采煤机截割部刚柔耦合动力学分析

利用HyperMesh、ANSYS APDL、ADAMS之间的交互接口,建立了采煤机截割部的刚柔耦合动力学模型。将LS-DYNA仿真得到的滚筒载荷作为系统负载进行动力学仿真,得到了采煤机截割部传动系统工作过程中的动力学响应以及柔性摇臂的应力规律,通过对比纯刚体动力学仿真与刚柔耦合动力学仿真结果,分析了柔性摇臂对采煤机截割部动力学响应的影响。对采煤机截割部的优化设计具有重要的指导意义。     

基于刚柔耦合的采煤机截割臂的优化研究

针对基于刚柔耦合的采煤机截割臂的优化研究问题,为了解决刚体形式的动力学仿真和应力分析问题,利用挖煤机样机的刚柔耦合建模方法,提出了采煤机刚柔耦合系统的仿真优化问题,进行了采煤机摇臂结构的仿真分析,提出采煤机摇臂的模态分析和采煤机摇臂柔性体的应力分析,为采煤机截割臂优化设计提供了改革和创新的依据。     

基于ANSYS的采煤机摇臂的有限元分析

由于采煤机工作条件恶劣,所以要求采煤机截割部摇臂壳体有足够的强度和刚度。利用三维软件Pro/E建立了采煤机截割部摇臂壳体的实体模型,导入有限元分析软件ANSYS后对其结构进行应力分析,获得了采煤机截割部摇臂的应力和变形状态,为采煤机截割部的进一步改进提供了依据。     

滚筒式采煤机截割煤层过程中截割部的仿真分析

针对目前采煤机截割系统运动规律难掌控等问题,对采煤机截割煤层进行了仿真分析研究。构建了采煤机滚筒及截割部截割煤层力学仿真模型,然后以采煤机不同牵引速度为例对其进行仿真分析,研究摇臂上节点26767的x、y向位移及加速度以分析截割部在截割过程中的振动特性,这为全面掌控采煤机截割部的动力学特性奠定了研究基础。     

电牵引采煤机截割部摇臂瞬态动力响应分析

对摇臂壳体进行瞬态动力响应分析,可以得出摇臂壳体的相关动力学特性,建立基于NX.NASTRAN的采煤机截割部摇臂瞬态动力学模型。在对摇臂壳体进行模态分析的基础上,提取采煤机截割电机的截割电流,计算出一段时间内摇臂滚筒所受的截割阻力、侧向力和牵引阻力,并将这些力当作动载荷施加在滚筒的轴线上,通过瞬态动力响应分析,得出了摇臂在动载荷作用下摇臂壳体各关键部位的应力应变信息,以确认摇臂壳体在动载荷作用下的强度是否满足设计要求。     

基于应变模态的采煤机摇臂振动特性及实验研究

为解决采煤机截割煤岩过程中摇臂在重载、强冲击下容易损坏的问题，以MG500/1130-WD型采煤机为研究对象，提出一种基于应变模态的采煤机摇臂振动特性辨识方法。利用Block Lanczos方法对摇臂壳体进行模态分析，获得采煤机摇臂前10阶固有频率，分析摇臂壳体与传动系统的2阶模态共振特性。根据实际截割工况，通过EDEM模拟获得截割滚筒三向截割载荷及三向截割阻力矩，使用ADAMS、EDEM、ANSYS对摇臂进行刚柔耦合动力学联合仿真，得到摇臂2阶应变模态固有频率为63.98 Hz,搭建摇臂应变数据采集系统，面向摇臂关键截面的应变响应进行截割实验，并对采集数据进行时域与频域分析。研究表明：应变模态分析与联合仿真所得摇臂2阶固有频率误差为0.52%,摇臂前2阶固有频率的模态分析与实验误差小于5%。应变模态分析方法可有效识别采煤机摇臂低阶固有频率和低频激励，为采煤机摇臂的振动研究提供新思路。     

基于刚柔耦合的采煤机摇臂动态特性仿真研究

利用UG、ADAMS和ANSYS等软件构造的协同仿真环境,建立了基于刚柔耦合的采煤机截割部摇臂虚拟样机模型。在对摇臂进行动力学分析和强度分析的基础上,获取不同工况下摇臂的振动规律,求解了基于时间历程的摇臂应力变化,从而为采煤机摇臂的结构设计、优化及使用提供理论依据。     

采煤机截割部刚柔耦合建模及动力学仿真

采煤机在恶劣环境下工作时,受到复杂的力作用,增加了采煤机样机试制难度,因此,采煤机物理样机制作前,借助虚拟样机技术对产品进行优化处理,获得符合要求的产品。介绍了柔性体虚拟样机动力学及运动方程的推导过程,利用Pro/E、ADAMS和ANSYS三维建模及仿真软件,建立采煤机截割部刚柔耦合模型,通过对采煤机摇臂动力学仿真分析,获得摇臂受力以及受力变形信息,仿真结果证明本方法可为采煤机截割部设计提供依据。     

基于刚柔耦合的采煤机截割部可靠性研究

基于Matlab、UG、ADAMS和ANSYS联合构造的协同仿真环境,建立了采煤机截割部的刚-柔耦合虚拟样机模型,充分考虑了弹性变形体在复杂机械系统仿真中的影响,解决了输入负载的模拟和仿真边界条件的确定等关键技术问题。基于截割部的刚柔耦合协同仿真分析,得到了关键零部件应力分布与变形情况,发现了摇臂壳体的薄弱环节,并提出了优化方案,优化后壳体应力分布情况得到了明显的改善,为采煤机截割部的结构设计优化提供了依据,对深入研究截割部传动系统的动态性能具有重要价值。     

基于刚柔耦合的MG180/465-W型采煤机截割部仿真研究

以MG180/465-W型采煤机截割部为研究对象,使用Solid Works2008、ANSYS、ADAMS软件协同仿真,建立采煤机截割部的刚柔耦合模型,并进行动力学仿真,得到采煤机截割部工作时的变形情况,为采煤机优化设计提供参考。     

基于ANSYS和Matlab的薄煤层采煤机摇臂系统分析和设计

借助Pro/E和Matlab软件对薄煤层采煤机的摇臂系统进行分析和研究,并构建了动力学仿真模型,得到采煤机截割部行星组件在工作状态下的受载情况,通过对仿真模型的有限元分析以及疲劳寿命分析,得到组件的应力分布以及频率响应曲线,并据此对采煤机行星组件进行优化和改进。     

基于CAE热流耦合技术电牵引采煤机截割部冷却系统热平衡分析

对采煤机截割系统进行温度场分析,通过计算机模拟采煤机截割部温度场,并与采煤机截割部加载试验相结合,将摇臂加载试验结果作为热平衡分析的检验标准,最终实现在设计初期以计算机模拟为主,少量加载试验为检验标准的设计模式,并为优化摇臂冷却系统提供理论基础。     

MG500/1220-WD型采煤机截割部强化设计

摇臂截割部是电牵引采煤机的重要组成部分,是采煤机的关键部件和易损件,摇臂截割部的结构决定着采煤机的质量和使用效果。就其截割电机和摇臂壳体联接处螺栓经常折断的问题进行分析研究,并且对其强化设计,使该机的适应性、可靠性得到较大的改进。     

大功率电牵引采煤机截割部稳态温度场研究

建立了基于UG的采煤机截割部模型,分析了截割部传热关键件的热源,冷却系统和润滑系统的工况,对截割部稳态温度场进行了基于ANSYS的温度场仿真。搭建2 000 kW功率的采煤机摇臂试验台,进行模拟加载试验并与仿真结果进行对比。试验结果表明:该仿真方法可行,仿真误差<5%。     

基于ANSYS的采煤机截割部关键零件有限元分析

针对采煤机截割部关键零件工作条件恶劣、承载复杂、易破坏等问题,在分析截割部关键零件破坏形式的基础上,对采煤机的截割部关键零部件进行有限元分析,结果表明:摇臂与滚筒联接部位应力较集中,应加以注意,可以将此部位用圆弧过渡;在相同材料、安装角和受力下,锥形截齿在强度方面优于扁形截齿。     

采煤机摇臂虚拟样机及其动力学分析

介绍了含柔性体虚拟样机运动方程的推导过程，采用专业建模软件UG建立了采煤机截割部的三维几何模型，利用ADAMS软件建立了采煤机摇臂的虚拟样机模型，并对采煤机摇臂进行了动力学分析.仿真结果表明，柔性化摇臂铰接点力的阶跃响应最大超调量为83%，比将摇臂作为刚性体进行受力分析更接近实际工况.     

采煤机截割部载荷分析与轴承寿命研究

为研究采煤机截割部在随机载荷下轴承的寿命,利用采煤机滚筒工作过程中采集到的截割电流,计算出采煤机实际采煤过程中截割部的随机负载。根据采煤机截割部随机负载和时间形成的载荷谱,采用不稳定变应力的疲劳损伤理论求解轴承的计算载荷,进而求解出截割部轴承的寿命。根据上述分析对某型号采煤机截割部一轴轴承进行了寿命计算,计算结果表明,在煤层条件较好情况下轴承寿命满足要求。以工作电流为计算基础求解轴承寿命,为采煤机轴承实际寿命预测和结构优化提供了一定的参考依据。     

含硫化铁结核薄煤层采煤机行星组件优化设计

主要研究了采煤机的截割部行星组件,利用仿真软件对摇臂系统进行了动力学仿真,得到了行星组件所承受的载荷,对其进行有限元分析和寿命分析,获得了行星组件受到的应力分布特性、变形情况、疲劳寿命等信息。根据行星组件现有特性进行分析和优化,对优化后的模型进行了仿真研究,证明该设计对采煤机行星组件的性能有明显提升,符合设计要求。     

采煤机截割部动态特性分析的研究

针对实际工作过程中采煤机截割部振动剧烈的问题,综合考虑了截割部关键零部件的联接特性,建立了截割部在行走平面内3个自由度非线性动力学模型。采用小波分解数据处理方法,对实验采集到的数据进行了降噪重构,分析了不同举升角下截割部的动态特性。结果表明:随着采煤机举升角的增加,截割部各部分的振动位移逐渐减小,并且振动位移的波动逐渐变缓,当举升角为17°时,滚筒、摇臂的振动位移均值分别为21.552 mm、9.401 mm。最后通过实验对仿真结果进行了验证。     

基于多体动力学的采煤机截割部可靠性研究

基于Pro/E、Matlab、ADAMS和ANSYS联合构造的协同仿真环境,建立了含硫化铁结核的薄煤层采煤机截割部刚-柔耦合多体系统模型,解决了输入负载的模拟及建模与仿真边界条件的确定、双电机驱动的采煤机截割部电机转速的匹配等关键技术问题.基于刚-柔耦合采煤机截割部虚拟样机的仿真,找出了截割部关键零件设计上存在的问题：如行星架、行星轴及摇臂壳体的变形过大,动态刚度不足等,为采煤机截割部系统的优化提供了明确的量化依据.有助于在采煤机物理样机制造前就全面掌握其动态性能,提出明确的优化方案并改进设计,降低了新产品的研发成本与时间.