为提高掘进机的截割效率和运行可靠性,降低截割能耗、载荷波动率及截割产尘量,以纵轴式掘进机截齿个数、截线间距、截割转速、摆动速度以及周向分布角为设计变量,采用掘进机的截割比能耗、载荷波动率、截割单位产尘量最小为优化目标,将可靠性灵敏度融入不完全概率信息的截割头可靠性鲁棒设计中,利用随机摄动法和Edgeworth级数方法对掘进机截割头参数进行可靠性优化,采用混合粒子群算法进行模拟可靠性运算,研究结果表明:该方法解决了不完全概率信息的掘进机截割头鲁棒设计问题,在不降低掘进机截割效率和可靠性条件下,截割头的载荷波动率下降31.8%和比能耗降低4.0%,单位产尘量降低14.2%.
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为了得到截割比能耗低、载荷波动性小的截割头螺旋线布齿方案,分析了几种曲面螺旋线,其中等螺旋角锥面螺旋线和球面螺旋线在轴向的变化率逐渐减小,此两者组合的布齿方案可以有效结合煤岩的压张效应,有利于降低截割比能耗,减小载荷波动;最后给出了球锥曲面参数匹配计算公式,为纵轴式截割头布齿提供了理论依据。 在煤矿机械化的开采作业中,纵轴式掘进机扮演着至关重要的角色,而截割头螺旋线的设计则是这一领域中的关键技术。它直接影响到掘进机的截割效率、能耗水平以及整体的作业稳定性。本文针对纵轴式掘进机的截割头螺旋线排列设计进行了深入的研究,旨在探讨其数学模型和优化方案,以求达到更高的作业效率和更优的设备性能。 螺旋线是空间中一点沿轴心旋转时留下的轨迹,这一轨迹的特性由其螺旋角β所决定。在截割头螺旋线的设计中,等螺旋角锥面螺旋线和球面螺旋线是两种常用的设计方案。在轴向的螺旋角变化率是决定截割效能的关键因素。锥面螺旋线的螺旋角βc可以通过特定的一阶线性非齐次微分方程求解得到其柱坐标方程。而球面螺旋线则因其在轴向上的平滑变化,能够有效减少截割过程中的载荷不均匀性。 文章提出了一个创新的设计方案,即将等螺旋角锥面螺旋线与球面螺旋线相结合,利用这两种螺旋线各自的优点。在实际的布齿过程中,这种设计考虑了煤岩在受力时既会产生压力也会产生张力的压张效应。通过这种复合螺旋线设计,可以显著降低截割比能耗,减少截割过程中的载荷波动,提高工作效率和设备的稳定性。 为了实现这一布齿方案,文章还提供了一种球锥曲面参数匹配的计算公式。这一计算公式是实现螺旋线优化设计的理论基础,它能够指导设计师如何在实际操作中精确设计截割头螺旋线,以达到最佳的破岩效果。 本文的研究成果对纵轴式掘进机截割头的设计具有重要的指导意义。科学的螺旋线设计不仅能够降低能耗,提升作业效率,还能改善作业环境,减少粉尘的产生,从而延长设备的使用寿命。这对于煤矿的安全生产以及经济效益的提升具有不可估量的价值。 未来的研究方向可能会着眼于不同煤岩性质对螺旋线设计的具体影响,以及如何根据不同工况优化截割头的性能。这将涉及到更深入的材料学、力学分析以及实际工况的测试和验证。通过不断的研究和实践,我们可以期待纵轴式掘进机截割头的设计将会更加精准高效,为煤矿机械化开采提供更强有力的技术支撑。
2025-12-16 19:48:45 290KB 纵轴式掘进机 截齿布置
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基于小波在时-频两域均能表征信号局部特征的特点,采用小波分解和小波包分解对掘进机三方向振动信号进行分解重构,比较sym4小波,sym5小波和小波包对振动信号的去噪能力,选择sym4对振动信号进行处理,获取掘进机振动信号的特征频率和振动峰值,掘进机截割头的主振频率在2~4 Hz内,振动峰值在11 gn左右。
2025-12-11 16:16:14 253KB 行业研究
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基于VC++平台结合ANSYS参数化设计语言APDL对掘进机NGW型行星齿轮传动CAE分析系统进行了研究,该系统通过人-机交互界面实现了行星齿轮设计参数输入、行星齿轮传动参数化建模、施加参数化载荷和参数化CAE分析的全过程,提高了掘进机行星传动的设计效率,提升了设计水平。
2025-07-07 22:52:32 295KB 行星齿轮传动 APDL CAE分析 VC++
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EBZ260掘进机作为一款专业的煤矿挖掘设备,其液压系统设计对于机器的整体性能和可靠性具有决定性作用。液压系统在掘进机中的应用主要包括驱动掘进头转动、推进掘进机前进、支撑和稳定机身等多个方面。设计一个高效的液压系统,需要综合考虑掘进机的工作环境、工作强度以及能耗效率等因素。 掘进机的工作环境通常较为恶劣,包含有大量粉尘和水汽,因此液压系统的密封性能必须达到高标准,以防止粉尘侵入液压系统内部,造成机械故障。液压油的选择也应考虑其在低温环境下的流动性,以及在高温环境下的稳定性,以免因温度变化引起液压油性质改变,影响系统的正常工作。 掘进机在作业时经常需要进行重负荷的挖掘工作,这就要求液压系统具有足够的动力和推力,以保证掘进头可以高效作业。同时,为了提高操作的精准度和设备的作业效率,液压系统应具备良好的调速性能和响应速度,以及精细的控制能力。 再者,液压系统的能效管理也至关重要。在保持足够动力输出的同时,设计应尽量降低系统能耗,提高能源利用效率。这需要合理设计液压回路,优化液压泵的运行状态,并且可能涉及到对液压马达和阀门等关键元件的选取。 液压系统的设计不仅要在性能上满足要求,还要考虑到操作的便捷性和维护的简便性。一个好的设计应该使得操作人员可以轻松地根据实际作业情况调节液压系统参数,同时在发生故障时能够快速定位和维修。 考虑到以上各项要求,论文中应该详细地阐述了EBZ260掘进机液压系统的设计理念、设计过程以及关键部件的选型和匹配。同时,通过CAD图纸的形式直观地展示了液压系统的设计布局和各部件的具体位置,方便工程师和操作人员理解系统的结构和工作原理。 通过论文和CAD图纸的结合,设计者可以清晰地表达出液压系统的设计思路和创新点,同时图纸也能帮助读者更直观地理解系统架构。这样的文件内容不仅对于煤矿机械的研究人员具有重要价值,而且对于实际操作和维护人员同样具有指导意义。 EBZ260掘进机液压系统的设计是一个系统工程,它涉及到了机械设计、流体力学、材料科学等多个学科的知识。一个合理高效的液压系统设计,不仅能够提升掘进机的工作效率,还能够有效降低故障率,减少维护成本,对于提高煤矿开采的安全性和经济性具有重要意义。
2025-06-29 17:06:09 3.16MB
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介绍掘进机行走机构的结构特点和工作原理,然后对其Pro/E三维模型简化并导入到ADAMS/View中,使用ADAMS命令语言和对话框编程技术施加约束和创建接触,建立动力学模型。运行仿真获得履带行走机构爬坡性能曲线,符合实际试验结果,为掘进机整机动力学仿真奠定基础。 【掘进机行走机构】掘进机是一种用于地下隧道挖掘的重型机械设备,其行走机构是整个设备的关键组成部分,负责承载机器重量并在复杂地形中移动。行走机构通常采用双履带设计,以提供良好的牵引力和稳定性。驱动轮、导向轮、支撑轮以及履带板共同构成了履带行走机构的主要组件。驱动轮通过液压马达提供的扭矩传递动力,推动履带与地面互动,从而驱动掘进机前进或爬坡。 【ADAMS/View】ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)是一款广泛使用的机械系统动力学仿真软件,它集成了强大的分析功能和用户友好的界面。View模块是ADAMS的核心部分,允许用户进行三维模型的构建、约束设定和仿真操作。通过ADAMS/View,可以对复杂机械系统进行精确的动力学建模,模拟真实世界的运动行为,为设计优化和性能评估提供依据。 【模型简化与导入】在使用ADAMS/View进行仿真前,首先需要在Pro/E中创建三维实体模型。由于ADAMS/View的三维建模功能有限,通常会将Pro/E模型简化后再导入。简化时要保留关键的运动特征和连接关系,而忽略不影响仿真结果的细节。例如,将履带板简化为单一零件,驱动轮、支重轮和导向轮与履带架用铰接约束表示,以保持运动自由度的准确性。 【动力学模型建立】在ADAMS/View中,通过命令语言和对话框编程技术施加约束和创建接触条件,构建行走机构的动力学模型。这涉及到对各个部件的运动约束的定义,如驱动轮与履带的接触,以及履带与地面的相互作用力。这些约束和接触模型确保了仿真过程中各部件的运动行为与现实情况相符。 【爬坡仿真实验】通过对模型进行动态仿真,可以得到履带行走机构的爬坡性能曲线。这个曲线反映了在不同坡度下行走机构的牵引力和稳定性。仿真结果与实际试验结果对比,验证了模型的准确性和可靠性,为掘进机的整体动力学仿真提供了基础数据。 【意义与应用】通过ADAMS/View进行的爬坡仿真不仅有助于评估掘进机的爬坡能力,还能帮助工程师优化行走机构的设计,提高设备在恶劣环境下的工作性能。此外,这种仿真方法也可以应用于其他重型机械的行走系统分析,促进机械工程领域的创新与发展。
2025-06-20 23:45:05 240KB 行走机构 ADAMS/View 爬坡仿真
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掘进机是一种在矿业中用来挖掘岩土的大型设备,截割部传动系统是掘进机的核心部件之一。该系统的动态特性直接影响整机的运行效率和可靠性,因此对其进行动态特性分析具有重要的实际意义。本文使用了两个重要的计算机辅助工程软件:SolidWorks和ADAMS。 SolidWorks是一款功能强大的三维设计软件,广泛应用于机械设计、产品建模等领域。在本文中,SolidWorks被用来建立掘进机截割部传动系统中各主要传动件的模型。在建立模型的过程中,需要对传动件的物理尺寸、材料属性等参数进行精确的设置,确保模型与实际部件尽可能吻合。模型建立完成后,便可以生成掘进机截割部传动系统的主要传动件扭转振动模型,这是动态特性分析的基础。 ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)是一款由美国MSC公司开发的机械系统动力学仿真软件。该软件可以模拟复杂机械系统的动态行为,通过输入各部件的质量、刚度、阻尼等参数,并定义其相互之间的约束关系,即可在虚拟环境中模拟真实的机械运动。本文中,利用ADAMS软件对掘进机截割部传动系统扭转模型进行了动态仿真分析,这意味着可以在计算机上模拟掘进机的工作过程,并观察系统在运行时各部件的动态响应情况。 动态特性分析是评估机械系统性能的关键步骤,它关注的是系统在受到外部或内部干扰时的响应情况,如稳定性、振动、疲劳等问题。通过动态仿真,可以准确预测系统的动态行为,发现可能存在的问题,并在设计阶段就进行改进,避免在实际应用中出现故障。对于掘进机来说,优化其传动系统的动态特性可以降低能量损耗、减少机械磨损、延长设备寿命,从而提高整体工作效率。 通过本文的研究,可以为掘进机截割部传动系统的动态特性分析提供理论依据和参考。这意味着在未来的机械设计和制造过程中,设计者可以根据仿真结果进行更为精确的设计,如调整部件的尺寸、材料选择、刚度设计等,以达到优化整个传动系统动态特性的目的。 在机械工程领域,经常需要进行各种动态特性分析,而SolidWorks和ADAMS是实现这一目标的重要工具。通过这两款软件的综合应用,可以将设计者的想法转化为精确的数字模型,再通过仿真验证,最终实现产品的优化和创新。对于掘进机的设计和维护工作来说,动态特性分析更是确保设备运行安全和高效的关键步骤。通过这样的分析,工程师可以为掘进机找到最佳的结构参数和工作参数,确保设备在各种复杂的工作环境中都能表现出优异的性能。
2024-10-02 15:28:34 315KB 传动系统 动态特性 ADAMS SolidWorks
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本文是基于Pro/E、ANSYS、MATLAB、ADAMS软件,结合EBZ220掘进机的设计,介绍了对掘进机回转台部件多种工况下的仿真分析方法。通过仿真分析的结论,可以进一步完善产品设计方案,同时还可以为机械设计人员提供一些实用的仿真分析的方法和信息。
2024-06-17 21:45:27 854KB 行业研究
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以Beckhoff控制器为核心,EPEC工业控制器及JCP100图形化显示器等为主要现场总线设备进行组网,设计了基于CoDeSys的掘进机总线系统。介绍了CoDeSys的编程环境及相关资源,并详细描述了掘进机基于CoDeSys平台的总线系统组网配置及设计部分。应用结果表明:掘进机基于CoDeSys的电气控制系统结构简单、总线通讯系统调试方便、安装维护方便、运行稳定可靠。
2024-06-09 17:34:58 1.85MB 行业研究
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兖州矿业(集团)公司东滩煤矿针对S100掘进机在施工过程中暴露的问题进行了合理地改造,具有一定的借鉴性和实用参考价值。①装运机构。左右蟹爪因工作速度和加速度剧烈变化导致零件受力成为复杂的交变载荷,易于疲劳损坏,尤其是装载机构齿轮箱中的齿轮、轴承等损坏更为严重。在不破坏铲板结构的基础上对装运机构实施改进:采用星轮装载,不仅能简化机构、
2024-02-25 16:10:12 94KB 行业研究
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