/E集成的有限元模块Pro/MECHANICA对扭矩轴进行了结构分析,得到静态分析受力云图,并进一步对卸荷槽做了敏感度分析,为改进设计提供了参考依据。通过模态分析结果得出扭矩轴固有频率小于工作环境频率,不会发生共振。

采煤机扭矩轴设计

基于有限元分析软件ANSYS和大型数学计算软件MATLAB对某煤机公司设计的薄煤层采煤机扭矩轴进行可靠性分析,获取不同深度的U型卸荷槽、不同开口角度的V型卸荷槽扭矩轴的应力变化规律;拟合出扭矩轴最大应力-时间变化曲线,并优化出扭矩轴卸荷槽的结构尺寸,同时结合由机械系统运动学和动力学自动分析软件ADAMS,仿真生成的扭矩轴所受峰值时刻的动载荷,验证改进后扭矩轴的可靠性和合理性。

采煤机摇臂扭矩轴设计

为充分发挥采煤机摇臂扭矩轴安全槽的过载保护功能,对安全槽进行结构改变及槽深改变,并用ANSYS进行静力学分析,结合扭转静强度安全系数获得安全槽的最优化结构来确保发挥扭矩轴在实际生产应用中的作用。

采煤机弹性扭矩轴的动态分析及设计

根据采煤机截割部传动系统的特点 ,建立弹性扭矩轴传动系统动态仿真模型 ,并结合采煤机的具体参数进行实例分析 。

基于扭矩轴坐标系的动力总成悬置系统解耦优化

汽车发动机振动会直接影响到乘坐的舒适性,针对YC4E型发动机振动过大问题,在扭矩轴坐标系内,进行了动力总成悬置系统能量解耦优化。首先建立汽车动力总成悬置系统分析模型,再把车辆常用的曲轴坐标系转换为扭矩轴坐标系,建立动力总成悬置系统微分方程,最后基于MATLAB平台开发了悬置解耦优化软件。利用该软件和ADAMS进行仿真计算,其固有频率基本一致,证明此软件性能可靠;同时各方向的解耦率都达到90%以上,有效降低了发动机振动向车身的传递。

采煤机扭矩轴断裂特性数值模拟

作为保护采煤机关键零部件的扭矩轴,其断裂特性对采煤机的可靠性与使用寿命有重大影响。建立采煤机刚柔虚拟样机耦合模型,结合实际工况,基于项目组开发的采煤机载荷模拟程序计算获得了采煤机滚筒的载荷文件,通过ADAMS仿真得到了扭矩轴的最大剪切应力及时刻。建立引入裂纹后的扭矩轴有限元模型,结合断裂力学,应用微动疲劳与三维裂纹扩展分析软件FRANC3D对扭矩轴进行断裂特性数值模拟,得到了扭矩轴裂纹前缘应力强度因子,对其进行裂纹扩展分析,结果表明裂纹前缘应力强度因子随着裂纹扩展步数的增加而增加,疲劳寿命为2.185 8×10~5次。将虚拟样机技术与断裂力学相结合,为机械设备中零部件设计与研究提供了新的技术与数据支持。

基于ANSYS/LS_DYNA的薄煤层采煤机扭矩轴动力学接触分析

利用有限元软件ANSYS对某煤机公司设计的薄煤层采煤机扭矩轴进行了静力学分析,得到了扭矩轴工作时的应力分布状况及最大应力;使用动力学仿真软件ANSYS/LS-DYNA,并结合系统运动学和动力学分析软件ADAMS仿真生成的峰值时刻动载荷,对扭矩离合器的工作过程进行了模拟,并对扭矩轴进行了动态接触分析,利用LS-POST后处理对计算结果进行可视化处理,计算了扭矩轴在工作时的应力、应变值及其变化规律,对静态和动态分析的结果进行了比较。

二次曲线形卸荷槽采煤机扭矩轴有限元分析

利用Inventor软件对采煤机扭矩轴进行参数化建模,通过控制扭矩轴模型卸荷槽的二次曲线形方程参数,进行线性应力分析得到合适的扭矩轴卸荷槽开口形状。针对此参数下的模型进行模态分析,得到扭矩轴的固有振动特性,结果表明采煤机的扭矩轴工作时不会发生共振。

国内外采煤机扭矩轴对比分析

针对国内扭矩轴折断频繁、适应性差的现状,以艾柯夫采煤机截割部扭矩轴为标杆,进行对比研究。

基于Web的采煤机扭矩轴参数化分析系统

提出了基于Web的采煤机扭矩轴参数化分析方法,结合MATLAB软件,运用ASP.NET技术,以C#语言为基础,设计开发了采煤机扭矩轴参数化分析的网络界面,可使用户在远程客户端直接求解受同一扭矩的、不同尺寸下的扭矩轴卸荷槽所产生的最大剪应力。