Stress Computation of Roadheader Shovel's by using the Finite Element Method

Shovel board is an important component of the roadheader. Shovel board participate in complex and changeable tunneling work, and always under high load. In this paper, research the working condition of shovel board and analyze the shovel board by Inventor, and reach the stress and strain distribution in the shovel board bear the maximum force when working. Have some guiding on improving the shovel board structure design.

掘进机铲板的设计

掘进机铲板设计参数直接决定着装运机构的工作性能指标,主要从铲板本体的设计、星轮转速和星轮厚度等方面展开了讨论,这对铲板的设计起到非常大的作用,同时,为今后的铲板设计计算提供了依据。

不停丝工况下的自动化铲板设计

针对纺丝箱内可进行铲板操作的空间有限且狭小的问题,提出铲板和排丝功能一体化的自动化铲板系统设计。应用滑环设计实现了排丝组件中居中旋转的吸丝漏斗和静止延伸的排丝管道的结构连接,从而保障排丝顺畅;将杠杆原理和弹簧串并联作用相结合,开展了铲板组件的缓冲结构设计,以实现悬臂偏置的铲刀和喷丝板面的有效贴合和刮铲,并应用ANSYS分析验证了该缓冲设计可保证刀刃与喷丝板面的接触力分布均匀;为避免铲刀抵触喷丝板面时的刚性冲击,对铲板组件的对刀运动进行力学建模,并计算得到铲板组件缓冲结构的具体参数设计值。最后开发不停丝工况下的自动化铲板模拟试验台,通过实验验证了自动化铲板系统的铲板和排丝功能一体化的结构设计的正确性和有效性。

喷丝板自动化铲板的刮铲工艺参数设计与优化

针对喷丝板自动化铲板缺乏合理工艺指导的问题,研究铲板的工艺参数对刮铲效果和铲刀磨损程度的影响,并对主要工艺参数刮铲力和刮铲圈数进行优化设计。用喷丝板表面污染指数表征刮铲效果,建立铲刀磨损宽度与铲板工艺参数的数学关系式,定性分析铲刀磨损对刮铲效果的影响;通过多组自动化铲板试验拟合得到污染指数与刮铲力及刮铲圈数的数学关系式,将污染指数取值0.04%确定为刮铲效果的评价指标;在保证良好刮铲效果和较大修磨周期的前提下,以总刮铲次数为目标进行参数优化,利用MATLAB软件求得铲刀单次刮铲作业的局部最优参数(刮铲力为43.7 N、刮铲圈数为5),此时最大刮铲次数为440次。研究可为自动化铲板系统的工艺参数设定提供参考。

关于S-100型综掘机在普采巷道中工作的研究

通过分析从日本进口的综掘机S-100型号设备的性能,以多元化利用该设备为目的,对该设备进行设备改造,使其能够在普采巷道中发挥功用,实现一机两用,为进口设备的的高效利用提供了参考依据。

不停丝自动化铲板系统的集排丝技术研究

为消除不停丝自动化铲板时废丝收集排出作业对铲板清洁效果的不良影响,提出了正压吹气和负压抽气相衔接的气流集排丝方法,开展了基于螺旋气流场设计的集排丝技术研究。首先提出了集丝装置静止居中放置、铲板组件偏置做连续旋转的不停丝自动化铲板系统的结构设计方案,设计了外壁面布置有螺旋吹气管路的倒漏斗状集丝装置。然后应用Fluent流体仿真的稳态和瞬态分析技术开展集排丝系统的流场分析和具体参数设计:以在漏斗内部形成螺旋内聚的气流场为目标,设计吹气管路的导气孔数量为6、倾角为40°;以喷丝板面温降小于18℃、温度峰峰差值小于3℃为目标,初步确定吹气流速为15~25 m/s;以末端负压抽气辅助正压吹气产生螺旋内聚向下的气流流动为目标,确定了吹气流速为15 m/s、末端负压为-85 Pa。最后通过实验装置的模拟,实现了纺丝向内聚拢并交织缠绕后被收集排出,从而验证了集丝装置结构设计和气流参数设计的可行性和正确性。

基于仿真优化的掘进机铲板受力分析与研究

掘进机铲板是掘进机的重要构件,在掘进机工作时铲板所处的工况复杂多变,常承受较大的工作载荷。从研究铲板工况入手,通过三维建模,利用Inventor对铲板进行有限元受力分析及其振动频率模态分析,得出了铲板在正常工作情况下的载荷分布、最大应力、应变分布情况和应力集中部位,同时得出了其前5阶模态频率。可为后续产品的结构设计、制造加工工艺的制定以及防止铲板共振提供参考。

地下连续墙工字钢接头刷壁器研制

地下连续墙工字钢接头清刷质量的好坏以及清刷效率的高低直接影响到地下连续墙的止水效果及施工进度。传统的刷壁工艺存在刷壁效果差、刷壁效率低、施工场地要求高、工序繁琐等缺陷。为了解决地下连续墙工字钢接头清刷这一施工难题,通过对接头刷壁器钢毛刷进行改进以及刷壁器安装方式进行优化,将刷壁器连接固定在成槽机斗架体的刮泥板外立面上,利用成槽机的斗架体带动固定架实现上下运动,从而对地下连续墙接头面进行清理刷壁。地下连续墙工字钢接头刷壁器的研制使得刷壁效果得到了明显改善,解决了工字钢接头清刷的质量问题;同时减少了工序转换,节约了刷壁时间,提高了施工效率,并取得了良好的经济和技术效益。

ML360连续采煤机装运部的设计

ML360连续采煤机的装运部由铲板部和刮板输送机组成,铲板部的装运减速器为5级复合轮系减速器,刮板输送机为分体式中单链刮板输送机结构,铲板部、刮板链的定期维护和常见故障的解决方法及刮板链的安转调整方法为该部件的正确使用提供了指南。此部件是一种技术较为先进、结构优化的装运装置。

CMZY2-100/18煤矿用岩巷钻装机组装运部的设计

介绍了CMZY2-100/18煤矿用岩巷钻装机组装运部三大组成部分的结构设计及扒装机构、铲板部、刮板输送机三大部分的功能原理,刮板输送机链条和链环的安装调整方法。此装运部的优化设计对钻装机技术创新发展具有很大的促进作用。

重型铲板式支架搬运车车体的非线性有限元分析

针对煤矿井下恶劣条件下,其重型铲板式支架搬运车的车体结构发生频繁损坏的现象,对车体结构中易损元部件进行有限元强度分析,即将整车接触及材料变形均视为非线性问题,并分别对整车在搓衣板路况和平整路况下满载高速运行进行分析。研究结果显示:在两种工况下,车身的结构等没有发生严重的塑性变形,后车架的变形远比前车架的变形要小;在平面路面上行驶时,车身部件的应力远比在搓衣板路面上行驶时小。在搓衣板路面下,部分部件超过了或者接近它们材料的屈服强度,在水平路面下均可满足材料的屈服强度,能够安全工作。无论是在搓衣板路面还是在平整路面上,铲板的应力水平都远远小于材料的屈服应力。主力板在搓衣板路面下超过了该处材料的屈服应力水平;主力板加强板在搓衣板路和水平路面两种工况下,都未超过材料的屈服强度。根据分析结果对车辆的使用提出了建议,整车长期在类似搓衣板路面状态下,某些部件可能会处于一个受力比较高的情况,需通过改变材料以及提高焊接质量来满足强度的要求。

煤矿井下连续采煤机分体式浮动装载部的设计

阐述并分析了连续采煤机装载部在现场使用过程中存在的问题,并就此提出了相应的改进措施。相关措施经井下现场验证效果显著,能够解决以往工程实际问题。技术已经过实际推广应用,可为连续采煤机相关设计提供参考。

窄型薄煤层履带行走式液压支架铲板的研制

提出了窄型薄煤层履带行走式液压支架铲板设计原则及技术难点,同时利用Cosmosworks软件对铲板结构强度进行有限元分析,通过分析对比中厚煤层履带行走式液压支架成功应用的铲板结构及强度,对其铲板的空间结构进行了改进,满足了设备安全可靠使用。

WY1.5型液压挖掘机液压阀板的改进设计

结合WY1.5型液压挖掘机电控液压系统中液压阀板的设计,分析了液压阀板设计的步骤、规则和注意事项,取得了一些有益的经验。

平地机侧铲推雪板的设计及计算

由于不同弧线推雪板类型对排雪性能有一定影响,通过对我公司开发的GR260平地机侧铲开发渐开线式推雪板进行设计、计算及验证,研究选择II类渐开线型铲板,并建立推雪板的受力模型,得出最大阻力及推雪功率,经验证侧铲推雪板的参数完全满足要求。

基于SolidWorks的支架搬运车铲板有限元分析与改进研究

支架搬运车的关键部件铲板的可靠性十分重要。由于井下工作环境恶劣,铲板应力集中部位容易发生开裂现象。根据现场损坏的情况,在受力分析及计算机有限元分析的基础上,确定了铲板易产生开裂的部位及原因,并提出结构改进方案。再次有限元分析结果证明了该方案可有效减小应力集中,提高产品的可靠性。