采煤機是綜合機械化采煤的重要設備,滾筒承擔著落煤、裝煤等任務。為了適應難開采煤層的惡劣工作環(huán)境、提高生產(chǎn)效率,本文以MG800/2040WD型采煤機截割滾筒為研究對象,設計一種新型采煤機振動截割滾筒,對其結(jié)構進行疲勞壽命分析以及基于剛?cè)狁詈系膭恿W特性分析。主要完成工作如下:(1)分析采煤機結(jié)構和工作原理,基于應力波煤巖破碎機理,提出振動截割采煤機滾筒實現(xiàn)原理,在此基礎上建立振動截割采煤機滾筒煤巖破碎力學模型。(2)以MG800/2040WD型采煤機截割滾筒為原型,利用MATLAB軟件對該機型振動截割滾筒偏心振動機構進行優(yōu)化設計,并采用Solid Works軟件建立了振動截割滾筒關鍵零部件三維幾何模型和虛擬樣機模型,并進行裝配干涉檢驗。(3)建立振動截割行星輪系力學模型,分析額定工況下振動截割行星輪系中行星架和行星齒輪與太陽輪的等效應力和應變,在恒定振幅載荷作用下,對振動截割行星減速器以及行星架分別進行疲勞壽命分析。(4)運用COMSOL軟件對振動截割滾筒行星架分別進行剛性和剛?cè)狁詈夏B(tài)分析,分別得到其前六階振動頻率和振型,并對比分析振動截割滾筒剛性模型和剛?cè)狁詈夏Ｐ透麟A模態(tài)振型特征,... 

【文章來源】：西安科技大學陜西省

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

薄煤層交流電牽引采煤機2010年5月，天地科技股份有限公司上

至瞬擅夯?罷?齬ぷ髏嫻某て誄中?遠??誦校?扛齬ぷ髏婀と擻稍?吹?0人減少到4-6人。國內(nèi)目前重點研究電牽引采煤機[21]，主要的采煤機生產(chǎn)商有煤炭科學研究總院上海分院、太原礦山機器集團有限公司、雞西煤礦機械有限公司和遼源煤礦機械制造有限責任公司等。煤炭科學研究總院上海分院率先成功研發(fā)出我國第一臺采用交流變頻調(diào)速技術的采煤機一一MG344-PWD型薄煤層強力爬底板采煤機，應用于山西大同雁崖煤礦，并取得成功。隨后又研發(fā)了適用于薄煤層和中厚煤層的截割電機橫向布置和縱向布置的交流電牽引采煤機，如圖1.1和圖1.2所示，在實際的工作中取得了較好的效果。圖1.1薄煤層交流電牽引采煤機圖1.2中厚煤層交流電牽引采煤機2010年5月，天地科技股份有限公司上海分公司生產(chǎn)的基于該公司第2代分布式架構控制系統(tǒng)，在晉城無煙煤集團古書院礦井下試運行6個月，其遠程及自動化運行的主要功能得到了很好驗證。太原礦山機器集團有限公司和煤炭科學總院上海分院在原有AM500液壓牽引采煤機基礎上，合作成功研發(fā)出MG375/830-WD型交流電牽引采煤機。太原礦山機器集團有限公司隨后又自主研發(fā)了MGTY400/900-3.3D和MG750/1800-3.3型交流電牽引采煤機。上海天地科技公司生產(chǎn)的神東8.8m超大采高MG1100/2925-WD型雙滾筒采煤機，滾筒直徑4.3m，總功率2925kW，截割電機2×1100kW，牽引電機2×200kW，整機總重約220噸，生產(chǎn)能力6000噸/小時，這是我國煤機制造史上的巨大跨越[22]。

西安科技大學碩士學位論文4圖1.3MG1100/2925-WD型雙滾筒采煤機雞西煤礦機械有限公司，是我國第一臺采煤機誕生地，經(jīng)過多年的發(fā)展，其采煤機己形成十一大系列45種型號，裝機功率范圍102-2040kW，采高范圍為0.65-6m。遼源煤礦機械制造有限責任公司所開發(fā)的采煤機產(chǎn)品主要分為液壓牽引和電牽引兩大類，包含18個系列，共60種機型，采高范圍0.75m-5m，總裝機功率100kW-800kW，不同地質(zhì)條件不同煤層的開采需求都能得到滿足。在生產(chǎn)的眾多采煤機產(chǎn)品中，薄煤層和中厚煤層的采煤機占大部分。其與邢臺礦業(yè)集團合作成功研制了我國首臺應用電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速技術的MG668-WD型電牽引采煤機。隨著我國煤炭行業(yè)的發(fā)展，近幾年國家和企業(yè)加大了采煤機及相關控制技術的研發(fā)投入，國內(nèi)采煤機電控及自動化技術發(fā)展很快。2010年5月，天地科技股份有限公司上海分公司生產(chǎn)的基于該公司第2代分布式架構控制系統(tǒng)，具有完整的巷道遠程集中監(jiān)視與操作控制功能、全工藝循環(huán)過程記憶截割技術以及部分傳感監(jiān)測智能化的采煤機，在晉城無煙煤集團古書院礦井下試運行6個月，其遠程及自動化運行的主要功能得到了很好驗證。2011年起有多家公司宣布研制成功具有類似自動化功能的采煤機，但國內(nèi)自動化工作面技術在實際應用中基本只能做短時間的運行，甚至只是演示運行，其技術還需進一步提高。1.2.2振動截割技術國內(nèi)外研究現(xiàn)狀80年代初，澳大利亞學者Gottlieb進行了單齒模擬振動截割褐煤的實驗，其主要研究振動截割時的切削阻力變化。實驗結(jié)果表明，振動截割切削阻力和比能耗都大幅度降低[23]。90年代初，俄羅斯圖拉工學中央礦山掘進機研究院研制了慣性沖擊式掘進機，在懸臂掘進機上安裝由液壓馬達獨立驅(qū)動的振動器，工作中開啟馬達，可將周期性簡諧變化的扭矩疊加到掘進

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于ADAMS和ANSYS聯(lián)合仿真的采煤機銷軸強度分析[J]. 王廣.  煤礦機械. 2020(01)
[2]基于有限元法的直齒輪接觸強度分析與優(yōu)化[J]. 馬濤,周集祥,李澤文,蔣運青,文峻昊,趙鳳祥.  赤峰學院學報(自然科學版). 2019(12)
[3]綠籬修剪車臂架系統(tǒng)剛?cè)狁詈蟿恿W分析[J]. 周平華,馬思群,葉天一,李振.  中國農(nóng)機化學報. 2019(09)
[4]移動式架車機伸縮托頭-托架接觸的有限元分析[J]. 潘益明,于蘭峰,韓露男,單逸峰.  工程設計學報. 2019(03)
[5]采煤機滾筒參數(shù)優(yōu)化設計研究[J]. 謝穎斌.  礦業(yè)裝備. 2019(03)
[6]煤層傾角對滾筒工作性能影響的仿真研究[J]. 毛君,劉歆妍,陳洪月,宋秋爽.  機械強度. 2019(03)
[7]MATLAB優(yōu)化工具箱在機械優(yōu)化設計中的應用[J]. 李淵,杜秋月,張明慧.  電子技術與軟件工程. 2019(11)
[8]基于COMSOL的加工中心熱結(jié)構耦合仿真分析[J]. 孫軍,沈卓群,張鵬,崔楠.  沈陽建筑大學學報(自然科學版). 2019(03)
[9]中國能源安全面臨的挑戰(zhàn)及煤炭保障作用分析[J]. 程蕾.  煤炭經(jīng)濟研究. 2019(04)
[10]基于液壓沖擊截齒的采煤機滾筒改裝設計[J]. 張海東,郭京波,周慶祥,張潮.  煤礦機電. 2019(02)

博士論文
[1]采煤機滾筒截割性能及截割系統(tǒng)動力學研究[D]. 劉送永.中國礦業(yè)大學 2009

碩士論文
[1]薄煤層采煤機運動參數(shù)最佳匹配及關鍵零件可靠性研究[D]. 金忠峰.遼寧工程技術大學 2017
[2]采煤機截割滾筒結(jié)構參數(shù)的優(yōu)化[D]. 鄔黔鳳.太原理工大學 2015
[3]滾筒式采煤機截割部動力學特性研究[D]. 郭會珍.中國礦業(yè)大學 2014
[4]采煤機截割部虛擬樣機及其動態(tài)特性仿真研究[D]. 劉楷安.太原理工大學 2005



本文編號：2927131