采煤机变速截割传动系统研究

发布时间：2017-07-26 12:27

  本文关键词：采煤机变速截割传动系统研究

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【摘要】：采煤机是煤矿综采工作面的核心装备,其可靠性及智能化程度对采煤机的安全高效生产有着重要影响。随着浅层煤炭资源的枯竭,深部危险煤层的开采比例会逐渐加大,使得我国采煤行业迫切需要无人采掘装备,以期提高煤炭开采效率并减少潜在的矿工伤亡事故。由于传统采煤机只调牵引速度而不调截割转速,在复杂地质煤层下的工况适应性差,也不符合无人采掘装备智能截割的要求。因此,本文基于“973”研究计划,提出一种采煤机变速截割传动系统,实现采煤机截割转速可调,论文的主要研究工作如下:(1)基于差动行星齿轮转速耦合原理,提出一种新型的采煤机变速截割传动系统,并对传动系统关键参数进行匹配,随后给出滚筒转速与变频电机频率间的表达式,为采煤机变速截割传动系统调速提供依据;(2)根据设计的采煤机变速截割传动系统,以集中质量法建立包括截割电机转子和滚筒的采煤机变速截割传动系统动力学方程,给出方程中动力学参数的计算公式,并分析时变啮合刚度傅里叶展开式项数对啮合刚度的影响。(3)以AMESim为分析平台,建立采煤机变速截割传动系统运动学模型,分别分析系统在阶跃信号、不同斜率的斜坡信号和不同变化频率的正弦信号下,变频电机转速的变化情况,为制定电机调速策略提供参考。(4)建立差动行星齿轮系统的无阻尼自由振动动力学方程,并求解系统的固有特性,分析系统的振动形式;研究齿轮的啮合刚度与构件的支撑刚度对系统固有频率的影响,并推导差动2K-H行星齿轮啮合频率的表达式。(5)首先,建立采煤机变速截割传动系统和传统采煤机截割传动系统的AMESim动力学模型,分别对比两种截割传动系统恒速截割时,在阶跃载荷下同级齿轮副的相对位移与接触力。其次,分别对比两种截割传动系统变速截割时,在阶跃载荷下同级齿轮副的相对位移与接触力。最后,分析采煤机变速截割传动系统恒速截割时,在不同频率的脉冲载荷下的动态响应。
【关键词】：采煤机 截割传动系统 行星齿轮 系统动力学 AMESim
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD632.1
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.2 国内外采煤机研究现状及发展趋势9-14
• 1.2.1 采煤机概述9-11
• 1.2.2 采煤机研究现状及发展趋势11-13
• 1.2.3 采煤机截割传动系统动力学研究现状13-14
• 1.3 主要研究内容14-16
• 2 采煤机变速截割传动系统设计16-24
• 2.1 传统采煤机截割传动系统16-17
• 2.2 采煤机变速截割传动方案17-22
• 2.2.1 转速耦合原理17-19
• 2.2.2 变速截割传动系统方案19-22
• 2.3 变速截割传动系统参数匹配22-23
• 2.4 本章小结23-24
• 3 采煤机截割传动系统动力学建模24-36
• 3.1 平行轴齿轮系统动力学建模24-26
• 3.2 行星齿轮动力学建模26-29
• 3.3 系统动力学参数计算29-35
• 3.3.1 啮合刚度29-33
• 3.3.2 啮合阻尼33-34
• 3.3.3 等效质量34
• 3.3.4 传动轴扭转阻尼34-35
• 3.4 本章小结35-36
• 4 采煤机变速截割传动系统运动学特性分析36-44
• 4.1 采煤机变速截割传动系统运动学建模36-37
• 4.2 采煤机变速截割传动系统运动学分析37-42
• 4.2.1 阶跃变频信号下系统运动学特性37-38
• 4.2.2 斜坡变频信号下系统运动学特性38-40
• 4.2.3 正弦变频信号下系统运动学特性40-42
• 4.3 本章小结42-44
• 5 采煤机变速截割传动系统动力学特性分析44-68
• 5.1 变速截割传动系统固有特性分析44-52
• 5.1.1 采煤机差动行星齿轮固有特性44-49
• 5.1.2 刚度对系统固有频率的影响49-51
• 5.1.3 行星齿轮内部激励频率分析51-52
• 5.2 采煤机截割传动系统动态响应52-65
• 5.2.1 恒速截割时采煤机截割传动系统动态响应52-59
• 5.2.2 变速截割时采煤机截割传动系统动态响应59-63
• 5.2.3 脉冲载荷下采煤机截割传动系统动态响应63-65
• 5.3 本章小结65-68
• 6 研究总结与展望68-70
• 6.1 研究总结68-69
• 6.2 展望69-70
• 致谢70-72
• 参考文献72-76
• 附录76
• A．作者在攻读学位期间发表的论文目录76
• B．作者在攻读学位期间申请的发明专利目录76
• C．作者在攻读学位期间参加的科研项目目录76

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4 田R，

本文编号：576402