单自由度刨煤机动力学模型的建立与仿真研究

根据刨煤机运行的工况,考虑煤给予刨头的刨削阻力为随机变化的量,建立了刨煤机单自由度非线性随机动力学模型,同时考虑了刨链预紧力、多边形效应因素的影响。并以某参数为实例利用MATLAB/Simulink进行数值求解和仿真,得到了各因素影响下刨头速度和刨链张力的变化。研究结果表明随机刨削阻力和刨链预紧力对刨头速度和刨链张力变化影响较明显,链轮多边形效应则影响较小。本研究为分析刨煤机运行和刨链可靠性提供依据。

多自由度刨煤机动力学模型的建立与仿真

在单自由度刨煤机动力学模型的基础上,根据刨煤机的实际运行工况,建立了刨煤机多自由度非线性动力学模型,其中考虑了随机的煤壁作用力、刨链预紧力、链轮多边形效应因素的影响。并采用MATLAB/Simulink进行数值求解和仿真,得到了在各因素影响下刨头速度和刨链张力的变化状态。结果表明随机煤壁作用力和刨链预紧力对刨头速度和刨链张力变化的影响较大,链轮多边形效应影响较小,并且随机的煤壁作用力弱化了链轮多边形效应的影响。对多自由度和单自由度刨煤机动力学模型进行了比较分析,得出各种因素的影响规律是一致的,多自由度动力学模型更符合实际工况。为分析刨煤机动力学问题以及提高刨链可靠性提供理论基础。

刨煤机多体动力学建模与仿真分析

基于对国内外现有刨煤机理论的分析研究,结合我国薄煤层开采现状,分析刨煤机在实际运行过程中受轴的水平振动、链条的多边形效应、链条所受预紧力等因素影响情况,构造刨煤机多体动力学模型,分析其对刨链可靠性产生影响的因素。通过Matlab进行仿真,得到刨链前后张力的时间历程与刨链的运行速度,分析得到影响刨煤机链条寿命的因素:相对于刨链预紧力和随机煤壁作用力对刨链疲劳寿命会产生较为严重的影响而言,链轮多边形效应所产生的影响相对较轻。最后提出了提高刨链使用寿命的具体方案。

刨煤机刨链的运动分析及疲劳寿命分析

根据刨煤机的工作情况,考虑到刨煤机在实际工作过程中受到的刨削阻力、摩擦阻力、刨链的预紧力以及链轮的多边形效应和速度变化产生的力对链轮的影响等,建立刨煤机适当简化的动力学模型,并运用Matlab进行仿真分析,得到在不同情况下速度与刨链张力的时间历程,并运用Miner疲劳损伤理论进行刨煤机刨链的疲劳寿命分析。研究为分析刨煤机工作工况和刨链的可靠性提供依据。