采煤机截齿截割过程的动力学仿真.doc

采煤机截齿截割过程的动力学仿真 采煤机是一种广泛应用于各大小煤矿的采掘设备。采煤机采割煤壁的过程实质就是截齿截割煤岩的过程,即滚筒上的截齿随滚筒一起做旋转运动当截齿与截齿座的摩擦力不能平衡截齿与煤岩的摩擦力时,截齿具有一定的自转功能,在一定程度上使截齿四周实现均匀磨损或者自砺,截齿相对于煤岩进行冲击和碰撞,从而达到实现煤岩脱落的目的。而截齿截割煤岩是一个相当复杂的过程,无论是受力还是块煤效率都受到多种因素的影响,比如截齿安装角度、截齿锥角、牵引速度、牵引力、截割深度、煤质的物理特性如密度均匀程度、硬度、塑性、脆性等。很难做到把这所有涉及到的因素及其相互作用的关系进行完整地综合分析,而往往通常的做法是抽取其中一部分因素做它们对截齿受力或者块煤效率的影响的分析。本文主要对截齿安装角、截齿锥角、截齿偏角、牵引速度、截割深度五个因素对块煤效率进行考察分析。采煤机的工作环境极其复杂,要在采煤机的实际工作状况下进行试验、测量或实时监控是不现实的。针对这种情况,本文引入了ANSYS/LS-DYNA显示动力学仿真分析程序来模拟截齿截割冲击、碰撞和破碎煤岩的过程。通过利用3D实体建模软件Pro/Engineering建立起滚筒、截齿和煤壁的实体模型和有限元模型,在ANSYS/LS-DYNA中成功地完成了采煤机截齿截割煤岩的动态过程的仿真;在后处理器LS-PREPOST2.1中实现了任意提取所关心的数据信息,如XYZ轴向应力云图及总的应力云图,XYZ轴向上的速度、加速度曲线和速度、加速度的矢量和曲线,XYZ轴向上的作用力曲线和作用力的矢量和曲线,各种能量曲线,质量变化曲线等,分析了沙漏与内能的能量比,并得出了仿真分析结果数据基本可靠的结论;,用数理统计中的两因素方差分析方法分析了截齿安装角、截齿锥角、截齿偏角、牵引速度、截割深度无因素对块煤效率的影响,同时,利用正交设计试验的方法对截齿结构参数截齿安装角、截齿锥角、截齿偏角三参数进行了优化,得到了优化后的截齿结构参数为截齿安装角为50;截齿锥角为90;偏角为15。众所周知,采煤机的设计是一个复杂系统的工程,本文所采用的仿真分析程序ANSYS/LS-DYNA无疑为采煤机的设计过程提供了一种方便的虚拟分析手段,科学地辅助采煤机的结构设计。 同主题文章 [1]. 任志新,孙洪江,苏发. 采煤机截齿可靠性分析 [J]. 煤矿机械. 2004.06 [2]. 李惠琪,姚树玉. 采煤机截齿的研究 [J]. 矿山机械. 1997.06 [3]. 刘晓周太原030053,张建军大同,037003. 采煤机截齿的研制与热装工艺 [J]. 西山科技. 1999.02 [4]. 刘加强,张芹华,任振华. 提高采煤机截齿质量新途径 [J]. 矿山机械. 1994.10 [5]. 张德权,李增田. BM-100采煤机截齿可靠性和寿命分析 [J]. 煤炭技术. 2002.12 [6]. 张建军,刘晓周. 关于采煤机截齿冲击韧性值的探讨 [J]. 西山科技. 2000.03 [7]. 赵继宝. 采煤机切割时作用力的分析与探讨 [J]. 平顶山工学院学报. 2008.04 [8]. 张双杰. KG1001型采煤机机组位置、速度检测仪 [J]. 工矿自动化. 1990.03 [9]. 赵运才,庞佑霞. 采煤机截齿磨粒磨损浅析 [J]. 矿山机械. 1997.12 [10]. АС沙吉诺夫 ,刘廷薇. 侧面选择性采煤机的试验结果 [J]. 河北煤炭. 1980.00 【关键词相关文档搜索】 机械电子工程; 采煤机; 方差分析; 正交试验设计; 截齿; LS-DYNA; 仿真 【作者相关信息搜索】 太原理工大学; 机械电子工程; 熊晓燕; 王峥荣;