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。

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。

采煤机摇臂壳体动态特征及其优化

通过Hypermesh构建采煤机摇臂柔性体模型,并由此对ADAMS虚拟样机中的摇臂刚性体模型进行替换处理,形成刚柔耦合动力学模型。以模型为基础,从模态分析、谐响应分析、疲劳分析和振动分析四个角度,对采煤机摇臂壳体动态特征进行仿真分析,确认摇臂壳体最大应力点,分析摇臂出现应力集中现象的原因,进而提出针对性优化设计方案,并将优化方案应用于工程实践,确认优化设计方案的有效性。

采煤机摇臂壳体材料分析与研究

介绍了采煤机摇臂壳体材料对采煤机摇臂结构及整机性能的影响,通过对国外采煤机摇臂壳体材料进行成分分析、硬度分析和金相分析,比较了国内外壳体材料性能的优缺点,为国内采煤机摇臂结构形状优化及整机稳定性的提高提供了一定的参考。

基于多场耦合的采煤机摇臂壳体分析

为对大型装备壳体类零件进行创新设计,建立了大采高采煤机铸、锻、焊结合摇臂壳体的柔性虚拟样机耦合模型,研究截割部齿轮系统热平衡过程,确定温度载荷和边界条件,加载动力学仿真软件ADAMS输出的载荷文件.应用有限元软件ANSYS对摇臂壳体进行温度-结构耦合分析及疲劳寿命预测,得到了壳体的温度场及结构场云图,发现了摇臂壳体疲劳寿命的薄弱环节,并提出了改进措施.结果表明,温度场的影响使摇臂壳体的最大应力增加了11.707%.研究结果为大型壳体类零件的设计与优化提供了明确的量化依据,可有效提高该类零件的工作可靠性.

大采高采煤机新型摇臂壳体可靠性分析

基于虚拟样机技术,借助Pro/E和ADAMS建立了以铸焊结合摇臂壳体为柔性件的大采高采煤机截割部刚-柔耦合模型。根据煤层赋存条件、滚筒及采煤机设计参数,运用Matlab软件模拟生成采煤机不同工况滚筒受力的载荷文件。通过ADAMS仿真分析,发现工况1下摇臂壳体输出端后侧高强钢板和靠近煤壁侧铸刚件轴承座处的应力均超过各自材料的许用应力,且变形较大,安全系数低;通过NSOFT疲劳寿命分析,发现壳体关键点疲劳寿命低,不能满足设计要求;优化后,相同工况下摇臂壳体输出端受力及其Z向变形明显改善,且抗震能力增强。同时高强钢板材料最小疲劳循环次数提高近96倍。分析结果对合理安排焊缝位置、优化焊接工艺及提高摇臂壳体工作的可靠性具有重要参考价值。

基于VP与BP神经网络的采煤机摇臂壳体可靠性分析

为了提高采煤机的动态可靠性和工作效率,建立了SL1000型采煤机摇臂的刚柔耦合模型,通过动力学仿真得到了摇臂壳体应力、可靠性信息;基于BP神经网络,预测了其他工况下摇臂壳体的可靠度,分析了其与煤层坚固性系数、牵引速度及滚筒截深的关系,并优化了采煤机的牵引速度;将虚拟样机技术与BP神经网络相结合,为采煤机工作可靠性的预测提供了一种全新的理念和便捷的方法,具有重要的理论意义及较强的工程应用价值。

新型CrNiMo系调质钢大功率电牵引采煤机摇臂壳体的制造工艺研究

分析了电牵引采煤机摇臂壳体的力学性能要求,开发了新型的CrNiMo系调质钢及其热处理工艺,进行了摇臂壳体的铸造工艺模拟和加工工艺研究。结果显示,新型CrNiMo系调质钢的主要成分(质量分数,%)为0.37~0.44 C,0.60~0.90 Cr,1.25~1.65 Ni,0.15~0.25 Mo;其热处理工艺为空淬(正火)和高温回火。大型摇臂壳体的加工路线为铸造、空淬和高温回火、粗加工、去应力回火、精加工。新型CrNiMo系调质钢摇臂壳体具有较高的强度、硬度和塑性,满足大功率采煤机的使用要求。

采煤机摇臂壳体断裂原因分析及改进措施

从摇臂壳体的材料、设计及使用3个角度对其断裂的原因进行了分析。结果表明:在使用过程中,由于煤层赋存条件复杂等客观原因,导致采煤机摇臂经常承受较大载荷及冲击力,此种情况下,摇臂壳体行星头应力集中处出现细微裂纹,加之材料塑性和韧性偏低,最终导致壳体开裂直至断裂。最后给出了提高摇臂壳体强度的相关改进措施。

基于ANSYS和ADAMS的薄煤层采煤机摇臂壳体动力学分析

针对富含硫化铁矿结核体的薄煤层开采作业,基于MSCADAMS三维仿真建模软件对某型采煤机截割部建立刚柔耦合有限元模型,并通过MSCADAMS输出的载荷文件对摇臂壳体进行瞬时动力学分析,找出摇臂壳体的设计缺陷,为优化采煤机设计提供参考。

薄煤层采煤机摇臂壳体的瞬态动力学分析

以某煤机公司设计的含硫化铁矿结核体的薄煤层采煤机摇臂壳体为研究对象,基于Pro/ENGINEER建立了采煤机截割部的三维实体模型,并应用有限元分析软件ANSYS与多体动力学仿真软件ADAMS之间的双向接口,实现了考虑柔性体对机械系统动力学行为的影响;基于MATLAB软件生成了螺旋滚筒的瞬时负载文件,并将其导入ADAMS环境下的采煤机截割部刚柔耦合虚拟样机系统中,解决了含硫化铁矿结核体薄煤层采煤机截割部的输入实现问题;利用ADAMS的载荷文件对摇臂壳体进行了瞬态动力学分析并得到了基于精确动力学仿真结果的应力应变结果,发现了采煤机摇壳体设计上存在的问题,并对薄弱环节进行了优化,提高了产品质量,研究成果具有重要的理论意义和实用价值。

采煤机摇臂壳体瞬态动力学与模态分析

为研究瞬时负载作用下采煤机行走过程中摇臂壳体的力学特性,结合某型号采煤机实际工况,对采煤机摇臂壳体进行了瞬态动力学与模态分析,结果表明:摇臂壳体上齿轮传动箱与电动机仓相交处和行星头部与齿轮传动箱相交处应力较大,均超过摇臂壳体材料的屈服极限,为摇臂壳体薄弱部位;前6阶模态振型中振幅最大部位均集中在行星头部。该分析结果可为摇臂壳体的优化设计提供理论依据。

采煤机摇臂壳体有限元分析

为了给采煤机摇臂壳体结构和强度的设计提供理论依据,通过分析采煤机摇臂滚筒端截煤时的受力情况,给出了摇臂壳体计算模型的边界条件,对采煤机摇臂壳体进行受力计算,并利用ANSYS对摇臂壳体进行有限元分析,对摇臂壳体结构进行优化。

基于ANSYS和MSC Adams协同仿真的薄煤层采煤机摇臂壳体疲劳分析

为延长采煤机的使用寿命,以针对含硫化铁矿结核体薄煤层的某型采煤机摇臂壳体为研究对象,利用Matlab生成螺旋滚筒的瞬时负载文件,建立基于MSC Adams的采煤机截割部刚柔耦合有限元模型.应用ANSYS与MSC Adams之间的双向接口,实现柔性体对机械系统动力学行为影响的系统仿真,仿真精度得到提高.通过MSC Adams输出ANSYS所需要的载荷文件,对摇臂壳体进行瞬态动力学分析,并应用MSC Fatigue对其进行疲劳分析,发现该采煤机摇臂壳体的薄弱部位.该方法在产品开发的早期就能对摇臂壳体的疲劳特性有所认识,为采煤机设计提供新思路.

采煤机摇臂壳体的实验应力分析

本文介绍了我国首次采用相似模型电测方法,对采煤机摇臂壳体作了应力实验分析及其实验装置和实验模型的设计,其分析结果与有限元计算结果相当吻合。

M201型采煤机摇臂壳体的有限元分析

主要对M201型采煤机摇臂壳体进行有限元分析,计算摇臂壳体在最大采高和最低窝底位置极限状态时,网格划分大小不同时的应力及位移,并进行比较、分析,确定摇臂壳体在何时的应力值趋于稳定及合理应力值的大小,检验摇臂壳体的强度、刚度是否满足设计要求,是否有足够的安全系数,并为同类摇臂壳体的设计验证提供参考依据。

ZG30Mn2摇臂壳体调质工艺试验

对ZG30Mn2采煤机摇臂壳体进行调质处理，町以更好地发挥材料潜力，进一步提高其综合力学性能。为此，我们进行了工艺试验，制订ZG30Mn2调质工艺规范，掌握热处理变形及淬火裂纹的倾向，对ZG30Mn2机壳调质后的焊接性能进行测试，进行调质状态的硬度、拉伸、冲击韧度等力学性能的试验。

采煤机摇臂壳体应力和变形指标

针对采煤机摇臂壳体应力和变形指标进行了分析。

采煤机摇臂壳体的优化设计

针对采煤机摇臂壳体在采掘工作中出现的各种问题进行原因分析,通过Solid Works建立采煤机摇臂壳体的模型,利用Solid Works中插件simulation对模型进行力学分析,校核壳体的设计合理性,从而达到对产品的优化设计。

R参数编程在摇臂壳体加工中的应用

通过运用西门子840D数控系统中的R参数编程功能,编制了采煤机摇臂壳体电机孔外侧盖板面的铣削加工通用程序,解决了手工编程的繁琐计算及容易出错的问题,极大地提高了生产现场的编程效率和加工可靠性。