基于ANSYS的采煤机销轴及齿轮的优化研究

为了解决采煤机在运行过程中出现的摇臂销轴运行断裂及齿轮断裂问题,建立了销轴和齿轮的三维结构模型,并建立了采煤机运行时摇臂调高的力学模型,利用ANSYS和ADAMS有限元仿真分析的方法对采煤机运行过程中销轴、齿轮的受力情况进行分析,并针对性地提出了优化措施。根据实际应用表明,优化后彻底解决了销轴运行中的断裂和齿轮断裂问题,极大地提升了采煤机运行的稳定性和可靠性。

椭圆齿轮—曲柄摇杆引纬机构的运动学建模与特性分析

为了分析椭圆齿轮—曲柄摇杆引纬机构的运动学特性,建立了该机构的运动学数学模型,开发了辅助分析软件,分析了一些重要参数对该机构运动学特性的影响,得到了一组较佳的参数。对该组参数下的引纬机构进行了运动分析,并和比利时PICANOL公司生产的GTM剑杆织机的空间四连杆引纬机构进行了比较,证明了椭圆齿轮-曲柄摇杆引纬机构能满足引纬要求。

电牵引采煤机摇臂减速箱发热问题分析

通过理论分析和试验结合对电牵引采煤机摇臂减速箱发热问题进行了计算分析,提出齿轮搅油简化计算模型,得到影响油液温升的主要因素,并指出了今后研究摇臂发热问题的重点和发展方向,为正确合理地设计采煤机摇臂减速箱提供了理论支持。

基于EMD能谱熵和概率神经网络的采煤机摇臂齿轮故障诊断

采煤机摇臂齿轮是采煤机故障高发区,对其进行故障诊断研究可提高摇臂可靠性,提高工效。结合摇臂工作特点,提出基于EMD能谱熵和概率神经网络的齿轮故障诊断方法,提取振动信号EMD分解的前9个IMF分量的能谱熵作为故障特征信息,并将其作为概率神经网络的输入向量进行齿轮故障的分类与识别。结果证明该方法可实现齿轮故障准确诊断,是一种有效的摇臂齿轮故障诊断方法。

某型采煤机摇臂传动系统故障机理分析

井下采煤机摇臂是采煤机械的核心设备,摇臂齿轮传动系统具有重载、齿轮传动难以润滑等特征,其工作可靠性对井下采煤安全和采煤经济效益具有重要影响。为此,针对某型摇臂齿轮传动系统故障特征,通过对传动齿轮断齿和点蚀、轴承磨损和胶合等部位的失效分析,以及润滑油的物理特性试验测试分析,揭示其故障机理。研究结果表明,选用润滑油的物理特性对传动系统具有重要影响,如果其选用和维护不当,易导致润滑油运动黏度无法满足润滑需求,从而引起传动系统发热量过大,造成轴承破坏,齿轮局部过载,发生齿面点蚀和局部断齿,进而导致摇臂齿轮传动系统失效。研究工作为重载齿轮传动系统设计、使用和维护提供了十分有价值的参考。

摇杆式移动机器人的齿轮式差动机构研究

为了使差动机构在摇杆式移动机器人上得到更好的应用,分析了摇杆式移动机器人差动机构的作用和特征;它可以将两摇杆的转角线性平均为机器人的车体转角.在此基础上,提出了6种齿轮式差动机构,包括ZUWGW型、NW型、DW型、WW型、NGWW型等5种2K-H行星齿轮机构和1种由两个NGW型2K-H行星齿轮机构组成的差动机构.分析了各机构的工作原理和特点,推导出了各差动机构的实现条件,并为其中的ZUWGW型锥齿轮式差动机构和NGWW型行星齿轮相互啮合式差动机构提供了详细的结构设计实例.

芦苇收割机拨齿机构仿真设计

拨齿及传动装置是芦苇收割机中的关键部件。如何进行有效收割是芦苇收获的关键问题,而有效收割的关键是拨齿轨迹规划。通过对芦苇收割机的拨齿及运动机构进行研究,选择有急回特性的曲柄连杆机构来实现拨齿的弧形运动轨迹。依据收割需求,依据理论关系式计算出机构曲柄长度250 mm、摇杆长度330 mm、连杆长度690 mm和机架长度650 mm。然后,确定曲柄连杆机构驱动装置,考虑左右拨齿的曲柄转向相反、转速相同,且两曲柄始终保持180°角度差的联动要求,确定以相同尺寸链轮的链传动和相同尺寸齿轮的一级齿轮传动相互配合来实现该联动,根据需求,确定链和齿轮的关键尺寸。依据曲柄连杆、拨齿,以及链轮和齿轮尺寸,用Pro/E软件进行各零件绘制并进行装配,从而对设计机构进行运动仿真。通过参数调整,实现拨齿在连杆上的位置偏置75°时,有不错的收获效果,验证了设计的拨齿机构运动轨迹满足设计要求。该设计和仿真思路可对相关收获机的设计有一定的参考价值。

基于深度残差网络的采煤机摇臂齿轮故障诊断

针对传统的采煤机摇臂齿轮故障诊断方法不能自主提取特征,导致齿轮故障诊断精度和效率不佳等问题,构建了基于深度残差网络(ResNet)的采煤机摇臂齿轮故障诊断模型。通过预激活残差单元模块降低模型的复杂度,使模型收敛速度更快;通过对振动信号进行数据重组,优化数据输入方式,提高模型对采煤机摇臂齿轮故障的识别能力。在采煤机摇臂加载实验台上进行模型验证实验,采集摇臂直齿轮正常、磨损、断裂、点蚀和裂纹5种状态下的振动信号,得出其特征具有明显差异;对测试集的混淆矩阵进行可视化分析,验证了ResNet模型能够很好地实现采煤机摇臂齿轮故障分类;与DNN模型和LeNet-5模型对比结果表明,ResNet模型具有更高的故障诊断精度和效率,综合识别率和F-score分别达到99.19%和99.05%;采用t-SNE技术对ResNet模型的最大池化层、预激活残差单元模块和全连接层输出的高维特征进行降维和可视化,验证了ResNet模型具有较强的特征提取能力。

不完全齿轮与曲柄摇杆的无碳小车设计

针对山西省大学生工程训练综合能力竞赛的主题,设计了一种将重力势能转化为动能且自动绕行"8"字轨迹的小车。首先,通过Matlab软件模拟计算出小车绕行的最佳"8"字轨迹,根据轨迹的大小确定小车后轮直径和齿轮机构的传动比;然后,通过不完全齿轮和曲柄摇杆机构相结合来设计小车的自动换向系统,当不完全齿轮有齿部分和无齿部分周期性地进入啮合时,小车相应地绕行"8"字轨迹的非圆弧部分和圆弧部分;最后,采用UG NX软件对小车的各组成机构进行三维建模、装配及运动仿真。在仿真取得理想的效果后,对小车进行加工制作与调试。经过参加省赛的实践检验,证明了该机构设计的合理性。

薄煤层采煤机摇臂行星齿轮机构优化与分析

薄煤层采煤机摇臂的行星齿轮机构体积大小直接影响其整机的机面高度和对薄煤层的适应性。融合了优化和有限元分析法对摇臂行星齿轮机构进行了优化设计,改进和完善了摇臂行星齿轮机构的设计方案。提高了摇臂行星齿轮机构的设计效率、可靠性,降低了薄煤层采煤机机面高度。

含间隙的采煤机截割部传动系统的非线性动力学特性研究

为研究含间隙的采煤机截割部传动系统的非线性动力学特性,建立了考虑齿侧间隙的采煤机截割部齿轮系统动力学模型,并确立了模型中啮合刚度和阻尼的函数关系,运用变步长的Runge-Kuatt方法对动力学模型进行数值仿真,研究齿侧间隙对采煤机截割部传动系统各齿轮副啮合力的影响,结果表明:齿侧间隙增加了各齿轮副啮合力的变化量以及啮合频率倍频的幅值,齿侧间隙增大会增加啮合力的波动幅度会引起传动过程中的很大冲击力,加速齿面的磨损,同时齿侧间隙还会使齿轮由于过载而在齿轮中产生断齿。提高采煤机截割部齿轮传动系的稳定性与使用寿命,应降低其扭振程度与缩小齿侧间隙。本研究对齿轮传动系统的优化设计与研究提供理论基础。

采煤机作业时摇臂齿轮箱故障分析及诊断技术研究

以7LS06型采煤机摇臂齿轮箱为对象,在对齿轮箱主要结构进行介绍的基础上,分析了齿轮箱常见的故障问题,其中齿轮和轴承的故障问题最为显著。对齿轮和轴承工作时的振动机理及其常见故障类型进行了详细的介绍。引起齿轮和轴承振动的原因包含2方面:(1)结构件的工作原理决定;(2)结构件表面存在故障缺陷,从而改变结构原有的振动状态。可以对齿轮和轴承的振动信号进行分析,从而判断其是否存在缺陷故障。利用振动测试平台对摇臂齿轮箱的振动状态进行实际测验,并将测验结果与实际结果对比,验证了故障诊断技术的科学性与合理性。

汽车转向器摇臂轴非圆齿扇加工工艺改进方法

针对变传动比非圆齿扇齿条副在加工过程中存在非圆齿扇加工工艺复杂的问题,提出了两种工艺改进方法:(1)齿扇齿廓设计为标准渐开线,齿条齿廓为非直线齿廓;(2)采用特殊刀具按照定传动比加工非圆齿扇。依据非圆齿轮啮合原理,推导了方法(1)1的齿条齿廓坐标方程和方法(2)的齿条刀具齿廓坐标方程。通过实例分析,分别计算了两种改进方法的齿条齿廓和齿条刀具形状,对比分析了两种方法的优缺点,指出了两种改进方法的适用情形。

LSTM网络在采煤机摇臂齿轮箱寿命预测中的应用

作为机械化采煤的主要设备,保证滚筒式采煤机稳定运行的重点是摇臂齿轮箱的可靠性。利用深度学习中的长短时记忆模型(Long short-term memory neural network,LSTM)对实际工程环境下的摇臂齿轮箱寿命进行了预测。实验所用数据集采集于内蒙古西部某矿场采煤机摇臂齿轮箱,包含了采煤机摇臂齿轮箱主齿由初始状态到齿面发生较大磨损的全部数据。实验表明,该网络在摇臂齿轮箱寿命预测中效果较好,具有一定的可行性。

一种新型打纬机构的设计与分析

提出了一种新的椭圆齿轮—曲柄摇杆打纬机构,分析该机构重要参数椭圆齿轮偏心率对机构性能的影响,得到了合适的范围,并给出了曲柄与支座夹角和椭圆齿轮长轴初始偏角的设计规则,初步验证了机构的可行性。与常用的两种打纬机构进行性能比较,体现了机构的优良性。

基于灵敏度分析的主起落架前摇臂寿命优化

某型飞机主起落架车架前摇臂是决定主起落架翻修寿命的关键结构,在使用过程中多次出现疲劳裂纹,采用CAE对结构进行疲劳分析,分析结果显示结构疲劳寿命过低。据此提出基于疲劳寿命的改进优化,采用灵敏度分析方法,来确定各相关参量的敏感程度,找出主要的影响尺寸变量,并利用多目标优化找出最佳尺寸,依据优化结果建立模型对比分析。结果表明,在结构质量几乎不变的情况下,应力集中得到明显改善,疲劳寿命提高了49.7%,有效改善了前摇臂的疲劳寿命。

串联双腔双阻尼摇臂式起落架落震性能研究

以某型直升机双腔双阻尼摇臂式尾起落架为研究对象,将缓冲器等效为串联的两个弹簧阻尼振动系统,建立基于二质量模型的摇臂式起落架落震动力学方程,利用MATLAB.Simulink模块对其进行数值分析,并提出多腔多阻尼缓冲器起落架的数学建模方法。仿真结果表明:相比单级缓冲器,采用双腔双阻尼的缓冲器设计能显著降低直升机起落架的突峰过载,在高压腔工作段,缓冲器载荷比较平稳。

飞机主起落架收放摇臂的动力学分析

本文对运七飞机主起落架系统(包括作动筒、摇臂和起落架支柱),在接近收上位置到碰锁的过程建立了简化的流固耦合的有限元总体模型。利用动态增量非线性有限元程序(ADINA84年版),对主起落架系统收上碰锁过程进行了动力学流固耦合的有限元分析,在此基础上对摇臂建立了更为精细的有限元模型,对其进行了静力分析。无论总体模型还是精细模型均能够真实地反映实际情况,且模型中的有关参数的选取也是合理的,计算结果与试验结果也是吻合的,这说明本文关于飞机主起落架收放摇臂流固耦合动载荷的计算方法是有效和实用的。

基于STC12C5410AD的新型摄像摇臂云台控制器设计

设计了一种新型7.5 m摄像摇臂控制器,该控制器以单片机STC12C5410AD为控制核心,采用了万向摇杆电位器、直流减速电机、电机驱动芯片LMD18200、电压转换芯片LM7525和蓄电池电量管理等模块电路,详细阐述了系统组成原理、软硬件设计。实验结果表明该系统控制器具有性能稳定、兼容性好和成本低等优点。

后插式分插机构的研究进展及机构创新

介绍了后插式分插机构—曲柄摇杆分插机构的研究现状;研制了一种新型的椭圆齿轮传动后插旋转式分插机构;开发了理论模拟分析软件,并利用该分析软件对曲柄摇杆分插机构与椭圆齿轮传动后插旋转式分插机构的插秧性能,从秧针静轨迹与穴口宽度、秧针速度与伤秧率、秧针加速度与振动性3方面进行了分析比较。结果表明,新设计的椭圆齿轮传动后插旋转式分插机构比曲柄摇杆分插机构性能优良。