ZG20SiMn铸钢摇臂壳体铸造过程数值仿真及工艺优化

摇臂壳体是采煤机的重要组成部件,具有多级壁厚、变截面等异形特征。为提高采煤机摇臂壳体铸造质量,解决因铸造工艺不成熟导致的缩松、缩孔等缺陷问题。以MG325型采煤机摇臂壳体为研究对象,设计顶注式和底注式两种铸造工艺方案,采用ProCAST软件探究不同浇注工艺方案下摇臂壳体铸件充型及凝固过程,分析铸件温度场、凝固场及缩松、缩孔铸造缺陷位置。基于Niyama判据和应力场分布对底注式铸造工艺方案进行优化。结果表明:优化后摇臂壳体铸件在凝固冷却过程中保持温度梯度递增,促进铸件实现顺序凝固,铸件缺陷率明显降低且充型效果更佳,缩孔体积仅占摇臂壳体体积的0.0049%,电机孔薄壁端面应力优化量为38.47%,输出端孔处应力优化量达到91.08%。本文研究成果为采煤机摇臂壳体的铸造工艺提供了理论基础和数据支撑。

基于Masta的采煤机摇臂寿命校核

分析了采煤机摇臂减速箱的结构组成及参数,建立了采煤机摇臂传动系统的三维分析模型,在Masta软件中分析了摇臂传动系统中齿轮及轴承的寿命,分析结果表明,齿轮的接触强度、弯曲强度安全系数高,轴承安全系数以及寿命富裕度大,能满足采煤机摇臂可靠运行的要求。

JOY 7LS08采煤机摇臂一级行星架优化

针对当前JOY 7LS08采煤机摇臂一级行星架焊接结构在使用过程中焊缝开裂造成行星架输出端太阳轮齿轮部分损坏进而引发行星传动系统故障的问题,对加工工艺、零件材料进行了改进,采用整体锻造加工工艺。解决了原一级行星架中行星架本体和太阳轮焊接连接方式带来的焊缝脱焊问题,提升了行星架整体刚性,减少了采煤机摇臂传动系统故障发生频次。

基于ANSYS的采煤机摇臂有限元分析

利用ANSYS Workbench软件对采煤机摇臂采煤过程中的受力情况进行有限元强度分析,确定出应力与变形云图。通过结果分析,指出采煤机摇臂设计中存在的问题,为其结构优化提供依据。

基于MSCNN-GRU神经网络的采煤机摇臂剩余寿命预测

针对采煤机摇臂剩余使用寿命预测过程中数据高维度与时间序列相关信息难以挖掘等问题,提出一种多尺度卷积神经网络和门控循环单元神经网络融合的寿命预测方法。首先,利用多尺度卷积神经网络深层特征提取能力和门控循环单元神经网络的时间依赖特性,构建健康指标。其次,采用多项式拟合,预测状态值达到阈值1时的时间,实现摇臂RUL预测。试验结果表明,所提方法预测结果能够较好地接近真实寿命。

基于PSO-VMD-小波包阈值降噪的采煤机振动特性研究

针对双滚筒采煤机振动噪声大的特性,以型号为MG160-375-WD的采煤机摇臂为研究,提出了一种基于互相关分析的变分模态分解(VMD)和小波包阈值去噪方法。首先,利用粒子群算法(PSO)优化VMD算法中的惩罚因子α和分解层数Κ。其次,通过选取VMD最优分解层K,根据互相关分析确定临界相关系数,从所有模态分量中搜寻极优分量。最后,利用小波包阈值去噪对极优模态分量进行处理。试验结果表明,该方法对含强白噪声的信号去噪效果具有优势,保全信号的有效分量,克服了传统VMD去噪的盲目性,保证了去噪后信号的真实性。

基于LW-DenseNet的采煤机摇臂齿轮故障诊断

为了提升采煤机摇臂齿轮故障诊断准确率、减小模型尺寸且方便部署到更多移动端与边缘设备上,搭建了基于轻量化密集连接卷积网络(LW-DenseNet)的采煤机摇臂齿轮故障诊断模型。采用可分离卷积代替传统卷积减少模型参数,提高诊断效率;通过密集连接机制增强特征传播,加强特征提取能力。利用采煤机摇臂加载试验台采集的摇臂齿轮振动信号进行训练并验证模型的有效性。实验结果表明,与多种诊断模型比较,所提方法仅以0.05 MB的模型大小即可达到99.276%的分类精度,并利用凯斯西储大学轴承数据集验证了模型具有良好的泛化性。最后对关键层利用t-SNE进行可视化表示,清晰地展现了模型良好的特征提取性能。

基于MASTA的采煤机摇臂传动系统分析

在传统摇臂传动系统设计中,齿轮、轴承、花键、壳体等都是单独进行强度校核,没有考虑系统性刚性造成的相互影响。利用MASTA软件,在采煤机摇臂的方案设计阶段进行系统性建模分析,在考虑系统刚性的情况下进行强度校核,获得更为准确的传动系统分析结果,提高了摇臂的可靠性,缩短了设计周期。

基于ANSYS软件的采煤机摇臂受力仿真分析

为解决采煤机摇臂易受损的问题,以MG500/1130-AWD型采煤机为例,利用数值模拟软件对采煤机摇臂壳体及二轴进行力学分析,发现在所研究的四种工况下采煤机摇臂壳体受到的最大应力均低于采煤机许用应力,同时在设计二轴时需要适当提升材料的刚度,为采煤机摇臂优化设计提供一定的参考与依据。

EKFSL1000型采煤机摇臂行星架轴颈的修复工艺与修复效果

针对EKFSL1000型采煤机摇臂行星减速架在使用过程中存在的轴颈损伤问题,从失效表面的焊接修复以及车削修复加工两方面出发,对其进行了修复作业。修复完成后发现,该采煤机摇臂的使用效果良好,不仅修复表面未出现裂纹等缺陷,而且确保了摇臂的使用性能,保证了采煤机以及井下生产的正常进行。

基于ABAQUS的采煤机摇臂应力与变形研究

在对摇臂在3种常见工况下的受力特点进行分析基础上,利用UG建立了摇臂的三维模型,导入ABAQUS软件后与销轴等零件进行装配,有限元分析结果显示,该摇臂的最大应力位置在升降油缸的联接耳处,最大位移在滚筒安装前端,同时,摇臂在不同工况下的应力和位移变化较小,稳定性较高,满足井下工作面的恶劣环境要求。

神东8.8 m采煤机摇臂的研制

制定了采煤机摇臂总体方案,对传动系统各齿轮的安全系数和轴承的寿命进行了校核,研究了摇臂互换性,改进了内喷雾结构,探讨了互换性对配套关系的影响,校核了壳体与过渡架连接的可靠性,研制了新型冷却润滑系统,并通过大倾角润滑实验、加载温升实验予以验证,验证结果表明该型摇臂设计合理可靠,冷却润滑效果良好,可替代进口摇臂使用。

采煤机摇臂智能振动监测与应用研究

针对采煤机在作业过程中摇臂结构容易出现振动故障的问题,开展了采煤机摇臂智能振动监测与应用研究。设计摇臂智能振动监测装置,布局合适的信号监测点,选择合适的振动信号处理方式,对采集的信号进行降噪处理。根据获得的信号参数,判断智能振动监测结果。

基于GLGE的采煤机摇臂轴承故障诊断

传统采煤机摇臂轴承故障诊断技术往往只考虑高维振动信号单一几何结构信息,造成其他结构信息丢失,无法准确获取表征轴承运行状态的低维特征。提出了一种基于全局-局部图嵌入(GLGE)的特征提取方法。该方法首先通过挖掘高维轴承数据的全局和局部几何结构,构造一个协同表示图,准确表征高维样本间固有的流形结构;然后根据相似图相应的权重评估样本间的相似性,通过在低维空间中保持该相似性不变计算低维嵌入结果,得到能表征滚动轴承运行状态的低维特征;最后通过与支持向量机(SVM)相结合构建轴承故障诊断模型。实验结果表明:轴承平均故障诊断精度达到98.5%,与传统的故障诊断方法相比,该诊断模型故障诊断精度高,能有效提升采煤机摇臂轴承故障诊断精度。

高功率密度采煤机摇臂冷却系统的研究与应用

为解决高功率密度采煤机摇臂散热能力不足的问题,通过分析摇臂传动系统功率损耗和冷却系统散热量之间的理论关系,推导出在热平衡状态下的摇臂冷却系统所需承担的散热量;提出摇臂分布式冷却方法,通过冷却器分布式布置提高摇臂散热效果。在试验台上进行摇臂负载试验,验证了摇臂分布式冷却系统在实际应用中的可行性。

中厚煤层MG900/2400-WD采煤机摇臂壳体力学分析

为进一步探究采煤机摇臂的可能优化路径,从摇臂壳体优化设计的角度着手,以面向中厚煤层开采的MG900/2400-WD型采煤机作为研究对象展开研究。首先结合实际需要,明确该摇臂壳体的设计要求,并从材料、热处理工艺与铸造方面进行摇臂壳体的初步设计;而后基于铸造完成的模型,应用ANSYS有限元分析工具分析该摇臂壳体的力学性能。结果显示,该摇臂壳体在应力和应变2个方面的指标上均符合预期要求,证明本次设计工作取得了初步成功,该摇臂壳体也具有潜在的应用价值。

采煤机摇臂动态特性及影响因素分析

针对采煤机摇臂在截割载荷作用下可靠性差的问题,对MG500/1180-WD采煤机摇臂动态特性进行分析。建立摇臂有限元模型,通过模态分析得到摇臂固有频率及主振型。模态分析表明,摇臂主要振动模式为电机壳体及行星头弯曲扭转振动。通过实验模态分析,以固有频率为判定指标,对有限元模型进行验证。选取电机壳体壁厚等5个设计变量,研究摇臂固有频率随设计变量的变化规律。根据重载截割实际工况对摇臂进行谐响应分析,计算摇臂振动响应。结果表明:摇臂中部老塘侧壁厚是影响摇臂固有特性的关键因素;摇臂在行星1级2倍频、直齿1级2倍频、直齿2级2倍频及8阶固频激励下动态应力较大;采煤机摇臂形成了以1阶、3阶振型模态振动为主要特征的弹性振动并导致摇臂铰接耳处产生应力集中;分析结果可为采煤机摇臂结构优化设计及可靠性分析提供参考。

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.

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。

电机横向布置液压牵引采煤机摇臂发热问题研究

对采煤机摇臂的发热问题进行理论分析和试验 ,找出了影响油液温升的因素 ,为正确合理地设计摇臂提供了理论依据。