关于提高采煤机行星架结构性能的研究

以采煤机结构组成分析为基础,采用SolidWorks及Workbench软件建立了采煤机行星架的仿真模型,开展了一级行星架、二级行星架的仿真分析研究,并由此提出了行星架结构性能改进的措施,掌握了行星架使用过程中应力变化规律。这对提高其结构性能、降低其故障概率具有重要作用。     

基于ANSYS的采煤机截割机构行星架的优化研究

针对某型采煤机在应用中频繁出现行星架断裂、应力集中突出的问题,利用ANSYS仿真分析软件对其行星架结构进行仿真分析,根据分析结果针对性地提出结构优化方案。通过对优化后的行星架进行分析,结果表明,优化后行星架工作时的应力降低了约41.4%,其优化后的结构强度提升了约31%;通过对优化后的行星架的实际验证,表明该结构完全满足井下恶劣的工作环境,极大地提升了采煤机工作时的稳定性和可靠性,具有极高的应用推广价值。     

采煤机截割滚筒行星架强度分析与改进

针对某型号采煤机滚筒行星架出现破坏的问题,以某型号采煤机滚筒行星架为研究对象,借助有限元仿真分析软件,开展了强度分析工作.结果 表明,行星架大直径端螺栓连接位置存在应力集中,通过增大行星架大直径端螺栓连接孔厚度的方法完成了改进,应力集中得到改善.改进滚筒行星架可以降低采煤机的故障停机时间,减少采煤机的运行维护成本,提高综采工作面内掘进设备的利用率.     

含硫化铁结核的薄煤层采煤机行星架可靠性研究

文章以某煤机公司设计的含硫化铁结核的薄煤层采煤机摇臂减速系统的行星架为研究对象,阐述了一种对承受复杂的未知载荷的柔性件进行可靠性研究的新方法,得出了行星架在采煤机滚筒截齿遇到硬结核时刻的受力及变形情况,并详细阐述了仿真过程中应注意的问题和相应问题的解决方案,为改进设计提供了重要的参考信息,并对柔性件（行星架等）进行了优化;为刚柔耦合系统中未知载荷构件的研究提供了一条有效途径,使复杂煤层赋存条件下的薄煤层采煤机的设计及应用成为可能。     

新型薄煤层采煤机行星架的可靠性分析

研究通过Pro/E、ANSYS、ADAMS软件建立新型薄煤层采煤机刚柔耦合虚拟样机模型,再利用协同仿真技术对关键零部件行星架在五种工况下的可靠性进行仿真分析。研究结果表明,行星架结构满足新型薄煤层采煤机可靠性设计要求。本次研究的分析方法为采煤机及其他零部件可靠性分析提供理论依据。     

采煤机截割机构行星架的优化研究

针对SL-500型采煤机截割机构行星架易断裂的情况,给综采作业带来严重影响,因此,利用化学检测、机械校验、仿真分析等方式对行星架断裂原因进行分析,得出了结构强度不足和使用时应力集中较大是导致行星架易断裂的主要原因,进一步提出了结构优化方案.分析结果表明,优化后行星架的强度比优化前提升了31.9％,工作时的最大应力集中降低了57.7％.     

新型采煤机截割部行星轮系强度分析

以新型薄煤层采煤机截割部行星轮系为研究对象,依据多体动力学理论,建立了采煤机截割部的刚柔耦合模型,并对其进行动态仿真分析,得到了行星轮系各零件的应力和变形情况。对系统中的薄弱零件太阳轮和行星架进行了结构改进,改进后太阳轮齿面最大啮合应力减小了423.26 MPa;行星架的应力集中现象基本消除,疲劳寿命明显提高至次8.302 2×107。该研究方法可用于大型机械行星轮系的结构设计及优化,有助于及早发现系统中的薄弱环节,降低研发和制造成本。     

基于Abaqus的采煤机行星架轴对称结构受力分析

针对滚筒采煤机行星架的使用寿命及可靠性问题,首先分析了采煤机行星减速机构的结构和功能,并对其各处结构的受力类型和大小等进行了研究,在此基础上,针对行星架的结构和受力特点,利用Abaqus软件建立了行星架的旋转轴对称有限元分析模型,并给出了详细的建模方法,分析结果表明,两腹板之间的立柱在转矩作用下发生扭转变形,且在腹板与花键轴连接根部所受应力最大,应采取必要措施提高腹板与花键轴连接根部的设计与制造性能。     

新型薄煤层采煤机装煤量与可靠性研究

为提高薄煤层采煤机的装煤量,建立了螺旋滚筒装煤量的数学模型。研究发现采煤机装煤量随叶片螺旋升角的增大呈先增后减的变化规律,并获得了最大装煤量时的螺旋升角;建立了采煤机截割部虚拟样机模型,基于实际工况加载仿真后发现,摇臂壳体和行星架的强度均显不足,根据仿真结果分别对其结构进行优化,优化后力学性能明显提高;摇臂壳体及行星架的可靠性随采煤机牵引速度的增大而降低,而叶片螺旋升角的变化对其可靠性的影响很小,可以忽略。综合以上考虑,在原设计基础上增大叶片螺旋升角、增加挡煤板,使采煤机装煤量提高了53%。     

基于载荷重构理论下采煤机截割部行星架疲劳寿命分析

为研究采煤机截割部行星架在实际工况下的疲劳寿命情况,通过截割实验得到单个截齿三向力载荷,构建截齿三向力载荷重构函数,采用SOR法对重构函数进行求解,依据滚筒结构参数推演出截割部行星架的负载扭矩。运用Ansys workbench瞬态动力学对采煤机行星架进行动力学分析,并将得到的负载扭矩以时间序列的形式施加在行星架上,并将结果文件导入ncode中进行截割部行星架寿命预测,仿真结果表明:输出轴与侧壁板连接处寿命较小,说明此处几何尺寸变化较大,且存在应力集中现象,应作适当的打磨处理。     

采煤机截割滚筒行星架强度分析与改进

针对某煤炭企业服役的采煤机截割滚筒行星架出现的断裂故障,借助ANSYS仿真计算软件,对截割滚筒行星架强度进行仿真分析,结果表明,行星架出现断裂故障的原因是退刀槽位置存在应力集中。通过将行星架退刀槽深度减小0.3 mm,解决了行星架退刀槽应力集中情况。改进了行星架的应用,提高了滚筒工作的可靠性和寿命,降低了采煤机的故障修复时间,节约了运行维护人员及成本,增加了综采工作面内采煤设备的有效工作时间,减少了煤炭掘进成本,为煤炭企业创造了更多的经济效益。     

采煤机截割部行星架可靠性设计

为提高采煤机截割部行星架在复杂煤层赋存条件下的工作可靠性,以"MG400/951-WD"型号采煤机为研究对象,基于破煤理论,利用Matlab得到含坚硬夹矸的复杂煤层赋存条件下采煤机螺旋滚筒的冲击载荷,结合刚柔耦合虚拟样机技术建立以截割部行星架为柔性件的采煤机刚柔耦合虚拟样机模型,仿真发现了行星架应力集中区域。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,分析行星架设计变量对渐变可靠性灵敏度的影响,构建行星架多目标优化设计状态函数,利用改进粒子群算法,得到设计变量最优解。结果表明,优化后的行星架最大应力下降56.388%,设计变量灵敏度趋于零,行星架关注区域更加稳健,行星架可靠性得到提高。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,提出一种协同刚柔耦合虚拟样机动态可靠性设计方法,对机械设备传动机构的可靠性分析与设计具有重要工程应用价值。     

MG 400/951型采煤机截割部行星架时变可靠性分析

截割部行星架作为采煤机的关键零件,其时变可靠性对采煤机的综合性能有着重要的影响。基于Pro/E建立以截割部行星架为模态中性文件的采煤机刚柔耦合模型,研究截割部行星架的动力学性能,获得了截割部行星架薄弱区域和动态应力。基于Matlab获得了截割部行星架薄弱区域三参数威布尔分布的概率密度函数,利用Kstest函数验证其拟合的合理性。依据疲劳寿命可靠性理论,建立了截割部行星架疲劳寿命可靠性模型,计算得到基于Copula函数的截割部行星架多薄弱区域时变可靠度由0.9362呈指数退化趋势,直至截割部行星架失效,结合可靠性灵敏度设计理论分析了截割部行星架多薄弱区域设计变量对其时变可靠性的影响程度,为截割部行星架的研究提供了理论基础和准确的数据支撑。     

基于神经网络的采煤机截割部可靠性研究

滚筒是采煤机截煤时的主要工作机构,其结构参数及运动参数会直接影响采煤机的工作效率及工作可靠性。基于虚拟样机技术建立了采煤机刚柔耦合模型,通过动力学仿真获得采煤机关键零件等效应力值;仿真不同滚筒转速、牵引速度、滚筒螺旋升角及截线距下截割部摇臂壳体及行星架的等效应力值,获得了滚筒结构、运动参数对采煤机截割部关键零件可靠性的影响趋势;结合神经网络技术,以不同滚筒结构、运动参数下采煤机关键零件的等效应力值作为神经网络训练样本,对螺旋升角优化设计,获得在关键零件应力值最小时的滚筒螺旋升角。该研究为滚筒结构、运动参数的选取提供更为准确的理论依据,具有一定的工程应用价值。     

采煤机摇臂行星轮齿根应力分析

根据采煤机摇臂行星结构的特点,对采煤机摇臂行星轮的齿根应力进行了分析,得到了齿根应力复合函数。通过研究齿根应力与过盈量、滚动轴承外圈内孔半径之间的关系,得到了减小采煤机摇臂行星轮齿根应力的方法,并通过有限元仿真进行了验证。     

基于ANSYS的煤矿JD-1绞车二级行星架结构性能研究

二级行星架作为矿用绞车中的关键部件,由于井下环境的恶劣性,加上绞车的超负荷作业,导致二级行星架在使用极容易出现结构变形、断裂等失效问题,为此,通过对JD-1绞车二级行星架进行仿真模型建立,采用ANSYS软件,开展了二级行星架的结构性能研究,得出行星架的左板及延伸止口为整个结构的薄弱部位,提出了行星架的改进措施,以提升行星架的结构性能.     

矿用提升绞车行星架结构强度的分析研究

结合绞车的结构组成及绞车的使用情况,采用Solidworks与ABQUAS软件,通过建立行星架的三维模型,对行星架进行基于正应力变化、剪应力变化的仿真分析研究。结果表明,行星架的中部位置出现了较大的应力集中现象,在使用中可能率先出现变形量过大、断裂等故障现象,由此提出了行星架的结构改进建议。该研究对提高行星架的结构性能和绞车的使用安全具有重要理论意义。     

煤矿井下采煤机行星架结构的优化与应用研究

针对目前煤矿井下采煤机截割中的行星架经常出现疲劳断裂问题,以及产生其他负面作用,以某采煤机为研究对象,通过多种方式完成行星架疲劳断裂问题的分析工作,最终得到导致此类问题的关键是零部件应力过于集中且结构强度设计缺陷两方面,并提出具体优化应对策略。经实际应用结果表明,经过优化方案的具体实施后,设备中行星架的最大应力集中降低近1/2,且强度也有明显改善。     

采煤机扭矩轴可靠性分析与优化设计

作为保护采煤机关键零部件的扭矩轴,其性能对采煤机的可靠性与使用寿命有重大影响。建立以扭矩轴、摇臂壳体、截割部行星轴和行星架为模态中性文件的采煤机刚柔耦合虚拟样机模型,结合实际工况,基于项目组开发的"采煤机载荷模拟程序"计算获得了采煤机滚筒的载荷文件,通过Adams仿真得到了扭矩轴的最大剪切应力和扭转位移及时刻。基于神经网络和可靠性灵敏度理论得到了扭矩轴剪切应力与位移对卸荷槽结构参数的灵敏度。以采煤机牵引速度和扭矩轴剪切应力与位移为约束条件,对卸荷槽进行优化设计,结果表明:当采煤机牵引速度大于12.236 7 m/min时,扭矩轴及时断裂,提高了采煤机的可靠性与使用寿命。     

薄煤层采煤机行星机构强度分析

基于刚柔耦合多体系统动力学和疲劳累积损伤理论,通过多软件构造协同仿真平台建立了以行星机构为柔性件的薄煤层采煤机多体模型。通过对模型进行动力学仿真分析发现:截割部行星架主要发生弯曲变形和扭转变形,主应力值均在其材料的许用应力范围之内,强度方面满足要求,可靠性较高;牵引部行星架输出端花键根部与退刀槽连接处受力较大,存在局部应力集中现象。对动力学仿真结果中行星机构关键节点的原始载荷谱进行雨流计数和外推处理后,分析其疲劳寿命,得到了疲劳寿命循环次数和疲劳寿命云图。分析结果为研究复杂条件下结构的动应力分布和疲劳寿命提供了新的方法。