采煤机导向滑靴耐磨层磨损机理分析

为缓解采煤机导向滑靴因磨损而失效报废的现状,理论分析了采煤机导向滑靴耐磨层的磨损方式主要是磨粒磨损和黏着磨损。并通过实验验证了采煤机导向滑靴耐磨层主要的磨损为磨粒磨损和黏着磨损。通过检测试样的摩擦因数、磨损量及磨损后的金相组织,得出表面载荷对磨粒磨损和黏着磨损影响最大,碳化物有利于提高材料的抗重载能力。     

进口采煤机导向滑靴的修复

采煤机导向滑靴是采煤机上的主要部件之一，它的使用寿命和质量对采煤机在井下采煤的生产能力有直接的影响。导向滑靴在工作过程中，侧面同时受到销排和牵引块的拉、压和弯曲应力和与销排表面、导向面由于摩擦产生磨损，从而其侧面易产生裂纹及断裂和导向面耐磨层的磨损。因此，每次采煤机大修都会有导向滑靴报废或待修，给生产带来不利影响，造成了经济损失。     

滚筒采煤机导向滑靴的修复工艺

采煤机导向滑靴在工作过程中同时受到销排和牵引块的拉、压和弯曲应力,并与销排表面导向面摩擦,从而其侧面易产生裂纹及断裂和导向面耐磨层的磨损,给生产带来不利影响.现介绍一种操作简单、经济合理修复导向管靴的方法,供参考.     

采煤机自适应滑靴系统研究

针对采煤机在仰俯采时,由于仰俯角过大导致采煤机导向滑靴出现载荷过大而出现采煤机卡死和导向滑靴出现磨损、断裂等情况,提出了采煤机自适应滑靴系统。该系统包含了自适应导向滑靴和采煤机仰俯角调节机构。能够对采煤机的仰俯角进行不同角度的调节,使采煤机在仰俯采时,导向滑靴和支撑滑靴处的受力达到均衡,进而提高导向滑靴和支撑滑靴的寿命。该方法也为采煤机设计提供了新思路,具有一定的借鉴价值。     

采煤机导向滑靴磨损模拟试验分析

基于修正Archard模型,将导向滑靴磨损过程等效为若干个磨损周期累积作用的结果,提出一种导向滑靴磨损的有限元分步模拟试验法,分析采煤机牵引速度、煤岩坚固性系数对导向滑靴磨损影响趋势,建立导向滑靴磨损深度预测模型。结果表明,上导向面磨损剧烈,牵引速度、煤岩坚固性系数越大,导向滑靴磨损越严重。导向滑靴磨损深度预测模型可为其维修、更换提供参考。     

采煤机自适应导向滑靴的研究与探讨

阐述了一种采煤机自适应导向滑靴的新型结构,针对传统采煤机导向滑靴在仰俯采时由于倾角过大而出现卡死和导向滑靴处受力过大而导致其失效的问题,提出了一种能够通过改变采煤机倾角,降低导向滑靴自身受力,提高其使用寿命的新型导向滑靴结构,解决了以往导向滑靴在仰俯采工况时频繁更换,行走轮断齿的问题。也为采煤机导向滑靴设计提供了新思路。     

采煤机导向滑靴耐磨层磨损量的探讨

通过分析采煤机导向滑靴在其行走传动装置中的重要作用,给出了导向滑靴有效期限内上、下耐磨层理论可磨损的计算公式,对导向滑靴的设计及实际使用有一定的理论及实践意义。     

采煤机导向滑靴温度场仿真分析

为研究采煤机导向滑靴在工作时的温度场分布,建立了导向滑靴行走的移动热源模型,确定了仿真的边界条件,运用量纲分析法得出自然对流换热的换热系数,并借助Workbench分析软件,得出采煤机导向滑靴工作时的温度场分布云图,对研究采煤机导向滑靴的磨损机理及材料的使用寿命具有一定的指导意义。     

深冷处理工艺对采煤机导向滑靴耐磨性的影响

介绍了采煤机导向滑靴耐磨性的研究现状,提出采用深冷处理工艺对导向滑靴耐磨层进行处理,改善耐磨性。试验探究了深冷温度及保温时间2个因素对导向滑靴耐磨性的影响,采取控制变量法,并通过观察金相组织,测量硬度及摩擦磨损试验,来测定不同条件下,深冷处理后试样的耐磨性能,从而为新工艺的制定提供理论依据。     

新型采煤机行走轮的研究与探讨

阐述了一种采煤机行走轮的新型结构,针对传统采煤机行走部导向滑靴采用滑动接触磨损严重,提出了一种将导向滑靴的滑动接触改为滚动接触,将其支撑功能转移到行走轮上的新型结构,解决了以往导向滑靴耐磨板更换频繁、行走轮易断齿等问题。     

采煤机平滑靴平动固-热-力耦合特性分析

针对采煤机滑靴在推进过程中,平滑靴与刮板输送机中部槽间瞬态温度高导致接触面磨损甚至失效的问题,构建了煤粉界面层影响下动摩擦因数的平滑靴固-热-力耦合数学模型,再以试验获取的滑靴载荷作为输入,利用Comsol Multiphysics分别对干煤粉和含水煤粉界面影响下,采煤机前、后平滑靴与刮板输送机中部槽间的固-热-力耦合特性进行分析。结果表明:接触面间温度与滑靴受力、煤粉的状态有关,干煤粉界面下前后平滑靴的最高温度为460.04 K和433.73 K,最高温度位置在作用关节中心;含水煤粉界面下前后平滑靴的最高温度为438.31 K和418.62 K,最高温度位置同样位于作用关节中心。     

基于采煤机载荷谱的滚筒截割阻力分析

针对采煤机滚筒受力的问题,采用最大似然函数和改进的牛顿-拉夫森算法,对上湾矿采煤机的载荷谱进行分析处理,求出采煤机的截割载荷及其服从的伽玛分布的概率密度函数,进而得到牵引速度对截割载荷的影响。     

采煤机截割部传动系统的虚拟设计

研究了在SolidWorks平台上进行采煤机截割部传动系统虚拟设计的方法。以SolidWorks Motion模块为基础,对截割部传动系统进行三维模型的数字化设计,完成虚拟装配,实现了截割部传动系统的建模、参数设计和仿真分析的自动化,提高了整体设计效率。     

不同截割工况下变速截割采煤机截割性能多目标优化

为了在不同截割工况下实现采煤机安全运行和高效生产,以牵引速度、滚筒转速为优化变量,以齿轮动载荷、采煤生产率、块煤率以及截割比能耗为子目标,建立了采煤机截割性能多目标优化模型;提出了基于权重系数轮换的各性能子目标权重系数的寻优方法,以确定适应不同截割工况的最优权重组合。利用遗传算法优化得到正常煤层、夹矸煤层和岩石断层工况下随截割阻抗变化的最优牵引-截割运动参数,并对比分析最优运动参数控制和传统牵引调速控制下采煤机的截割性能。结果表明,与传统牵引调速控制相比,采用最优运动参数控制不但明显提高了正常煤层和夹矸工况下的采煤经济性能,而且可安全快速通过断层区;此外,滚筒转速在24 r/min附近时截割传动系统出现局部共振,因此滚筒变速截割时应避免在共振转速下运行。所得结果为采煤机自适应变速截割的实施提供参考。     

采煤机磨损状态监测技术研究

指出铁谱技术能有效地监测采煤机磨损状态,研究了旋转式铁谱定量技术,得出旋转式铁谱磨损烈度指数。分析了采煤机齿轮严重滑动磨损故障及磨损颗粒特征,制定了磨损状态判据,给出了采煤机齿轮磨损故障的监测实例。     

夹矸煤层条件下螺旋叶片磨损失效数值模拟研究

以MG400/951-WD新型采煤机螺旋滚筒为工程对象,利用Pro/Engineer分别建立螺旋滚筒与含夹矸煤岩的三维实体模型,并将耦合模型导入到ANSYS软件中进行相关的前处理设置。分别设置齿尖合金头、齿体、筒毂和螺旋叶片的密度、弹性模量、泊松比、抗压强度、抗拉强度等材料属性;以杨村煤矿含夹矸煤层为取样对象,通过试验分别测得了煤和夹矸的密度、弹性模量、泊松比、黏聚力、内摩擦角、抗拉强度和坚固性系数等物理、力学性质,完成对耦合模型材料属性的设置。分别定义含夹矸煤岩和螺旋叶片的本构模型为096_BRITTLE_DAMAGE和003_PLASTIC_KINEMATIC,通过关键字ADD_EROSION分别对含夹矸煤岩与螺旋叶片定义失效,用以表征煤颗粒被截落与螺旋叶片的磨损;基于实际工况,定义采煤机牵引速度为8 m/min,螺旋滚筒转速为60 r/min的初始运动状态,通过关键字DATABASE_RCFORC设置求解结果的输出,将最终的K文件导入LS-DYNA/SOLVER求解器进行求解。通过显示动力学仿真求解得到了螺旋叶片的磨损域、应力云图、工作载荷谱及总磨损体积等,结果表明:螺旋叶片的磨损主要集中在叶片的尾端及外缘部分,且叶片尾端磨损最为严重,这与实际工况下叶片的磨损情况相一致。这主要是由于堆积于叶片尾端的煤堆在被叶片推挤时,会产生较大的摩擦力,磨屑脱落产生犁沟状磨损带;同时螺旋滚筒截割过程中产生的非线性冲击载荷会使其产生较大的振动,导致齿座下端的叶片外缘部分与含夹矸煤岩发生接触,造成部分附加磨损。提取不同时刻螺旋叶片的磨损体积并利用Matlab软件拟合得到了螺旋叶片磨损体积的变化趋势,发现螺旋叶片的磨损量随工作时间逐渐增大,但磨损速率随工作时间逐渐减小,这主要是磨损表面微观轮廓不断变化引起的,与不同时刻磨损域的扩展情况相一致。利用Matlab软件对螺旋叶片的磨损轨迹进行拟合,获得了螺旋叶片的磨损轨迹方程。     

薄煤层采煤机截割部行星架有限元分析

利用有限元分析软件ABAQUS对薄煤层采煤机截割部行星齿轮机构的行星架进行了强度校核,结果表明现有的行星架设计安全系数过大,适当减小安全系数可以增大薄煤层采煤机滚筒的装煤空间.分析得到的行星架的应力、位移分布情况可以为进一步设计薄煤层采煤机截割部行星架的结构和强度提供依据.     

采煤机整机非线性静力学特性研究

为研究大跨度、过约束条件下采煤机支撑滑靴受力特点,考虑采煤机倾角及俯仰角等因素影响,构建了18个载荷下的采煤机整机静力学模型,针对模型系数矩阵的不确定性,提出采用改进凝聚函数对采煤机静力学方程的绝对值系数矩阵进行了处理,获取修正后的光滑非线性方程组,将截割实验下的滚筒三向力载荷作为输入激励代入到静力学方程中,再利用Levenberg-Marguardt算法对方程组进行求解,得到各滑靴受力的理论计算值,并与实际测量值进行比较,误差范围在10%以内,验证了理论模型的正确性。采用控制变量法分别改变采煤机倾角和俯仰角的取值,研究采煤机倾角和俯仰角变化对采煤机各滑靴受力的影响。研究结果表明:采煤机倾角变化对前后导向滑靴侧推力影响较大,对前后导向滑靴以及平滑靴支撑力影响较小;采煤机倾角变化对各滑靴受力均有一定的影响,且受力变化呈近似线性关系。     

基于采煤机摇臂惰轮轴受力分析的综合煤岩识别方法

提高采煤自动化、无人化程度的关键在于提高采煤机对煤炭和岩石的识别能力,在记忆截割的基础上,采用灰色预测理论,提出了1种基于滚筒采煤机摇臂惰轮轴受力分析的综合煤岩识别方法,通过实时检测采煤机在截割不同介质时的惰轮轴受力,并根据惰轮轴受力建立采煤机截割路线智能预测系统,实时修正截割路线,提高了采煤机的追踪适应能力。该方法在中煤张家口煤机厂实验平台上进行截割实验验证,结果表明：采煤机割岩时受力比割煤时平均受力大19.45%,能够很好的对煤岩界面进行识别。