采煤机截割滚筒结构参数的优化

发布时间：2020-08-04 11:04

【摘要】：采煤机是目前综采工作面中最主要的工作设备之一。滚筒作为采煤机实现截煤、破煤、落煤、装煤功能的关键部件和工作机构，合理的滚筒参数是保证采煤机高效率高质量工作的前提，也是延长滚筒使用寿命的关键。因此对滚筒的结构参数进行优化设计，具有很大的现实意义。 本课题受某企业的委托就某型号的采煤机滚筒为研究对象，利用三维实体建模软件UG对采煤机滚筒、煤壁进行三维建模和装配，然后在显式动力学软件ANSYS/LS-DYNA中建立滚筒截割煤壁的有限元模型，对相关参数进行设置后，应用LS-DYNA求解器进行求解，在后处理器LS-Prepost中查看截割模拟仿真结果，观察并分析了各截齿和滚筒在截割煤壁过程中的受力情况，发现采煤机各截齿受力不均，滚筒波动性较大，势必要影响滚筒的使用寿命。 为使滚筒各截齿受力均衡，延长使用寿命，论文对滚筒参数进行了优化。首先对单个截齿进行受力分析，然后构建滚筒受力的数学模型。基于MATLAB优化工具箱，以截割比能耗和载荷波动系数为优化目标，对滚筒的结构参数进行了优化设计。根据MATLAB优化的结果对滚筒进行重新建模，在ANSYS/LS-DYNA中对改进后的滚筒再次进行了截割煤壁模拟分析，并对优化前后的模拟结果进行对比分析。通过改进和优化，滚筒以及截齿的受力和振动状况得到了明显的改善，同时滚筒的截割比能耗也得到了显著的降低，达到了结构优化的预期目标，提高了螺旋滚筒的截割性能。 该课题为企业解决了实际问题，也为以后采煤机设计时滚筒结构参数的选择提供了合理的依据，有一定的实用价值和现实意义。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD421.6
【图文】：

6图 1-1 研究路线图Fig.1-1 Roadmap for research结要阐述了进行“采煤机滚筒割煤过程模拟与参数配置优化”的段国内外对采煤机滚筒、截齿受力和滚筒参数优化方面的研究研究内容，最后拟定了本课题研究过程的路线。

图 2-1 ANSYS/LS-DYNA 分析流程图Fig.2-1 ANSYS/LS-DYNA analysis flow chart滚筒建模与装配EDS 公司开发的高度集成的 CAD/CAE/CAM 的 CAD（该内核是世界上最先进的虚拟实体造型引擎），功分析、有限元分析、详细设计、工程制图、产品装配、型方面，凭借其独特的解决方案在虚拟制造领域具有模一般遵循如下几个步骤：面进行实体建模时，首先是要绘制草图。草图的绘制必以是基准面，坐标平面，也可以是某个特征的表面。

太原理工大学硕士研究生学位论文模型的建立一般需要通过拉伸、扫掠、拔模、实三维模型的建立个采煤机的核心部分，并且截割部配有独立。截割部主要由滚筒、调高系统、挡煤板及截割部的关键部件，其性能决定着整机的工盘、截齿、齿座和轮毂等组成[34]，如图 2-2 接的截齿直接切割煤壁，煤壁的湿度大同时因此我们对螺旋滚筒能耗和振动进行研究，筒工作平稳，滚筒的截割性能达到最优。

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 王琦,王丽娟,王刚;采煤机螺旋滚筒最佳截线距的探讨[J];辽宁工程技术大学学报;2005年01期

2 宋纪侠,李晓豁,赵树强;采煤机工作参数的优化设计[J];辽宁工程技术大学学报;2005年S1期

3 葛怀挺;;连续采煤机瞬时载荷分析[J];辽宁工程技术大学学报;2005年S2期

4 焦丽;李晓豁;姚继权;;采煤机截齿动力学模型及其求解方法[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2008年02期

5 王子牛;;采煤机螺旋滚筒参数的优化设计[J];贵州工学院学报;1993年02期

6 李晓豁,宋纪侠,赵树强,蒲双全;采煤机滚筒瞬时载荷的模拟研究[J];矿山机械;2004年12期

7 李刚,朱华,吴兆宏,葛世荣;现代设计方法在矿山机械设计中的应用[J];矿山机械;2005年09期

8 纪玉杰;殷欢星;王平;程鹏;;基于LS-DYNA的掘进机截齿有限元分析[J];矿山机械;2011年02期

9 安亚君;;基于LS-DYNA的不同形状截齿强度仿真分析[J];矿山机械;2011年12期

10 姬国强;廉自生;卢绰;;基于LS-DYNA的镐型截齿截割力模拟[J];科学之友(B版);2008年04期

本文编号：2780460