滚筒采煤机截割部传动系统的动态特性研究

针对采煤机截割煤地质条件复杂特性,以山西潞安矿业(集团)有限公司古城煤矿N1306工作面为背景,基于MG400/940-WD采煤机进行采煤机截割部传动系统的动态稳定性研究,利用理论分析的方法,建立多工况条件下的采煤机截割阻力解析式,确定采煤机牵引速度和转速一定时,截割滚筒受载与阻抗成正相关关系,并通过MATLAB进行采煤机数值仿真,分析多状态下采煤机截割部传动系统的截割电机和行星轮动态响应分析,确定不同截割阻抗变化,通过提出并制定牵引调速和截割调速方案并模拟验证,确定牵引调速方案能够较好提高采煤机截割煤的适应能力,提高采煤机工作的稳定性。

不同转速对采煤机截割滚筒受力的影响研究

针对燕子山矿MG680WD型采煤机截割滚筒效率偏低的问题,开展滚筒转速对滚筒受力的影响研究。建立仿真截割煤岩模型,分析不同滚筒转速条件下滚筒受力情况。结果表明,滚筒所受三向力随截割过程的进行逐渐增大后趋于稳定波动,最大受力和均值均存在z轴受力>x轴受力>y轴受力的趋势;滚筒转速与滚筒受力情况成反比关系,原因可能是滚筒截割深度不变时,滚筒转速越大,单位时间内参与截割煤炭的截齿越多,降低了滚筒工作载荷。研究得到了滚筒转速对截割滚筒受力情况的影响规律,对于采煤机进行控制参数优化工作具有指导意义。

滚筒采煤机负载的波动性分析

为了寻求滚筒采煤机正常工作时自身产生振动与冲击的原因,经过对滚筒上截齿受到的截割阻力与牵引阻力以及该两力在采煤机的牵引方向和竖直方向分力进行分析,得知两分力大小与截齿的切削厚度和旋转角度位置有关;研究了滚筒上受到的瞬时力与平均力的计算方法,推导了综合旋转角度和切削厚度的载荷波动系数的计算公式,并对所建立的公式进行了仿真模拟。结果表明:截齿数目从偶数增加1变为奇数时,载荷的波动系数的值明显减小;截齿从奇数增加1变为偶数时,载荷的波动系数不一定减小;适量的增加滚筒上同一螺旋线上截齿的数目可以有效的减小载荷的波动系数;为了提高截齿的使用寿命和可靠性以及滚筒的稳定性,减小滚筒和整个采煤机的冲击性,同一螺旋线上一周内截齿的数目应该尽量选用奇数。

滚筒采煤机截煤切削厚度的波动性分析

介绍了切削厚度与采煤机工作受力以及平稳性的关系,分析了滚筒采煤机截煤时切削厚度的变化规律和特点,计算了被截煤层的平均切削厚度并提出了用切削厚度的波动系数来分析其变化程度,推导了该波动系数的计算公式,并以此为基础对几种不同数目下的截齿进行了仿真。仿真结果表明适量地增加滚筒上同一截线上截齿的数目可以减小截齿截煤时的受力冲击性,但是数目应该尽量选用奇数。

MG400/951-WD型采煤机装煤性能研究

针对MG400/951-WD型采煤机装煤问题,采用离散元模拟方法研究其前滚筒抛射及推挤装煤.主要研究滚筒转速、牵引速度、截深及颗粒大小对装煤率的影响.研究表明保证产能工况下,滚筒抛射装煤率要高于挤压装煤率21.9%,所以采用抛射装煤较好;抛射装煤时,滚筒转速从301.59 rad/min增加到427.26 rad/min,装煤率呈非线性上升;牵引速度从6 m/min增加到10 m/min,滚筒装煤率先增加后减小,当牵引速度为7.8 m/min时装煤率达到最大;当截深从600 mm增加到800 mm,滚筒装煤率逐渐降低.颗粒大小对滚筒装煤率影响不大;采用正交实验对滚筒转速、牵引速度、截深进行最优匹配,表明该型采煤机在滚筒转速、牵引速度、截深分别为427.26 rad/min、8 m/min、600 mm时,装煤率达到最优为74.5%同时既增加了过煤空间,又达到了装煤效果.

MG375-W型采煤机滚筒研究与改造

MG375-W型采煤机滚筒是采煤机重要的部件,合理配置和维护好滚筒,可以延长采煤机工作寿命。同时,在采完一个较长的工作面后,滚筒将接近报废,通过对采煤机滚筒部件进行更换或修复,节省大量的设备投入费用。

采煤机高可靠性机电液短程截割传动系统

截割部是滚筒采煤机最重要的组成部分,也是最易产生失效的部分。针对现有滚筒采煤机截割部可靠性低和适应性差的问题,设计一种高可靠性机电液短程截割传动系统,该系统实现了负载突变下的缓冲减振和煤层变化下的滚筒调速。建立截割电动机、泵控马达系统和蓄能器的数学模型,基于AMESim软件建立MG300采煤机截割传动系统的仿真模型并进行系统调速性能、应对突变工况性能仿真分析和效率分析,结果表明系统既能实现滚筒转速的良好调节又具有一定的缓冲减振功能并且在典型工况下有着较高的传递效率。因此,所设计系统能提高采煤机的可靠性和自适应性,仿真结果验证了该方案的有效性和可行性,为深部危险煤层无人采煤机的研发奠定了基础。

采煤机斜切进刀过程动力响应分析

为了研究采煤机斜切状态下滚筒负载特性,推导了滚筒(截齿)挤煤判断条件,运用挤压面积和煤岩破裂理论,得出了斜切状态下滚筒轴向附加载荷。准确地了解斜切进刀过程中滚筒负载的变化情况,避免了现有比例计算法和功率计算方法中出现的缺陷和误差,为采煤机主动设计提供理论依据。使用Matlab数值仿真软件得出采煤机斜切进刀过程前后滚筒受力情况,并使用Adams多体动力学仿真软件对采煤机斜切进刀过程采煤机动力响应进行仿真。得到不同牵引速度下,各个质量块的振动位移、加速度。为采煤机整机及其部件的稳定性、可靠性设计及动力学分析提供理论依据,对采煤机主动设计有一定的指导作用。

采煤机多参数耦合匹配优化智能降尘控制研究

为实现对采煤机截割煤岩过程中粉尘质量浓度的最优控制,开发一种基于多参数耦合匹配优化的采煤机智能降尘控制方法。以最低粉尘质量浓度为目标,以牵引速度、滚筒转速以及截割深度为变量,建立采煤机最优降尘控制的多参数耦合优化匹配模型;采用迭代优化方法,结合优化终止判定条件,得到最低产尘量时的采煤机多工作参数优化结果。采用综采面3机配套模型进行截割控制与测试试验。结果表明,在采煤机多参数迭代优化过程中,粉尘质量浓度快速下降收敛,优化前后粉尘质量浓度分别为632和158 mg/m3,降尘效率达到75%。

基于实际工况的采煤机行走箱圆锥滚子轴承故障诊断

采煤机实际工况比较复杂,产生的激励对采煤机零部件疲劳失效影响较大。以某型采煤机行走箱圆锥滚子轴承为研究对象,运用专业数据采集软件DASP采集采煤机行走箱振动数据并作为载荷激励,对采煤机行走箱圆锥滚子轴承诊断进行研究分析。将轴承振动数据导入采煤机行走箱轴承故障分析系统中对圆锥滚子轴承故障进行诊断,实际应用诊断结果与分析结果一致。该研究为降低采煤机轴承故障发生率、减少维修成本和维修时间提供参考。

采煤机摇臂浮动油封频繁漏油及损坏的原因分析

对浮动油封频繁漏油及损坏的原因进行了分析,并通过对返厂大修摇臂的拆解及测量对其进行了验证。结果表明:行星减速器中双列圆锥滚子轴承磨损严重,内部游隙严重超差是造成浮动油封频繁漏油及损坏的主要原因。

采煤机鼓形破碎滚筒的设计

通过理论分析并结合现场使用过程中遇到的问题,设计了一种全新结构的鼓形破碎滚筒,采用ANSYS有限元分析软件,对鼓形破碎滚筒进行了三维建模和静力学分析,分析结果表明,鼓形破碎滚筒的受力情况、变形量相对现有传统破碎滚筒更为合理,可大幅提高了破煤效率。

基于ANSYS的采煤机摇臂双列圆锥滚子轴承配合精度分析

分析了采煤机摇臂行星机构的结构组成,对采煤机摇臂行星机构的受力情况进行了分析,阐述了双列圆锥滚子轴承内外圈配合精度的选择方法。通过建立三维模型,在ANSYS软件中对比分析了H7/k6和H7/m6配合精度下采煤机摇臂行星机构的刚性数据,得出了摇臂行星机构双列圆锥滚子轴承内圈更适宜采用H7/m6配合精度的结果。

采煤机滚筒截齿的截线距分析及优化

为降低采煤机滚筒的截割比能耗,以某型采煤机的截割滚筒为研究对象,对合理选择截齿的截线距和切削厚度的比值进行了研究。利用UG三维CAD软件建立了3种不同截线距的截割滚筒模型,通过ANSYS/LS-DYNA对2组不同切削厚度情况下采煤机滚筒截割煤壁的过程进行了模拟,得到了镐形截齿所受截割力、特定时间内截落煤壁总体积、滚筒所受截割扭矩及截割比能耗等。通过对比这2组采煤机滚筒的截割比能耗和其他相关数据,分析了截线距和切削厚度的比值与截割效率的关系。结果表明,截线距和切削厚度的比值在2左右时,采煤机滚筒的截割比能耗最小。本研究结果对采煤机设计过程中滚筒截线距、滚筒转速和采煤机牵引速度三者之间的最佳匹配有一定的参考价值。

采煤机截割部中滚筒座的有限元分析

采煤机滚筒座在截割部中的作用主要是连接并输出动力给截割滚筒,从而让采煤机完成割煤和装煤。它是整个传动系统中受力情况最复杂,传递力和扭矩最大的零件之一。利用UG三维造型软件建立某新型采煤机截割部行星减速机构的简化模型,并对该机构中的滚筒座进行结构和强度分析,得出滚筒座在所受载荷下的应力和应变云图。结果验证了该减速机构中的滚筒座结构设计是合理的,对其他同类机械的结构设计及优化研究具有一定的参考价值。

消除采煤机滚筒联接盘类铸件的缩松缺陷

通过改变采煤机滚筒联接盘的铸件结构和铸造工艺 ,大大提高了此类铸件的正品率 ;同时减小了实际切削加工余量 ,取得了明显的经济效益。

采煤机摇臂浮动油封公差调整分析

介绍采煤机摇臂浮动油封的工作原理、失效形式,分析了因圆锥滚子轴承公差对浮动油封造成的影响,并提出了消除这些负面影响的方法。

滚筒采煤机的故障分析及改进设计

针对滚筒采煤机截割部密封元件密封失效、材料强度过小以及牵引部局部散热不良等一系列常见的问题,提出了改善元件密封性以及增加其强度、加强散热等多项措施,以有效地改善滚筒采煤机的性能,增加其稳定性和滚筒采煤机的工作效率,降低采煤机发生故障的概率。

基于液压冲击截齿的采煤机滚筒改装设计

为提高滚筒采煤机截割效率,节约电能,对截割部的滚筒进行改装设计,设计了新型小尺寸液压冲击截齿和高性能回转接头,实现冲击力的精确传递以及水、液压油的输送。基于闭式系统及负载敏感技术,采用电液控制方式驱动冲击截齿。重点分析了液压系统工作原理,对主要元件参数进行详细计算,并设计了电气系统,驱动截齿工作。改装后的采煤机在节约电能、减少煤末及粉尘量等方面均有较大改善,取得了良好的效果。

提高MG2×150/700-WD型采煤机截割部轴承寿命周期的设计改进

通过改进结构及轴承类型,提高MG2×150/700-WD型交流电牵引采煤机截割部轴承使用周期。