采煤机滚筒优化设计数学模型

在相似型试验研究的基础上，综合现代采煤机螺旋滚筒的设计方法和理论，初步建立了以比能耗和载荷波动系数为目标的采煤滚筒优化设计数学模型，是提高采煤滚筒设计效率和设计质量的关键步骤。     

SMJ-100型采煤机滚筒载荷波动性分析

本文运用螺旋滚筒载荷波动理论,通过电子计算机对SMJ—100型采煤机的φ800×800 mm滚筒进行了载荷分析,并提出了以降低载荷波动为目标的端盘截齿排列优化设计方案。     

采煤机螺旋滚筒总体参数优化设计

在相似模型试验研究的基础上，综合现代采煤机螺旋滚筒设计理论和方法，建立了以比能耗和载荷波动系数为目标的采煤滚筒优化设计数学模型及优化算法，编制了相应的优化设计程序。对ＬＸＴ１４／４６型螺旋滚筒进行了对比计算，结果表明：螺旋滚筒的截割比能耗降低了７．９７％，载荷波动系数减小了１９．８％，装煤效率提高了１１．１％。     

采煤机螺旋滚筒急速滚转控制稳定性分析

采煤机螺旋滚筒急速滚转控制稳定性直接影响采煤机的截割性能和作业效率。为此,以某类型采煤机为研究对象,导入采煤机螺旋滚筒基础信息,运算采煤机螺旋滚筒急速滚转控制条件下的载荷信息、截割比能耗、载荷波动系数、受载信息、截割功率。以A1类、A2类两种截齿分布不同的螺旋滚筒为例,计算两种螺旋滚筒的载荷信息、截割功率。研究结果表明,A2类螺旋滚筒急速滚转控制下稳定性最优;A2类螺旋滚筒在多个固有频率阶数下截齿稳定性最差;在多个情景中,A2类型螺旋滚筒在急速滚转控制时,夹矸坚固性系数、牵引速度对其稳定性存在直接影响,螺旋升角对其稳定性不存在直接影响。     

采煤机螺旋滚筒的载荷模拟与分析

在对采煤机滚筒单齿受力分析的基础上,考虑到不同工况(牵引速度、滚筒转速、煤岩性质、截齿配置等)对载荷的影响,应用离散化的数值分析方法,通过MATLAB编制程序实例模拟了滚筒3个方向的瞬时载荷分布和力矩分布,并采用载荷波动因数评价了滚筒参数设置的合理性和工作的平稳性,为研究采煤机螺旋滚筒截割过程负载特性和滚筒科学设计提供了理论依据。     

MG400/951-WD型采煤机螺旋滚筒可靠性灵敏度优化设计

为提高含夹矸煤层赋存条件下采煤机螺旋滚筒的可靠性,以“MG400/951-WD”采煤机为研究对象,对含夹矸煤层的试样进行物理力学参数测试。基于破煤理论,模拟得到含夹矸煤层赋存条件下螺旋滚筒的冲击载荷。结合刚柔耦合虚拟样机技术建立以螺旋滚筒为模态中性文件的采煤机刚柔耦合虚拟样机模型,得到螺旋滚筒的应力分布规律和振动特性。对采煤机刚柔耦合模型进行受迫振动分析,得到系统模态频率。在可靠性干涉理论和共振失效准则分析的基础上,利用神经网络,讨论相关失效理论的采煤机螺旋滚筒可靠性灵敏度优化设计问题。分析牵引速度v_q、螺旋滚筒直径D、螺旋升角a、螺旋滚筒宽度B和截线距t对螺旋滚筒应力可靠性、振动频率可靠性和振幅可靠性的影响。构建螺旋滚筒多目标优化设计状态函数,利用结构进化优化算法,得到螺旋滚筒设计变量的最优解。结果表明：优化后螺旋滚筒最大应力为770.035 1 MPa,较优化前降低11.42%;优化后的螺旋滚筒固有频率得到提升;优化后螺旋滚筒振幅为0.361 6 mm,较优化前降低20.12%,动力学指标得到改善,螺旋滚筒设计变量对其可靠性的影响程度降低;优化后螺旋滚筒可靠度...     

复杂煤层采煤机螺旋滚筒渐变可靠性设计

为实现采煤机螺旋滚筒在复杂煤层赋存条件下综合性能最优,以"MG400/951-WD"型号采煤机为研究对象,基于破煤理论,利用Matlab得到了含坚硬夹矸及(或)硫化铁结核的复杂煤层赋存条件下螺旋滚筒截齿载荷,结合刚柔耦合虚拟样机技术建立以螺旋滚筒为柔性件的采煤机刚柔耦合虚拟样机模型,仿真发现了采煤机薄弱环节;结合EDEM离散元技术得到采煤机装煤性能。基于可靠性灵敏度设计理论、可靠性稳健设计理论和性能退化理论,分析了螺旋滚筒设计变量对渐变可靠性灵敏度的影响,构建了螺旋滚筒多目标优化设计评价函数,利用改进粒子群算法,得到设计变量最优解。结果表明,优化后的螺旋滚筒最大应力下降,装煤率提高,螺旋滚筒综合性能得到提升,可靠性得到提高。将刚柔耦合虚拟样机技术与可靠性灵敏度设计理论、可靠性稳健设计理论、性能退化理论和改进粒子群算法相结合,为采掘机械设备的可靠性分析与设计提供理论方法和数据支撑,具有普适性。     

采煤机工作面截割试验分析

由于当前针对采煤机的有关研究中,缺乏来自工作面现场的截割载荷研究。因而从分析螺旋滚筒主要截割载荷的角度,对具有记忆截割功能的采煤机在人工示教截割试验阶段拾取的截割电流和牵引转矩信号及螺旋滚筒主要截割载荷进行了分析。对采煤机螺旋滚筒截割含有不同煤岩界面煤层时载荷特征地分析表明：采煤机截割力响应信号的均值特征能真实反映截割介质的本质差别;采煤机实际工作过程中,在各典型截割工况下,螺旋滚筒截割力响应信号服从正态分布,且在正常截割工况下,截割力响应信号的方差最小,即截割力响应信号的波动最小;滚筒高度和截割状态持续时间可用于滚筒截割状态的精确识别;截割功率约占总消耗功率的70%。     

采煤机滚筒瞬时载荷的模拟研究

实测表明，滚筒截煤时消耗的功率占整个采煤机功率的80％-90％。因此，滚筒设计的质量直接关系到采煤机的工作性能，而滚筒的载荷是设计和研究采煤机的基础。为此，本文通过对滚筒进行受力分析，建立瞬时载荷的数学模型和载荷波动系数的算法，为分析评价滚筒的设计质量和采煤机的工作性能提供依据。     

滚筒采煤机截割载荷的模拟系统开发及其模拟

为解决因采煤机螺旋滚筒截割载荷计算难、导致滚筒设计缺少依据、产品质量低、截割性能差的实际问题,在给出滚筒截割载荷确定方法的基础上,基于Matlab/GUI开发了采煤机螺旋滚筒截割载荷的模拟系统。该系统采用Matlab/GUI界面,利用Matlab软件为平台,通过输入不同的滚筒及采煤机参数和煤岩的特性参数,可模拟采煤机截割各种对象、以各运动参数工作时滚筒的截割载荷,并能直观显示各载荷的图形、数据和统计结果。该系统具有数据与程序分离、操作简便、适应性强等特点,能快速、准确地获取滚筒的截割载荷。以国产某型薄煤层采煤机为例,对其滚筒截割载荷进行了模拟分析,得出了前、后滚筒三向载荷和负载扭矩曲线及统计结果,搞清了该采煤机截割载荷的大小、变化规律及其相关关系,为改进滚筒设计、研究、评价和改善采煤机的截割性能提供了参考。     

采煤机滚筒瞬时负荷的分析与研究

根据采煤机滚筒截煤过程及其截齿受力状况的分析 ,研究了截齿处于截割断面的不同位置角时的滚筒瞬时负荷。在此基础上 ,提出了波动因数作为衡量滚筒负荷波动和工作平稳性的指标 ,建立了相应数学模型与计算框图 ,并通过实例演算 ,进行了滚筒瞬时载荷与负荷波动的计算机模拟。     

计算机模拟技术在镐形齿采煤机滚筒负荷计算上的作用

滚筒是采煤机的重要工作机构,由于经济、环境等原因,在实际采煤机上实验研究滚筒受力不宜办到。采用先进的计算机技术对采煤机螺旋滚筒的负荷进行模拟研究,从而为螺旋滚筒的设计打下基础。     

随机载荷对双滚筒采煤机整机力学特性的影响

为了探究滚筒采煤机导向滑靴和支撑滑靴的受力规律,综合考虑采煤机的结构参数、运行参数及煤层倾角对整机力学特性的影响,建立采煤机整机力学模型及状态方程。在单截齿随机载荷的基础上,应用滚筒载荷的叠加算法,得出采煤机在随机载荷作用下前导向滑靴比后导向滑靴的受力波动较大,同时给出各力的大小和方向。     

煤岩识别采煤机分析与设计

针对煤炭开采过程中采煤机滚筒高度调节的实际工程问题,为提高采煤自动化、无人化程度,根据煤岩物理性质的不同,提出一种新的煤岩识别技术及采煤机。通过利用试切锯片截割煤岩,试切电机负载电流不同,波动程度不同;同时进一步分析截割煤岩时液压缸压力变化进行煤岩识别。结果表明:通过试切电机负载电流不同结合液压缸压力变化进行煤岩识别的方法,具有准确、稳定、可靠、成本低的特点,为煤岩识别采煤机的设计提供了参考。     

采煤机工作机构载荷模拟

通过对采煤机工作机构实际工况的分析,建立采煤机滚筒在复杂煤层条件下受力模型,并通过Matlab软件编写计算程序,求得滚筒瞬时负载时变曲线,同时将生成的负载导入到多体动力学软件ADAMS中,为研究采煤机截割部受力提供了理论依据,也为采煤机负载计算提供了新思路。     

采煤机螺旋滚筒的参数化设计

本文论述了采煤机螺旋滚筒设计的基础理论,通过软件编程和参数化CAD设计,初步实现了滚筒三维模型化设计。     

镐形齿采煤机螺旋滚筒平均负荷的计算机模拟

通过对采煤机螺旋滚筒的受力分析,建立采煤机螺旋滚筒平均负荷的数学模型;对螺旋滚筒平均负荷进行计算机模拟,且模拟的曲线反映滚筒负荷随不同参数的变化,从而为螺旋滚筒的设计打下基础.