含硫化铁结核薄煤层采煤机工作机构载荷问题

通过对含硫化铁结核薄煤层采煤机工作机构实际工况的分析,建立了复杂煤层条件下采煤机滚筒的受力模型,利用Matlab软件编制了滚筒瞬时负载的模拟程序;生成了滚筒瞬时负载的文本文件,并将其成功地导入机械系统运动学和动力学仿真软件ADAMS环境下建立的采煤机截割部刚柔耦合虚拟样机系统中,为定量研究采煤机截割部工作的可靠性提供了条件,使复杂煤层赋存条件下的薄煤层实现综采成为可能.研究结果表明,利用Matlab能准确地模拟复杂地质条件下采煤机工作机构遇到大块、硬结核体时滚筒瞬时负载的剧烈变化;Matlab文件操作函数生成负载文本的方法,能有效处理具有非线性、时变性、强耦合的复杂载荷问题.     

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。     

采煤机行星机构可靠性分析

为研究采煤机行星机构的工作可靠性,通过建立行星减速器刚柔耦合模型,对采煤机工作分析确定出截割纯煤和硬结核两种仿真工况,基于滚筒截齿的受力模型对两种工况下的采煤机外部负载进行计算,将外部负载施加给所建模型进行虚拟仿真,得到了不同工况下内齿圈与行星轮之间接触的变化规律,找出了恶劣工况下内齿圈与太阳轮的等效应力分布,研究结果为采煤机行星减速机构的设计及其优化提供了重要参考。     

采煤机摇臂壳体有限元分析

为了给采煤机摇臂壳体结构和强度的设计提供理论依据,通过分析采煤机摇臂滚筒端截煤时的受力情况,给出了摇臂壳体计算模型的边界条件,对采煤机摇臂壳体进行受力计算,并利用ANSYS对摇臂壳体进行有限元分析,对摇臂壳体结构进行优化。     

基于离散元的双滚筒采煤机截割过程仿真分析

基于离散元仿真技术,针对双滚筒采煤机采煤过程中煤壁变化趋势及滚筒受力,在Solidworks中建立艾柯夫SL系列采煤机整体模型。同时,基于采煤工作面煤壁的实际情况,在离散元软件中建立煤炭颗粒的本构模型并使其形成煤壁。在颗粒元仿真软件中对双滚筒采煤机的工作过程进行仿真,得到结果显示初始颗粒数为38 400的前提下,在上滚筒通过后采集到的煤粒为18 858个,下滚筒采集到的煤粒为19 253个,分别占比为49.11%和50.14%。上滚筒所受最大合力为14.25 kN,出现时间为4.46 s处;下滚筒所受最大合力为10.93 kN,出现时间为20.69 s处。容易得出上滚筒所受煤壁作用力大,且其采煤量低于下滚筒,这与煤壁未开采时,其结构更稳定有关,研究结果揭示了双滚筒采煤机工作过程中煤壁变化规律及滚筒受力,为双滚筒采煤机的研究提供了参考。     

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。     

采煤机滚筒调高的基本受力分析

滚筒是采煤机的主要部件,通过对采煤机滚筒截煤时的受力情况分析,指出了影响滚筒调高的主要是采煤机牵引方向的推进阻力和垂直于牵引方向的纵向截割阻力,并详细进行了分析计算。     

采煤机滚筒截煤载荷的模拟

介绍采煤机截煤时滚筒受力的计算方法及为完成该计算而编制的软件系统──采煤机滚筒截煤载荷的计算系统。经滚筒截割人造煤壁的试验，证明该系统可以较准确地完成采煤机截煤时滚筒载荷的计算     

采煤机滚筒参数计算及软件设计

介绍采煤机滚筒重要参数的计算公式,并利用Delphi7设计了滚筒参数计算软件。根据三一重型装备有限公司MG300/710-WD采煤机参数计算得出配套滚筒的参数。结果表明:通过本软件计算得到的滚筒参数与国内知名厂家的滚筒参数接近,该软件在滚筒设计方面具备一定的参考价值。     

基于ANSYS的滚筒式采煤机摇臂壳体仿真分析

摇臂作为滚筒采煤机的关键部件,在采煤机工作过程中既需要承受滚筒的扭矩和作用力,还伴随着冲击与振动,要求摇臂壳体具有足够的强度和刚度。利用Pro/E软件对采煤机摇臂壳体进行实体建模,并导入ANSYS中对采煤机采煤过程中的受力情况进行有限元强度分析,得到其应力应变云图,为摇臂壳体的优化提供了理论依据。     

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。     

采煤机滚筒记忆程控截割的模糊控制系统仿真

根据采煤机工作环境和滚筒调高系统的特点,在分析滚筒记忆程控截割原理的基础上,针对电磁阀控液压缸的开关控制特性,采用模糊控制理论对电磁换向阀模糊控制器进行了设计,给出了模糊控制器原理及模糊控制规则,实现采煤机滚筒位置高度的再现调节.并以MG200/500型采煤机为实例进行了Simulink仿真研究.仿真结果表明,模糊控制器能有效地对电磁换向阀通断时间进行控制,使系统具有良好的再现跟踪,输出平稳且无超调的性能.     

矿井电牵引滚筒采煤机姿态控制电气系统设计

电牵引滚筒采煤机是煤炭物料生产的关键性设备,根据综采工作面位置的变化,滚筒采煤机会变换工作位置并且根据地质情况调整工作姿态。为了提高电牵引滚筒采煤机的快速工序响应,提升综采工作面采煤的生产效率,对电牵引滚筒采煤机的工作姿态检测、控制为一体的电气系统进行设计。以MG2×200/550-WD型采煤机为研究对象,通过仿真技术软件对设计出的姿态控制系统进行验证计算。结果显示,该系统能够对采煤机姿态信息实现监测和控制,能在实际工程现场中实践应用,提升的综采工作面的自动化控制水平。     

薄煤层采煤机装煤性能研究

为了提高薄煤层采煤机的装煤性能及工作效率,运用理论分析与离散元数值模拟的方法对其进行了研究。针对理论落煤量及理论装煤量与牵引速度、滚筒截深、滚筒转速、螺旋升角的关系进行了理论分析;基于PRO/E与EDEM建立了采煤机截割部的离散元仿真模型及煤壁模型,模拟了采煤机截割、破碎煤岩的复杂过程,并获得了相应的装煤率;基于正交试验法分析了牵引速度、滚筒转速、叶片螺旋升角、滚筒截深对采煤机装煤性能的影响规律及显著程度。基于实际工况,得到了新型薄煤层采煤机的最优设计参数,为采煤机滚筒装煤性能的研究及优化提供了一种新方法。     

运动学参数对滚筒截割夹矸煤岩应力影响规律

由于夹矸煤岩赋存条件的复杂性及滚筒截割煤岩过程载荷的非线性,得到滚筒截割煤岩的应力信息非常困难,因此很难从可靠性方面对运动学参数进行匹配。以煤岩截割机理和有限元理论为基础,利用LS-DYNA建立螺旋滚筒截割夹矸煤岩的耦合模型,分别对不同工况进行截割过程的动态模拟,以获取煤岩体、滚筒截齿相关组件的最大应力信息。采用曲面拟合技术分析滚筒转速及牵引速度对煤岩体、滚筒截齿相关组件最大应力的影响规律,建立了相关零件应力关于滚筒转速及牵引速度的规律方程。以采煤机生产率、截割比能耗为目标建立了采煤机滚筒运动学参数的优化方程,并得到了滚筒转速与牵引速度的最佳匹配值,研究表明:当滚筒转速为61. 63 r/min,牵引速度为4. 776 m/min时,采煤机生产率可达190. 64 t/h,截割比能耗仅为0. 868 9 kW·h/m3。截齿合金头、齿体、齿座、叶片的应力分别为:1 339. 4,887. 5,454. 7,105. 2 MPa,岩石和煤体最大应力分别为:59. 15,8. 799 MPa。     

基于LoRa技术通信的采煤机姿态感知系统设计

为实现采煤机滚筒智能调高与远程控制记忆截割煤等功能,需获取采煤机精确姿态信息。设计一种基于LoRa技术通信的采煤机姿态感知系统。考虑井下工作条件恶劣、通信干扰因素多等特点,该系统采用抗振倾角传感器精确获取采煤机姿态信息,利用LoRa技术并结合滤波算法来提高系统的通信距离,实现采煤机滚筒智能调高和记忆截割煤的远程控制。通过在黄陵1#煤矿井下进行实际测试,结果表明,该系统在井下恶劣环境中获取的采煤机姿态信息精确,传输距离可达140 m,可以满足工作面远程控制需求。     

混沌集算法优化采煤机螺旋滚筒性能的研究

利用混沌集算法优化采煤机螺旋滚筒的设计,提高采煤机的工作性能。在分析采煤机螺旋滚筒的工作模型的基础上,构建了具有遍历性的混沌集优化算法模型,以MATALAB实现算法输出,通过对MG250-550-WD型滚筒采煤机的实际测试,验证了混沌集算法对采煤机螺旋滚筒性能的优化效果。