采煤机镐型截齿力学有限元仿真及剩余寿命预测研究
发布时间：2021-08-31 19:05
采煤机的镐型截齿作为截割煤壁,破落煤岩的主要机构原件。其性能好坏直接影响着截割效率、采煤机开机率并进一步影响着煤矿的生产成本和经济效益。由于实际工作中煤矿井下地质条件复杂,环境恶劣。截齿磨损、断裂、崩刃等失效形式时常发生。因此采煤机的截齿成为煤矿企业更换最为频繁的备件。本文以采煤机截齿的实际工作条件为基础,对截齿与煤岩的材料属性、截齿的疲劳寿命以及不同境况下的截齿受力进行较为详细的分析和研究其中包括:（1）以煤岩截割理论和有限元理论为基础对采煤机镐型截齿的受力和工作方式进行理论分析。以采煤机截齿型号U94为例,采用Hyperworks有限元软件建立镐型截齿有限元模型。并对实际采煤机镐型截齿在三种不同侧应力、三种不同安装角度的工作条件下进行有限元仿真模拟分析。（2）以Radioss疲劳理论为基础,对采煤机镐型截齿不同工作条件和截割参数下的疲劳破坏和疲劳寿命进行仿真分析,预测镐型截齿的剩余寿命。（3）依据预测出的截齿剩余寿命提出了剩余预警模型。一方面为采煤机的截齿在检修更换方面提供了确切的目的性,一定程度上节约了人力与时间成本,提高了检修水平和效率。另一方面以对截齿寿命预测为基础,尤其针对...
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１伊文思模型的原理图??Ｆｉｇ?１．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?Ｅｖａｎｓ?ｍｏｄｅｌ??
对比分析最终认为煤岩与截齿的相互作用使得煤岩破碎的机理是由于煤岩产生??了拉伸破坏。并且伊文思还描述出了截齿的截割轨迹为圆弧，并根据拉伸理论??解释了他的模型。伊文思模型的原理图如图１．１所示。??图１．１伊文思模型的原理图??Ｆｉｇ?１．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?Ｅｖａｎｓ?ｍｏｄｅｌ??最终依据推倒的过程得出了截割力的水平和垂直分力即切削力与垂直力公??式。??切削力的公式：??Ｐｃ＝２Ｒｓｍ（０?＋?＜ｐ）?＝?＾＾＾Ｌ．?式（１．２）??ｓｉｎ?ａ?ｃｏｓ（ａ?＋?０?＋?（ｐ）??垂直力公式：??式（１．３）??ｓｉｎ?ａ?ｃｏｓ（ａ?＋?０（ｐ）??式中：＆一岩石抗拉强度；ｄ—截割厚；—刀具前角即破碎线的圆弧角度的??二分之一？’?Ｒ一截割力；０?—齿尖夹角；??日本专家西松在上世纪七十年代伊始，开创了一种新的截齿的切削力计算??方法。该方法最终被刊登在了国际岩石力学杂志上。由于该方法在观测设备落??后的大背景下依靠其对岩石力学等理论的严格推到和遵循。受到了各个国家的??一致肯定［５－８］，一定意义上发展和促进了截割理论的发展。他的截割理论依靠以??下五个假设和所建立的：??（１）
?绪论??研宄技术路线图如图１．３所示。??采煤机镐型截齿力学有ＰＳｊ￡仿真??及剰余寿命预测研究??１?＼???｛??Ｉ???雜岩?论！ｋ｜?，?，??Ｉ?｜ｉ＝ｊ＞?镐型截齿工
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多目标优化的采矿机滚筒结构参数优化设计[J]. 王静. 中国锰业. 2017(02)
[2]基于故障预测的备件订购决策优化模型[J]. 刘雪丽,魏永合,冯睿智,魏超. 机床与液压. 2017(01)
[3]不同截割状态下镐型截齿侧向力的实验与理论模型[J]. 刘春生,李德根. 煤炭学报. 2016(09)
[4]基于Evans截割模型的镐型截齿峰值截割力的计算[J]. 王立平,蒋斌松,张翼,张强. 煤炭学报. 2016(09)
[5]基于故障预测的预防性维修策略优化模型[J]. 魏永合,刘雪丽,牛保国. 组合机床与自动化加工技术. 2015(07)
[6]基于成组检测的备件联合优化决策模型[J]. 谷玉波,贾云献. 火力与指挥控制. 2013(12)
[7]基于离散GM（1,1）模型的武器备件故障率预测研究[J]. 邵延君,马春茂,潘宏侠,刘永姜. 火炮发射与控制学报. 2013(02)
[8]掘进机截齿的截割角度与力学的数学模型及数值模拟[J]. 范小红. 科技与企业. 2012(19)
[9]采煤机滚筒截齿失效工况的影响分析及对策[J]. 尚慧岭. 煤炭科学技术. 2012(08)
[10]刨头上不同位置刨刀的随机载荷模拟研究[J]. 李晓豁,付伟丽,张飞虎,刘志森. 微计算机信息. 2011(12)
博士论文
[1]镐型截齿与煤岩互作用力学与磨损特性研究[D]. 刘晓辉.中国矿业大学 2016
[2]基于故障预测的装备维修备件协同库存控制系统研究[D]. 司书宾.西北工业大学 2006
硕士论文
[1]同类型多部件系统的视情维修与备件供应联合优化[D]. 肖罗椿.南京航空航天大学 2016
[2]基于空地数据链的航空发动机剩余寿命预测研究[D]. 张马兰.南京航空航天大学 2015
[3]基于监测数据的机械设备剩余寿命预测研究[D]. 李超.大连理工大学 2014
[4]截齿冲击破岩力学性能分析及其数值仿真[D]. 曹治.辽宁工程技术大学 2014
[5]基于故障树的煤矿设备故障分析方法研究[D]. 孙潘潘.中国矿业大学 2014
[6]保护层开采钻式采煤机截齿耐磨性研究[D]. 王雁翔.中国矿业大学 2014
[7]设备维修计划多目标综合优化模型研究[D]. 刘池.西安电子科技大学 2013
[8]基于入岩速度和动力头齿轮寿命的旋挖钻机钻进参数研究[D]. 丁吉.中南大学 2012
[9]基于可靠性的设备预防性维护策略研究[D]. 李苗群.西安电子科技大学 2011
[10]模糊决策树在采煤机故障诊断中的应用研究[D]. 袁英.太原科技大学 2009
本文编号：3375447
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１伊文思模型的原理图??Ｆｉｇ?１．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?Ｅｖａｎｓ?ｍｏｄｅｌ??
对比分析最终认为煤岩与截齿的相互作用使得煤岩破碎的机理是由于煤岩产生??了拉伸破坏。并且伊文思还描述出了截齿的截割轨迹为圆弧，并根据拉伸理论??解释了他的模型。伊文思模型的原理图如图１．１所示。??图１．１伊文思模型的原理图??Ｆｉｇ?１．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?Ｅｖａｎｓ?ｍｏｄｅｌ??最终依据推倒的过程得出了截割力的水平和垂直分力即切削力与垂直力公??式。??切削力的公式：??Ｐｃ＝２Ｒｓｍ（０?＋?＜ｐ）?＝?＾＾＾Ｌ．?式（１．２）??ｓｉｎ?ａ?ｃｏｓ（ａ?＋?０?＋?（ｐ）??垂直力公式：??式（１．３）??ｓｉｎ?ａ?ｃｏｓ（ａ?＋?０（ｐ）??式中：＆一岩石抗拉强度；ｄ—截割厚；—刀具前角即破碎线的圆弧角度的??二分之一？’?Ｒ一截割力；０?—齿尖夹角；??日本专家西松在上世纪七十年代伊始，开创了一种新的截齿的切削力计算??方法。该方法最终被刊登在了国际岩石力学杂志上。由于该方法在观测设备落??后的大背景下依靠其对岩石力学等理论的严格推到和遵循。受到了各个国家的??一致肯定［５－８］，一定意义上发展和促进了截割理论的发展。他的截割理论依靠以??下五个假设和所建立的：??（１）
?绪论??研宄技术路线图如图１．３所示。??采煤机镐型截齿力学有ＰＳｊ￡仿真??及剰余寿命预测研究??１?＼???｛??Ｉ???雜岩?论！ｋ｜?，?，??Ｉ?｜ｉ＝ｊ＞?镐型截齿工
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多目标优化的采矿机滚筒结构参数优化设计[J]. 王静. 中国锰业. 2017(02)
[2]基于故障预测的备件订购决策优化模型[J]. 刘雪丽,魏永合,冯睿智,魏超. 机床与液压. 2017(01)
[3]不同截割状态下镐型截齿侧向力的实验与理论模型[J]. 刘春生,李德根. 煤炭学报. 2016(09)
[4]基于Evans截割模型的镐型截齿峰值截割力的计算[J]. 王立平,蒋斌松,张翼,张强. 煤炭学报. 2016(09)
[5]基于故障预测的预防性维修策略优化模型[J]. 魏永合,刘雪丽,牛保国. 组合机床与自动化加工技术. 2015(07)
[6]基于成组检测的备件联合优化决策模型[J]. 谷玉波,贾云献. 火力与指挥控制. 2013(12)
[7]基于离散GM（1,1）模型的武器备件故障率预测研究[J]. 邵延君,马春茂,潘宏侠,刘永姜. 火炮发射与控制学报. 2013(02)
[8]掘进机截齿的截割角度与力学的数学模型及数值模拟[J]. 范小红. 科技与企业. 2012(19)
[9]采煤机滚筒截齿失效工况的影响分析及对策[J]. 尚慧岭. 煤炭科学技术. 2012(08)
[10]刨头上不同位置刨刀的随机载荷模拟研究[J]. 李晓豁,付伟丽,张飞虎,刘志森. 微计算机信息. 2011(12)
博士论文
[1]镐型截齿与煤岩互作用力学与磨损特性研究[D]. 刘晓辉.中国矿业大学 2016
[2]基于故障预测的装备维修备件协同库存控制系统研究[D]. 司书宾.西北工业大学 2006
硕士论文
[1]同类型多部件系统的视情维修与备件供应联合优化[D]. 肖罗椿.南京航空航天大学 2016
[2]基于空地数据链的航空发动机剩余寿命预测研究[D]. 张马兰.南京航空航天大学 2015
[3]基于监测数据的机械设备剩余寿命预测研究[D]. 李超.大连理工大学 2014
[4]截齿冲击破岩力学性能分析及其数值仿真[D]. 曹治.辽宁工程技术大学 2014
[5]基于故障树的煤矿设备故障分析方法研究[D]. 孙潘潘.中国矿业大学 2014
[6]保护层开采钻式采煤机截齿耐磨性研究[D]. 王雁翔.中国矿业大学 2014
[7]设备维修计划多目标综合优化模型研究[D]. 刘池.西安电子科技大学 2013
[8]基于入岩速度和动力头齿轮寿命的旋挖钻机钻进参数研究[D]. 丁吉.中南大学 2012
[9]基于可靠性的设备预防性维护策略研究[D]. 李苗群.西安电子科技大学 2011
[10]模糊决策树在采煤机故障诊断中的应用研究[D]. 袁英.太原科技大学 2009
本文编号：3375447
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