变速变载工况下采煤机截割传动系统机电耦合动力学研究
发布时间：2020-12-28 11:37
煤炭采掘正在向智能化、无人化方向发展,在减轻煤矿工人的劳动强度、提高安全生产水平的同时,对采煤机的可靠性、状态感知及工况适应能力提出了更高的要求。截割传动系统是采煤机实现破煤的关键部件,由于煤岩变化具有强随机性和强突变性,使其长期运行在变载荷、变转速等非稳态工况;同时,截割传动系统是一个大功率电机驱动多级齿轮传动的机电耦合系统,其结构复杂,零部件众多,内外部激励和非线性因素丰富。以上因素叠加,使截割传动系统的动力学行为十分复杂,导致系统故障频发、设备停机时间长,严重制约综采工作面的生产效率和经济效益。本文在国家重点基础研究发展计划（973计划）“深部危险煤层无人采掘装备关键基础研究”课题四“重载突变工况的高效动力传递原理及自适应控制方法”（编号:2014CB046304）的支持下,针对采煤机截割传动系统复杂多变的工况特点和多激励源、多响应点的结构特点,以动力学分析为手段,重点研究了变速、变载等非稳态工况激励以及时变啮合刚度、时变轴承刚度、扭转电磁刚度等动态参数激励联合作用下截割传动系统的动力学行为,掌握了典型工况和结构参数对系统动态特性的影响规律,揭示了电机-齿轮系统的机电耦合作用机理...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
齿轮9扭振角加速度响应
49图 3.16 齿轮 5 扭振角加速度响应Fig. 3.16 Time-frequency map of torsional vibration acceleration for gear 5过以上排查可知，额定负载下，电机在 989r/min 附近运行时系统将模态为主的扭转共振。由于动能和应变能相互转换，发生共振时，
6 变速变载工况下电机-齿轮系统机电动态特性实验研究转矩转速传感器 3：型号，HBM K-T40FM-015R-MF-S-M-DU2-1-S；精度额定转矩，15kNm；最大转速，6000r/min。电流传感器：型号，LEM IT1000-S/SP1 ULTRASTAB；精度等级，0.00电流，1000A。NGWN 型行星齿轮箱：传动比为 25.556。惯性飞轮：转动惯量为 20kg m2。升速箱：型号，NBD5-400-20-I JB/T6503-93；实际升速比 21.89；高速级的太阳轮、行星轮和内齿圈齿数分别为 19、30 和 80，模数 4mm；低速轮的太阳轮、行星轮和内齿圈齿数分别为 25、27 和 80，模数 5mm。测功机：湘仪产电力测功机；额定功率，250kW；额定电压，380V；额795Nm；额定转速，3000r/min。弾性轴：长度为 685mm，直径为 45mm。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于扭振信号的行星齿轮箱故障诊断[J]. 王轩,王细洋. 失效分析与预防. 2017(04)
[2]让井下无人采煤成为引领未来煤炭发展新坐标——陕煤黄陵矿业公司实施智能化开采的调查与思考[J]. 王成祥,张玉良. 陕西煤炭. 2016(05)
[3]薄煤层采煤机参数对块煤率的影响分析[J]. 徐路. 能源技术与管理. 2016(02)
[4]采煤机截割部机电传动系统动力学特性分析[J]. 刘长钊,秦大同,廖映华. 机械工程学报. 2016(07)
[5]基于多目标优化的采煤机滚筒最优运动参数的动态匹配[J]. 秦大同,王镇,胡明辉,刘永刚,葛帅帅. 煤炭学报. 2015(S2)
[6]两级行星齿轮传动非线性啮合力频率耦合与动态特性研究[J]. 刘辉,蔡仲昌,项昌乐. 振动与冲击. 2015(19)
[7]考虑齿轮-转子系统振动响应的最佳修形曲线研究[J]. 马辉,逄旭,宋溶泽,闻邦椿. 振动与冲击. 2015(11)
[8]基于正交试验的机床结合部动刚度优化配置[J]. 邓聪颖,殷国富,方辉,肖红. 机械工程学报. 2015(19)
[9]考虑齿面变摩擦系数的斜齿轮传动变速过程动力学分析[J]. 刘长钊,秦大同,廖映华. 振动与冲击. 2014(24)
[10]采煤机截割部传动系统的动力学仿真[J]. 赵丽娟,兰金宝. 振动与冲击. 2014(23)
博士论文
[1]新型采煤机截割短程传动系统机电耦合动态特性与优化[D]. 舒锐志.重庆大学 2018
[2]非稳态工况下采煤机截割传动系统机电动态特性研究[D]. 刘长钊.重庆大学 2016
[3]车用机电复合传动系统机电耦合非线性振动研究[D]. 陈星.北京理工大学 2015
[4]渐开线直齿轮传动系统非线性动力学研究[D]. 王成.北京理工大学 2015
[5]采煤机截割传动系统故障诊断及可靠性分析[D]. 钱沛云.中国矿业大学 2015
[6]平行轴齿轮传动系统动力学通用建模方法与动态激励影响规律研究[D]. 常乐浩.西北工业大学 2014
[7]数控机床转台传动链静动刚度匹配设计方法研究[D]. 韩林.天津大学 2014
[8]随机风作用下风力发电机齿轮传动系统动力学及动态可靠性研究[D]. 周志刚.重庆大学 2012
[9]风力发电机行星齿轮传动系统变载荷激励动力学特性研究[D]. 杨军.重庆大学 2012
[10]土压平衡盾构机主减速器三级行星齿轮系统动力学[D]. 肖正明.重庆大学 2011
硕士论文
[1]基于MCSA的齿轮故障诊断技术研究[D]. 董传洋.哈尔滨工业大学 2015
[2]滚筒式采煤机截割部动力学特性研究[D]. 郭会珍.中国矿业大学 2014
[3]采煤机截割部扭振分析[D]. 牟志然.太原理工大学 2013
[4]水轮发电机转子轴系机电耦联振动研究[D]. 徐进友.天津大学 2009
本文编号：2943689
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
齿轮9扭振角加速度响应
49图 3.16 齿轮 5 扭振角加速度响应Fig. 3.16 Time-frequency map of torsional vibration acceleration for gear 5过以上排查可知，额定负载下，电机在 989r/min 附近运行时系统将模态为主的扭转共振。由于动能和应变能相互转换，发生共振时，
6 变速变载工况下电机-齿轮系统机电动态特性实验研究转矩转速传感器 3：型号，HBM K-T40FM-015R-MF-S-M-DU2-1-S；精度额定转矩，15kNm；最大转速，6000r/min。电流传感器：型号，LEM IT1000-S/SP1 ULTRASTAB；精度等级，0.00电流，1000A。NGWN 型行星齿轮箱：传动比为 25.556。惯性飞轮：转动惯量为 20kg m2。升速箱：型号，NBD5-400-20-I JB/T6503-93；实际升速比 21.89；高速级的太阳轮、行星轮和内齿圈齿数分别为 19、30 和 80，模数 4mm；低速轮的太阳轮、行星轮和内齿圈齿数分别为 25、27 和 80，模数 5mm。测功机：湘仪产电力测功机；额定功率，250kW；额定电压，380V；额795Nm；额定转速，3000r/min。弾性轴：长度为 685mm，直径为 45mm。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于扭振信号的行星齿轮箱故障诊断[J]. 王轩,王细洋. 失效分析与预防. 2017(04)
[2]让井下无人采煤成为引领未来煤炭发展新坐标——陕煤黄陵矿业公司实施智能化开采的调查与思考[J]. 王成祥,张玉良. 陕西煤炭. 2016(05)
[3]薄煤层采煤机参数对块煤率的影响分析[J]. 徐路. 能源技术与管理. 2016(02)
[4]采煤机截割部机电传动系统动力学特性分析[J]. 刘长钊,秦大同,廖映华. 机械工程学报. 2016(07)
[5]基于多目标优化的采煤机滚筒最优运动参数的动态匹配[J]. 秦大同,王镇,胡明辉,刘永刚,葛帅帅. 煤炭学报. 2015(S2)
[6]两级行星齿轮传动非线性啮合力频率耦合与动态特性研究[J]. 刘辉,蔡仲昌,项昌乐. 振动与冲击. 2015(19)
[7]考虑齿轮-转子系统振动响应的最佳修形曲线研究[J]. 马辉,逄旭,宋溶泽,闻邦椿. 振动与冲击. 2015(11)
[8]基于正交试验的机床结合部动刚度优化配置[J]. 邓聪颖,殷国富,方辉,肖红. 机械工程学报. 2015(19)
[9]考虑齿面变摩擦系数的斜齿轮传动变速过程动力学分析[J]. 刘长钊,秦大同,廖映华. 振动与冲击. 2014(24)
[10]采煤机截割部传动系统的动力学仿真[J]. 赵丽娟,兰金宝. 振动与冲击. 2014(23)
博士论文
[1]新型采煤机截割短程传动系统机电耦合动态特性与优化[D]. 舒锐志.重庆大学 2018
[2]非稳态工况下采煤机截割传动系统机电动态特性研究[D]. 刘长钊.重庆大学 2016
[3]车用机电复合传动系统机电耦合非线性振动研究[D]. 陈星.北京理工大学 2015
[4]渐开线直齿轮传动系统非线性动力学研究[D]. 王成.北京理工大学 2015
[5]采煤机截割传动系统故障诊断及可靠性分析[D]. 钱沛云.中国矿业大学 2015
[6]平行轴齿轮传动系统动力学通用建模方法与动态激励影响规律研究[D]. 常乐浩.西北工业大学 2014
[7]数控机床转台传动链静动刚度匹配设计方法研究[D]. 韩林.天津大学 2014
[8]随机风作用下风力发电机齿轮传动系统动力学及动态可靠性研究[D]. 周志刚.重庆大学 2012
[9]风力发电机行星齿轮传动系统变载荷激励动力学特性研究[D]. 杨军.重庆大学 2012
[10]土压平衡盾构机主减速器三级行星齿轮系统动力学[D]. 肖正明.重庆大学 2011
硕士论文
[1]基于MCSA的齿轮故障诊断技术研究[D]. 董传洋.哈尔滨工业大学 2015
[2]滚筒式采煤机截割部动力学特性研究[D]. 郭会珍.中国矿业大学 2014
[3]采煤机截割部扭振分析[D]. 牟志然.太原理工大学 2013
[4]水轮发电机转子轴系机电耦联振动研究[D]. 徐进友.天津大学 2009
本文编号：2943689
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