采煤机截割部振动特性研究
发布时间：2021-02-04 11:15
在含夹矸煤岩条件下工作的薄煤层采煤机,会与夹矸煤岩发生强烈的力学耦合作用,所受载荷具有时变性、冲击性和非线性等特点,剧烈的冲击载荷容易引起采煤机截割部的强烈振动,影响采煤机工作的可靠性。以MG2×55/250-BW型薄煤层采煤机截割部为工程对象,在Pro/E软件中建立其三维实体模型并导入到动力学仿真软件ADAMS中施加约束、驱动等;以兖矿集团17层煤为原型,在EDEM中建立含夹矸煤岩空间,将ADAMS中采煤机螺旋滚筒导入到离散元软件EDEM中,实现其与含夹矸煤岩的空间耦合;基于EDEM-ADAMS双向耦合原理,利用EAlink接口搭建螺旋滚筒截割含夹矸煤岩双向耦合模型的连接,通过改变采煤机牵引速度、螺旋滚筒转速、截深参数研究采煤机螺旋滚筒截割含夹矸煤岩过程中的载荷波动状况。结果表明:螺旋滚筒所受合力均值随采煤机牵引速度的增大而增大,随滚筒转速的增大而降低,随滚筒截深的增大而增大;螺旋滚筒所受截割阻力大于其所受牵引阻力,螺旋滚筒所受侧向力最小;当采煤机牵引速度为5m/min,滚筒转速为95r/min,滚筒截深为540mm时,所受载荷波动最小,载荷波动系数为0.3008,此工况下采煤机工作...
【文章来源】：辽宁工程技术大学辽宁省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
采煤机螺旋滚筒的结构组成
辽宁工程技术大学硕士学位论文123螺旋滚筒截割含夹矸煤岩耦合模型构建为更精准地研究采煤机截割含夹矸煤岩的力学模型，以兖矿集团17层煤作为原型，同时考虑仿真时间问题，以课题组的MG2×55/250-BW型号采煤机截割部为研究对象，基于EDEM-ADAMS耦合接口EAlink搭建螺旋滚筒截割含夹矸煤岩双向耦合模型的连接。3.1基于Pro/E的采煤机截割部三维模型的构建采煤机螺旋滚筒是截割部中的重要组成部分，图3.1所示为采煤机螺旋滚筒的结构组成示意图，其主要由筒毂、螺旋叶片、截齿等结构组成。其中截齿位置的生成对螺旋滚筒的建模准确性影响重大，而Pro/E软件提供了参数化建模功能，能够准确地在采煤机螺旋滚筒叶片位置生成截齿。1—截齿；2—齿座；3—筒毂；4—端盘；5—螺旋叶片图3.1采煤机螺旋滚筒的结构组成Figure3.1Thestructureoftheshearerspiraldrum图3.2采煤机螺旋滚筒三维图Figure3.2Threedimensionaldrawingofshearerspiraldrum以课题组MG2×55/250-BW型采煤机截割部系统为研究对象，该型号采煤机螺旋滚筒的截割半径为400mm。在Pro/E软件中根据滚筒相关结构参数利用拉伸旋转等操作建立螺旋滚筒单个截齿、端盖、端盘、筒体等。利用采煤机滚筒辅助设计软件计算得到相关的截齿排列参数[74]，在Pro/E单个截齿零件界面，打开工具—族表命令，输入各个截齿排列的
辽宁工程技术大学硕士学位论文13参数信息，准确校验生成各个截齿的位置。最终将建立好的采煤机螺旋滚筒各零件进行装配得到其三维模型如图3.2所示。截割部系统主要由齿轮传动系统、行星机构、截割部电机、摇臂壳体等组成，截割部摇臂壳体、行星机构等机构按尺寸要求进行建模，齿轮传统系统利用参数化进行建模。截割部各个零部件建立完成后，最终需要对整个截割部各个部分进行装配，效果如图3.3所示。装配完成后需在Pro/E中进行干涉检查，保证后续模型仿真成功。图3.3截割部三维模型Figure3.3Three-dimensionalmodelofthecuttingsection3.2薄煤层采煤机截割部动力学模型的构建ADAMS软件是研究复杂机械系统的动力学软件，但对于系统实体模型的建立并不是其强项。需借助第三方专业的建模工具辅助其完成，本文采用Pro/E对采煤机截割部模型进行建立，三维模型建立完成后，需导入到ADAMS软件中完成对应的刚体模型建立，为后续模型的准确仿真做准备。3.2.1采煤机截割部动力学模型的导入图3.4采煤机截割部模型的导入Figure3.4Importofshearermodel
【参考文献】：
期刊论文
[1]采煤机螺旋滚筒振动可靠性分析[J]. 赵丽娟,范佳艺,罗贵恒,闻首杰. 振动工程学报. 2020(01)
[2]采煤机滚筒截割参数的优化研究[J]. 郗斌元. 机械管理开发. 2019(10)
[3]滚筒采煤机截割部调高机构振动特性仿真研究[J]. 丁余良,王鹏. 山东煤炭科技. 2019(09)
[4]采煤机截割部齿轮箱体振动特性实验[J]. 张睿,张义民,朱丽莎. 振动与冲击. 2019(13)
[5]Designing waste rock barriers by advanced numerical modelling[J]. Klaus Thoeni,Martin Servin,Scott W.Sloan,Anna Giacomini. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2019(03)
[6]仿真颗粒半径对模拟滚筒截割复杂煤层的影响研究[J]. 赵丽娟,闻首杰,刘旭南. 机械科学与技术. 2020(01)
[7]不同煤岩硬度下采煤机竖直方向振动特性分析[J]. 毛君,杨辛未,陈洪月,宋秋爽. 机械强度. 2019(01)
[8]滚筒实验载荷采煤机斜切工况下振动特性分析[J]. 陈洪月,杨辛未,毛君,宋秋爽,袁智. 振动.测试与诊断. 2018(02)
[9]复杂煤层采煤机螺旋滚筒渐变可靠性设计[J]. 赵丽娟,范佳艺,李明昊. 煤炭学报. 2018(03)
[10]滚筒式采煤机截割过程中截割部多体动力研究[J]. 段哲林. 煤炭与化工. 2017(09)
博士论文
[1]盘类零件振动抛磨理论与实验研究[D]. 王秀枝.太原理工大学 2019
[2]冲击作动式贯入器及其月壤剖面贯入力学特性研究[D]. 沈毅.哈尔滨工业大学 2017
[3]钻削式采煤机钻削系统振动特性研究[D]. 崔新霞.中国矿业大学 2014
硕士论文
[1]采煤机永磁半直驱截割传动系统负载特性模拟方法研究[D]. 王越.中国矿业大学 2019
[2]捣固焦炉煤粉、结构耦合研究及捣固机结构优化[D]. 王俊.浙江工业大学 2018
[3]空间桁架爬行机器人运动特性研究[D]. 唐天峰.哈尔滨工业大学 2018
[4]振动慢剪破碎机破碎性能分析及实验研究[D]. 李臣.江西理工大学 2018
[5]采煤机截割部振动特性与调高油缸工作特性研究[D]. 王若愚.太原科技大学 2018
[6]基于DEM法的铁路轨道除沙车集沙铲工作特性研究[D]. 李晨阳.石家庄铁道大学 2017
[7]采煤机摇臂载荷与振动传递特性研究[D]. 范晓婷.太原理工大学 2017
[8]装载机工作过程力学分析及工作轨迹研究[D]. 王俊宇.广西科技大学 2016
[9]滚筒采煤机振动特性分析[D]. 杨辛未.辽宁工程技术大学 2016
[10]基于离散元法的多尺度内聚颗粒模型构建及冲击破碎能耗分析[D]. 余世科.江西理工大学 2015
本文编号：3018212
【文章来源】：辽宁工程技术大学辽宁省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
采煤机螺旋滚筒的结构组成
辽宁工程技术大学硕士学位论文123螺旋滚筒截割含夹矸煤岩耦合模型构建为更精准地研究采煤机截割含夹矸煤岩的力学模型，以兖矿集团17层煤作为原型，同时考虑仿真时间问题，以课题组的MG2×55/250-BW型号采煤机截割部为研究对象，基于EDEM-ADAMS耦合接口EAlink搭建螺旋滚筒截割含夹矸煤岩双向耦合模型的连接。3.1基于Pro/E的采煤机截割部三维模型的构建采煤机螺旋滚筒是截割部中的重要组成部分，图3.1所示为采煤机螺旋滚筒的结构组成示意图，其主要由筒毂、螺旋叶片、截齿等结构组成。其中截齿位置的生成对螺旋滚筒的建模准确性影响重大，而Pro/E软件提供了参数化建模功能，能够准确地在采煤机螺旋滚筒叶片位置生成截齿。1—截齿；2—齿座；3—筒毂；4—端盘；5—螺旋叶片图3.1采煤机螺旋滚筒的结构组成Figure3.1Thestructureoftheshearerspiraldrum图3.2采煤机螺旋滚筒三维图Figure3.2Threedimensionaldrawingofshearerspiraldrum以课题组MG2×55/250-BW型采煤机截割部系统为研究对象，该型号采煤机螺旋滚筒的截割半径为400mm。在Pro/E软件中根据滚筒相关结构参数利用拉伸旋转等操作建立螺旋滚筒单个截齿、端盖、端盘、筒体等。利用采煤机滚筒辅助设计软件计算得到相关的截齿排列参数[74]，在Pro/E单个截齿零件界面，打开工具—族表命令，输入各个截齿排列的
辽宁工程技术大学硕士学位论文13参数信息，准确校验生成各个截齿的位置。最终将建立好的采煤机螺旋滚筒各零件进行装配得到其三维模型如图3.2所示。截割部系统主要由齿轮传动系统、行星机构、截割部电机、摇臂壳体等组成，截割部摇臂壳体、行星机构等机构按尺寸要求进行建模，齿轮传统系统利用参数化进行建模。截割部各个零部件建立完成后，最终需要对整个截割部各个部分进行装配，效果如图3.3所示。装配完成后需在Pro/E中进行干涉检查，保证后续模型仿真成功。图3.3截割部三维模型Figure3.3Three-dimensionalmodelofthecuttingsection3.2薄煤层采煤机截割部动力学模型的构建ADAMS软件是研究复杂机械系统的动力学软件，但对于系统实体模型的建立并不是其强项。需借助第三方专业的建模工具辅助其完成，本文采用Pro/E对采煤机截割部模型进行建立，三维模型建立完成后，需导入到ADAMS软件中完成对应的刚体模型建立，为后续模型的准确仿真做准备。3.2.1采煤机截割部动力学模型的导入图3.4采煤机截割部模型的导入Figure3.4Importofshearermodel
【参考文献】：
期刊论文
[1]采煤机螺旋滚筒振动可靠性分析[J]. 赵丽娟,范佳艺,罗贵恒,闻首杰. 振动工程学报. 2020(01)
[2]采煤机滚筒截割参数的优化研究[J]. 郗斌元. 机械管理开发. 2019(10)
[3]滚筒采煤机截割部调高机构振动特性仿真研究[J]. 丁余良,王鹏. 山东煤炭科技. 2019(09)
[4]采煤机截割部齿轮箱体振动特性实验[J]. 张睿,张义民,朱丽莎. 振动与冲击. 2019(13)
[5]Designing waste rock barriers by advanced numerical modelling[J]. Klaus Thoeni,Martin Servin,Scott W.Sloan,Anna Giacomini. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2019(03)
[6]仿真颗粒半径对模拟滚筒截割复杂煤层的影响研究[J]. 赵丽娟,闻首杰,刘旭南. 机械科学与技术. 2020(01)
[7]不同煤岩硬度下采煤机竖直方向振动特性分析[J]. 毛君,杨辛未,陈洪月,宋秋爽. 机械强度. 2019(01)
[8]滚筒实验载荷采煤机斜切工况下振动特性分析[J]. 陈洪月,杨辛未,毛君,宋秋爽,袁智. 振动.测试与诊断. 2018(02)
[9]复杂煤层采煤机螺旋滚筒渐变可靠性设计[J]. 赵丽娟,范佳艺,李明昊. 煤炭学报. 2018(03)
[10]滚筒式采煤机截割过程中截割部多体动力研究[J]. 段哲林. 煤炭与化工. 2017(09)
博士论文
[1]盘类零件振动抛磨理论与实验研究[D]. 王秀枝.太原理工大学 2019
[2]冲击作动式贯入器及其月壤剖面贯入力学特性研究[D]. 沈毅.哈尔滨工业大学 2017
[3]钻削式采煤机钻削系统振动特性研究[D]. 崔新霞.中国矿业大学 2014
硕士论文
[1]采煤机永磁半直驱截割传动系统负载特性模拟方法研究[D]. 王越.中国矿业大学 2019
[2]捣固焦炉煤粉、结构耦合研究及捣固机结构优化[D]. 王俊.浙江工业大学 2018
[3]空间桁架爬行机器人运动特性研究[D]. 唐天峰.哈尔滨工业大学 2018
[4]振动慢剪破碎机破碎性能分析及实验研究[D]. 李臣.江西理工大学 2018
[5]采煤机截割部振动特性与调高油缸工作特性研究[D]. 王若愚.太原科技大学 2018
[6]基于DEM法的铁路轨道除沙车集沙铲工作特性研究[D]. 李晨阳.石家庄铁道大学 2017
[7]采煤机摇臂载荷与振动传递特性研究[D]. 范晓婷.太原理工大学 2017
[8]装载机工作过程力学分析及工作轨迹研究[D]. 王俊宇.广西科技大学 2016
[9]滚筒采煤机振动特性分析[D]. 杨辛未.辽宁工程技术大学 2016
[10]基于离散元法的多尺度内聚颗粒模型构建及冲击破碎能耗分析[D]. 余世科.江西理工大学 2015
本文编号：3018212
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