滚筒式采煤机截割部动力学特性研究

发布时间：2017-05-12 16:00

  本文关键词：滚筒式采煤机截割部动力学特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：滚筒式采煤机是我国煤矿井下综采机械化中的关键装备，而截割部是滚筒式采煤机的主要工作部件。截割负载对采煤机的振动冲击主要是通过截割部进行传递的，研究其动力学特性对提高采煤机的可靠性、使用寿命，实现煤炭高产高效开采具有重要意义。本论文以采煤机截割部为研究对象，基于振动理论、非线性有限元分析、虚拟样机技术以及多体动力学对采煤机截割部动力学特性进行了研究。 在对滚筒式采煤机截割部调高机构进行假设与简化的基础上，建立了滚筒式采煤机截割部调高单自由度振动模型，并将螺旋滚筒上的随机载荷简化为三个方向的交变载荷，运用Matlab/Simulink对不同条件下的截割部调高进行了建模与仿真，得到了不同条件下的截割部在正弦激振下的摇臂摆动动态响应。结果表明适当增大调高油缸的阻尼和刚度可以减轻系统的振动，提高采煤机截割部调高的平稳性。 采用LS-DYNA建立滚筒与煤层相互作用下截割系统的动力学模型，对采煤机截割部截割煤层过程进行仿真分析，得到截割系统在截割煤层时的动态响应，分析不同滚筒旋转速度、牵引速度以及调高油缸液压刚度对采煤机截割系统动力学特性的影响规律。结果表明在满足截割效率的前提下，选取较小的采煤机牵引速度或较大的滚筒旋转速度有利于减小截割系统的振动。 利用Pro/E软件完成了采煤机截割部传动系统的虚拟装配。应用虚拟样机技术以及多体动力学理论，采用ADAMS建立了采煤机截割部传动系统多体动力学模型，并进行不同条件下的动力学仿真，对截割部壳体进行振动检测，得到在空载、恒扭矩载荷以及变载条件下截割部摇臂的振动情况；分析在不同载荷下截割部齿轮传动系统对截割部振动的影响以及采煤机摇臂纵向振动、横向振动和扭转振动的关系，为采煤机截割部振动的在线监测、分析以及截割部故障诊断提供参考。 利用振动测试系统对采煤机截割部进行振动测量，得到采煤机截割部不同测点在空载状态以及加载状态下的振动信号，并将试验结果与仿真结果进行对比，验证用多体动力学分析方法的正确性，，为今后采煤机截割部研究提供参考。
【关键词】：截割部 LS-DYNA 齿轮传动系统 多体动力学 振动
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD421.6
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 图清单12-17
• 表清单17-19
• 变量注释表19-21
• 1 绪论21-32
• 1.1 选题背景及意义21-22
• 1.2 滚筒式采煤机概述22-24
• 1.3 国内外研究现状24-30
• 1.4 现有研究中存在的问题30
• 1.5 主要研究内容30-31
• 1.6 本章小结31-32
• 2 滚筒式采煤机截割部调高摆动特性分析32-48
• 2.1 滚筒式采煤机截割部调高力学模型建立32-36
• 2.2 单自由度系统振动理论36-40
• 2.3 滚筒式采煤机截割部调高动态仿真40-47
• 2.4 本章小结47-48
• 3 滚筒式采煤机截割部截割煤层仿真分析48-64
• 3.1 工具与方法简介48-51
• 3.2 采煤机滚筒截割煤层力学模型建立51-54
• 3.3 采煤机截割部截割煤层仿真模型建立54-56
• 3.4 仿真结果分析56-63
• 3.5 本章小结63-64
• 4 滚筒式采煤机截割部多体动力学建模与仿真64-103
• 4.1 仿真模型的建立64-74
• 4.2 空载情况下的响应分析74-82
• 4.3 恒扭矩载荷下响应分析82-92
• 4.4 变载荷情况下响应分析92-102
• 4.5 本章小结102-103
• 5 滚筒式采煤机截割部试验研究103-118
• 5.1 试验设备简介103-106
• 5.2 空载情况下截割部的振动检测106-114
• 5.3 加载情况下截割部的振动检测114-117
• 5.4 本章小结117-118
• 6 结论与展望118-120
• 6.1 结论118-119
• 6.2 展望119-120
• 参考文献120-125
• 作者简历125-127
• 学位论文数据集127

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 鲁植雄;徐浩;刘奕贯;姜春霞;Hoogmoed W B;周晶;;基于分形插值的三维路面重构与分析[J];农业工程学报;2014年22期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 曾锐;滚筒式采煤机—高压水射流联合截割系统的设计与研究[D];中国矿业大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 田震;薄煤层采煤机振动特性研究[D];辽宁工程技术大学;2013年

2 李佳;新型薄煤层采煤机截割部可靠性研究[D];辽宁工程技术大学;2013年

3 刘利宝;全地面起重机传动方案的研究[D];太原科技大学;2014年

  本文关键词：滚筒式采煤机截割部动力学特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：360180