外设动力式采煤机动力学模型

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《综采工作面采煤机-刮板输送机-液压支架耦合运动学与动力学行为研究》

《综采工作面采煤机-刮板输送机-液压支架耦合运动学与动力学行为研究》摘要在煤矿综合机械化采煤作业中，采煤机、刮板输送机和液压支架的耦合运动学与动力学行为研究对于提高采煤效率、保障设备安全运行以及减少生产事故具有重要意义。

本文通过对综采工作面的设备进行深入分析，研究其耦合运动学与动力学行为，为煤矿的安全高效生产提供理论依据和技术支持。

一、引言随着煤炭工业的不断发展，综合机械化采煤技术已成为现代煤矿生产的主要方式。

采煤机、刮板输送机和液压支架作为综采工作面的主要设备，其耦合运动学与动力学行为的研究对于提高生产效率和保障安全生产至关重要。

本文旨在通过对这些设备的运动学与动力学行为进行深入研究，为煤矿的安全高效生产提供理论支持。

二、设备概述1. 采煤机：采煤机是综采工作面的核心设备，主要负责煤炭的切割和采集。

其运动学行为直接影响煤炭的开采效率和生产安全。

2. 刮板输送机：刮板输送机主要用于将采集的煤炭运送到指定地点。

其运行速度和稳定性对煤炭的运输效率和设备安全具有重要影响。

3. 液压支架：液压支架是综采工作面的支护设备，其运动学与动力学行为对于保障工作面的安全和稳定具有重要意义。

三、耦合运动学与动力学行为研究1. 耦合运动学分析：采煤机、刮板输送机和液压支架在综采工作面中相互配合，形成了一个复杂的耦合系统。

通过对这个系统的运动学分析，可以研究各设备之间的相对位置、运动轨迹和速度变化，为设备的优化设计和运行提供依据。

2. 动力学行为研究：动力学行为研究主要关注设备在运行过程中的受力情况和运动状态。

通过对采煤机、刮板输送机和液压支架的受力分析，可以研究设备的运行稳定性、振动特性和能量传递等动力学行为。

这些研究有助于提高设备的运行效率和降低生产事故的发生率。

四、研究方法与实验设计1. 研究方法：采用理论分析、数值模拟和现场实验相结合的方法，对综采工作面的设备进行深入分析。

2. 实验设计：在现场进行实验，采集设备的运行数据，包括位置、速度、受力等参数。

瞬态过程中采煤机机电传动系统动态特性分析

采煤机在工作过程中，其动力是由截割电机以及牵引电机提供的，截割部的滚筒进行旋转运动的过程中进行割煤的同时，同时与牵引部的行走轮以及刮板输送机的齿轮啮合完成向前运动，通过两者的共同作用实现采煤作业，对于采煤机的整体负载特性以及振动性能起到影响作用。

所以，想要系统全面的掌握采煤机的传动过程动态响应特性，需要对截割部以及牵引部进行联合分析。

1 系统机电动力学模型1.1 截割部、牵引部机电耦合传动系统分析模型采煤机的截割电机以及牵引电机都是采用的感应电机。

针对感应电机的动态特性分析可以利用等效电路的方式进行，如图1所示为本文建立的针对截割电机以及牵引电机传动系统动态特性分析的等效电路。

1.2 截割-牵引耦合系统动力学模型在采煤机截割部利用滚筒运动进行才没的同时，牵引部电机实现向前运动，根据采煤机的工作过程，可以建立如图2所示的截割部和牵引部之间的运动过程的动力学模型关系。

截割部滚筒旋转和牵引部速度共同作用形成了特定的截齿切削厚度，而截齿切削厚度作为负载量反过来形成了截割部滚筒的负载转矩以及牵引部的阻力，对截割部以及牵引部系统形成了振动响应。

2 模型分析边界条件针对上述建立的采煤机传动系统动态特性分析模型，同时考虑采煤机不同工况下的运行参数，对采煤机特殊工况进行研究分析，分别选择采煤机启动、截割电机负载突然变化以及电机堵转这瞬态过程中采煤机机电传动系统动态特性分析□ 刘锐锐山西省霍州煤电集团有限公司辛置煤矿机电科山西霍州 031400现代采煤业在进行机械采煤过程主要应用的采煤机是滚筒式采煤机，在不同地质条件下应用此类采煤机对于煤炭企业的开采效率起到直接的影响。

由于煤炭开采环境恶劣并且地质条件复杂，采煤机工作负载变化情况对采煤机冲击巨大，导致了采煤机传动系统出现故障的概率较大。

为了能够使采煤机能够使用不同的工况，需要对采煤机在不同工况下进行动态特性分析。

图1 异步电机等效电路图2 采煤机截割部和牵引部耦合关系图182 /矿业装备 MINING EQUIPMENT些特殊工况进行分析，这些工况参数边界条件如下。

采煤机截割部传动系统的非线性动力学建模及仿真

采煤机截割部传动系统的非线性动力学建模及仿真毛君;张瑜;张坤;陈洪月;徐健博【摘要】针对采煤机截割部齿轮传动系统在运行中产生振动、制造噪声污染等现象，综合考虑啮合刚度、啮合阻尼、综合误差等因素，建立了采煤机截割部齿轮传动系统的非线性动力学模型，运用变步长Runge Kutta方法对系统微分方程进行了求解。

通过分析相平面图和庞加莱截面研究了啮合刚度、阻尼比及激振频率对齿轮系统动态特性的影响。

研究结果表明：在一定区间内，阻尼比逐渐减小时，太阳轮位移响应由单周期运动转为多周期运动，最终进入混沌运动；啮合刚度增大时，太阳轮位移响应同样从周期运动逐渐进入混沌运动；激振频率逐渐增大时，太阳轮位移响应呈现由周期响应转变为混沌响应再转变为拟周期响应的现象。

%According to the phenomenon that gear transmission system of shearer cutting unit pro-duced vibrations and noise in operation,a nonlinear dynamics model for gear transmission system of shearer cutting unit was established with the consideration of mesh stiffness,mesh damping,and comprehensive errors.Differential equations were solved by employing variable step size Runge-Kutta integration method.The influences of mesh stiffnesses,damping ratios and excitation frequencies on gear transmission system were studied through analyzing phase plane and Poincare section.The re-sults show that in a certainrange,displacement response of sun gear changes from single periodic mo-tion to multi-periodic motion and then into chaotic motion with the decreasing of damping ratio.Dis-placement response of sun gear also gradually changes from periodic motion to chaotic motion with theincreasing of mesh stiffness.Displacement response of sun gear changes from periodic response to cha-otic response and then into quasi-period response with the increasing of the excitation frequencies.【期刊名称】《中国机械工程》【年(卷),期】2017(028)001【总页数】8页(P27-34)【关键词】采煤机截割部;行星齿轮传动系统;非线性动力学;动力学微分方程【作者】毛君;张瑜;张坤;陈洪月;徐健博【作者单位】辽宁工程技术大学机械工程学院，阜新，123000;辽宁工程技术大学机械工程学院，阜新，123000;辽宁工程技术大学机械工程学院，阜新，123000;辽宁工程技术大学机械工程学院，阜新，123000;辽宁工程技术大学机械工程学院，阜新，123000【正文语种】中文【中图分类】O121.8截割部齿轮传动系统是采煤机重要组成部分，它在运行中，不仅会产生振动，还会制造噪声污染，因此有必要对采煤机截割部齿轮系统振动规律及动态特性进行深入研究[1-2]。

非自推进截煤机的运动学分析与动力学模拟

非自推进截煤机的运动学分析与动力学模拟随着科技的不断发展，矿山勘探和采矿工艺也在不断创新。

其中一种重要的采矿工具是截煤机，它的目的是将煤炭从巨大的煤炭储存堆中采集出来。

而非自推进截煤机是一种新型的截煤机，具有高效、安全、节能等优点，然而其运动学分析与动力学模拟却是一个复杂的问题。

本文将对非自推进截煤机的运动学和动力学进行详细分析与模拟。

首先，我们来讨论非自推进截煤机的运动学分析。

运动学是研究物体运动规律的学科，通过研究物体的速度、加速度和位移来描述物体的运动状态。

在非自推进截煤机中，主要的运动包括截煤头的顺次移动、截煤头的转动和截煤头的提升。

通过分析这些运动的规律，可以帮助我们更好地理解非自推进截煤机的运动过程。

其次，我们需要进行非自推进截煤机的动力学模拟。

动力学是研究物体的力学性质和物体受力情况的学科，通过研究物体受力的大小、方向和作用点位置来描述物体受力情况。

在分析非自推进截煤机的动力学时，我们需要考虑到截煤头所受到的切削力、截煤头所给予煤炭的力和其他可能的力。

通过模拟这些力的作用情况，可以帮助我们评估非自推进截煤机在实际工作过程中的性能表现。

对于非自推进截煤机的运动学分析，关键的一点是确定各个运动参数之间的关系。

例如，我们需要确定截煤头的顺次移动与转动的速度、提升速度与提升高度之间的关系等。

通过数学建模和实验数据的分析，可以得到这些关系式，从而帮助我们更好地理解非自推进截煤机的运动规律。

在进行非自推进截煤机的动力学模拟时，关键的一点是确定各个受力情况的大小和方向。

例如，我们需要确定截煤头所受到的切削力、截煤头所给予煤炭的力等。

通过力学原理和实验数据的分析，可以得到这些受力情况，进而帮助我们评估非自推进截煤机在不同工况下的性能。

通过对非自推进截煤机的运动学分析与动力学模拟，可以为我们提供更深入的了解。

首先，运动学分析可以帮助我们确定非自推进截煤机运动过程中各个参数的关系，从而更好地控制和优化其运动性能。

采煤机基本结构及机械原理(

第三章牵引机构
3.1概述采煤机牵引机构由左、右牵引部和左、右行走箱组成，位于机身的左右两端，是采煤机行走的动力机构。左、右两个牵引部内各有一台用于采煤机牵引的交流电机，其它动力通过二级直齿轮传动和二级行星齿轮传动减速传至驱动轮，驱动轮驱动齿轨轮，使采煤机沿工作面移动。左右两个牵引部和行走箱内部传动元、组件完全相同。 3.2主要结构牵引部由机壳、牵引电机、液压制动器、电机齿轮轴、惰轮组、牵引轴、中心齿轮组、行星减速器及油位标尺等主要零部件组成
采煤机型号的定义
M M G M
*
M
*
M
A
W
D
M
系列序号以阿拉伯数字显示但按单机设计产品时可省略
类型代号：采煤机
特截割功率装机功率征（KW）（KW）代号：滚筒式
用途及特征代号: A矮机身； Q大倾角； P爬底板； G高型； B薄煤层： T单滚筒； N短臂 : W无链牵引； D电牵引
刨削式采煤机即刨煤机，靠刨刀的往复运动刨削破煤。钻削式采煤机靠钻头边缘的刀齿钻入煤体，由钻头中部的破煤刀齿将中部的煤体破碎。铣削式采煤机靠滚筒上的截齿旋转铣削破煤。20世纪初开始应用截煤机；40年代出现了深截式联合采煤机；50 年代初期出现了浅截式滚筒采煤机，生产能力和对顶板的适应性都有很大提高，60年代研制成双滚筒采煤机，使生产情况得到进一步改善。中国在1949 年以前很少用机械采煤。50年代开始使用截煤机和深截式联合采煤机，60年代开始使用浅截式滚筒采煤机，70年代初在一些矿区开始使用浅截式双滚筒采煤机，机采产量不断提高。70年代以来，采煤机
4.2截割机构的机械传动 4.2.1传动系统截割电机空心轴通过扭矩轴花键与一轴轴齿轮联接，将动力传入摇臂减速箱，再通过直齿轮传递到行星减速器，行星减速器行星架出轴渐开线花键与方法兰联接驱动滚筒。 4.2.2主要结构截割机构主要由截割电机、摇臂减速箱、滚筒等组成，机构内设有冷却系统，内喷雾等装置。截割电机直接安装在摇臂箱体内，机械减速部分全部集中在摇臂箱体及行星机构内。摇臂通过销轴与牵引部机壳铰接，其小支臂与安装在牵引部上的调高油缸之活塞杆铰接，通过油缸的伸缩，实现截割滚筒的升降。 4.2.2.1截割电机截割电机为矿用隔爆型三相交流异步电动机。可用于环境温

煤的动力学模型

一、动力学模型的基本概念1、首先了解动力学以及动力学模型动力学：动力学是理论力学的一个分支学科，它主要研究作用于物体的力与物体运动的关系。

动力学是物理学的基础，也是许多工程学科的基础，许多数学上的进展与解决动力学问题有关。

动力学模型：以动力学为理论基础，结合具体的实际或者虚拟的课题而作的有形或者是无形的模型。

动力学是理论力学的一个分支学科，它主要研究作用于物体的力与物体运动的关系。

动力学的研究对象是运动速度远小于光速的宏观物体。

动力学是物理学和天文学的基础，也是许多工程学科的基础。

许多数学上的进展也常与解决动力学问题有关，所以数学家对动力学有着浓厚的兴趣。

动力学的研究以牛顿运动定律为基础；牛顿运动定律的建立则以实验为依据。

动力学是牛顿力学或经典力学的一部分，但自20世纪以来，动力学又常被人们理解为侧重于工程技术应用方面的一个力学分支。

动力学以牛顿第二定律为核心，这个定律指出了力、加速度、质量三者间的关系。

牛顿的力学工作和微积分工作是不可分的。

从此，动力学就成为一门建立在实验、观察和数学分析之上的严密科学，从而奠定现代力学的基础。

2、建立动力学模型的意义建立动力学模型，是为了解决对事物的控制问题，没有动力学，就没有控制理论发展的空间。

模型的动力学关系要求应当充分准确，模型的表现越接近现实就越有可信度，如果是系统的动力学模型，要求列入尽可能多有关的能够对系统发生影响的事物，只有足够准确的模型总体方程，才可以将其他因素归于不显著的动力，从而找出影响系统过程的关键因素是什么。

二、煤的几种相关动力学模型1、一些基本概念挥发分：煤中的有机质在一定温度和条件下，受热分解后产生的可燃性气体，被称为“挥发分”，它是由各种碳氢化合物、氢气、一氧化碳等化合物组成的混合气体。

挥发分也是主要的煤质指标，在确定煤炭的加工利用途径和工艺条件时，挥发分有重要的参考作用。

煤化程度低的煤，挥发分较多。

如果燃烧条件不适当，挥发分高的煤燃烧时易产生未燃尽的碳粒，俗称“黑烟”；并产生更多的一氧化碳、多环芳烃类、醛类等污染物，热效率降低。

采煤机的基本结构和原理

螺旋滚筒的几个参数
滚筒的转向：为了增强采煤机的工作稳定性，避免两个滚筒受到的截割阻力方向相同，双滚筒采煤机的两个滚筒的转向应相反。滚筒直径较大时，滚筒生产率大于运输机生产率，前滚筒截煤量大于后滚筒，后滚筒装煤量大于前滚筒，一般采取“前顺后逆”;滚筒直径较小时，一般采用“前逆后顺”，这时前后滚筒都不经摇臂下面装煤，有利于装煤效率和生产率。
4、采煤机按使用煤层条件可分为：缓倾斜煤层：采煤机设有特殊的防滑装置，适用于倾角<5º 的煤层工作面；倾斜煤层：牵引力较大，具有特殊设计的制动装置，与无链牵引机构相配合，适应于倾斜煤层工作面；急倾斜煤层：牵引力大，具有特殊设计的工作机构与牵引导向装置，适用于急倾斜煤层工作面。
关于几个主要部分的介绍
采煤机的基本结构和原理
采煤机目前主要有滚筒采煤机、刨煤机和采煤钻机。而滚筒采煤机是现在使用最为广泛的采煤机械。如图示，是采煤机最基本的结构。随着制造水平和新技术的不断发展，衍生出了许多形式，但其基本的结构和原理都没有大的改变。
采煤机基本结构图
采煤机械的基本要求
功能方面：采煤机械须能适应规定的工
滚筒采煤机几种结构的简单介绍
滚筒采煤机已经发展成为结构类型复杂，适用范围很广的一种设备。前面介绍的只是较常见的结构。根据滚筒轴的空间位置可分为：
立滚筒（滚筒轴垂直底板）
水平滚筒（滚筒轴垂直煤壁）
摆动滚筒（滚筒轴平行煤壁和底板）
关于滚筒的调高和调斜
在采煤过程中，经常可能遇到工作面顶板和底板起伏、煤层厚度变化的情况，因此需要随时调整滚筒的截割位置，避免滚筒截割顶板或底板，也要防止丢弃过厚的顶煤或底煤，以保证工作面运输机和液压支架能够正常地向前移动。调整滚筒位置的高低，称调高；调整滚筒轴相对于底板或顶板的倾斜角度称调斜。（调高和调斜都有一些具体的方法）

采煤机截割部建模与动力学仿真研究

Ａｂｓｒｃｔａｔ：Ｔｈａｒｎｇｃｎｉｉｎａｄｃｍｐｅｉｙｏｒｌａｆｓａｅｅｄｔｈｉｉｋａｄｃｓｅｂｄｗｏｋｉｏｄｔｎｏｌｘｔｆｗｏｋｏｄｏｈｅｒｒｌａｏｔｅｂｇｒｓｎｏｔｏｆｈｘｅｉｎｔｂａｅｎｐｏｔｔｐｓｏｒｔｅｅｐｒｍｅｓｄｏｒｏｙｅ．Ｗｈｉｈｄｐｉｎｏｉｔａｒｔｔｐｎｅｈｏｏｙｆｒｍｏｅ— ｌｔｅａｏｔｏｆｖｒｕｌｐｏｏｙｉｇｔｃｎｌｇｏｄｌｅｉｇａｄｓｍｕａｉａｃｉｖｏｎｎｉｌｔｎｇｃｎａｈｅｅａｃｍｐｒｈｅｓｖｓｅｓｎｅｏｅｔｅｐｓｃｌｐｏｏｙｅｉｖｉｂｌｅｎｉｅａｓｓｍｅｔｂｆｒｈｈｙｉａｒｔｔｐｓａａｌｅ，ａｄａｎ
ｗｉｈＭＡＴＬＡＢ，ｐｒｄｃｎｏａｅｔａｉｔｔｏｕｉｇｍｄｌｎｕｒｌｆｌｗｉｈＡＮＳＹＳａｅｔｎｉｕａｉｎｐｒｍｅｅｎＡＤＡＭＳｅｎｄｓｔｉｇｓｍｌｔｏａａｔｒｉｗａａｒｅｏｔＩｇｅｔｙｅｈｎｅｈｅｏｅａｉｎｌｋｉｓｆｕｔｄｍａｎｍｏｅｉｇａｄｉｕａｉｎｓｃｒｉｄｕ．ｔｒａｌｎａｃｄｔｐｒｔｏａｓｌｏｍｌｉｏｉｓｌ — ｄｌｎｓｍｌｔｏｎ
采煤机截割部建模与动力学仿真研究
赵丽娟，乘云王

《综采工作面采煤机-刮板输送机-液压支架耦合运动学与动力学行为研究》范文

《综采工作面采煤机-刮板输送机-液压支架耦合运动学与动力学行为研究》篇一一、引言随着煤炭工业的快速发展，综采工作面的高效、安全、智能化生产已成为行业发展的必然趋势。

采煤机、刮板输送机和液压支架作为综采工作面的核心设备，其耦合运动学与动力学行为的研究对于提高工作面的生产效率、保障设备安全运行、推动智能化开采具有重要意义。

本文旨在通过对采煤机-刮板输送机-液压支架的耦合运动学与动力学行为进行研究，为综采工作面的优化设计和智能化控制提供理论依据。

二、研究现状及意义目前，国内外学者对采煤机、刮板输送机和液压支架的运动学与动力学行为进行了大量研究，但针对三者之间的耦合关系及相互作用机制的研究尚不够深入。

在综采工作面中，采煤机、刮板输送机和液压支架之间的协同作业对工作效率、安全性能及设备维护有着直接的影响。

因此，开展耦合运动学与动力学行为研究具有重要意义。

三、研究方法与内容本文采用理论分析、数值模拟和现场试验相结合的方法，对采煤机-刮板输送机-液压支架的耦合运动学与动力学行为进行研究。

具体研究内容包括：1. 运动学行为研究：通过对采煤机、刮板输送机和液压支架的运动特性进行分析，建立三者之间的运动学模型，研究其在不同工况下的运动规律和协同作业机制。

2. 动力学行为研究：基于牛顿第二定律和达朗贝尔原理，建立采煤机、刮板输送机和液压支架的动力学模型，分析其在工作过程中的受力情况和动态响应。

3. 耦合关系研究：通过数值模拟和现场试验，研究采煤机-刮板输送机-液压支架之间的耦合关系及相互作用机制，分析其耦合运动的稳定性和动态特性。

4. 优化设计与智能化控制：根据研究结果，提出综采工作面设备优化设计方案，为智能化控制提供理论依据。

同时，结合现代控制理论和技术，研究综采工作面的智能化控制策略和方法。

四、研究结果与分析1. 运动学行为分析：通过建立采煤机、刮板输送机和液压支架的运动学模型，发现三者在协同作业过程中具有明显的运动规律和协同机制。

电磁调速电牵引采煤机的动力学建模与分析

电磁调速电牵引采煤机的动力学建模与分析电磁调速电牵引采煤机是一种常见的煤矿采煤设备，采用电动机作为驱动力，并通过电磁调速控制系统实现调速功能。

在实际工作中，对采煤机的动力学性能进行建模与分析，可以帮助我们更好地了解机器的工作原理和性能，从而指导设备的设计和优化。

在进行动力学建模之前，我们首先需要了解电磁调速电牵引采煤机的主要组成部分和工作原理。

该采煤机主要由电动机、减速器和采煤机头等部分组成，通过电动机的驱动，通过减速器将电动机的转速转换为适合采煤机头工作的转速，从而实现对采煤机的牵引。

动力学建模的目的是描述采煤机在运动过程中各个部分之间的相互作用和机械特性。

最常用的方法是利用微分方程组来描述各个部件之间的力、速度和位移关系。

下面我们将分别对电动机、减速器和采煤机头进行动力学建模。

首先是电动机的动力学建模。

电动机通常采用带有转子和定子的异步电动机。

在建模过程中，我们需要取得电动机的电动力学方程。

这可以通过电动机的转矩方程和电动机的速度方程来实现。

电动机的转矩方程描述了电动机的输出转矩与输入电流、磁链和电角度之间的关系。

电动机的速度方程描述了电动机的转速随时间的变化。

接下来是减速器的动力学建模。

减速器是为了适应电动机的高速转速，并将其转变为适合采煤机头工作的低速转速。

在建模减速器时，我们需要考虑减速器的传动比和传动效率。

传动比是描述输入转速与输出转速之间的关系，传动效率是描述能量转换过程中的能量损失情况。

减速器通常采用传统的摩擦传动或齿轮传动系统，相关参数和特性可以通过实验和测试获得。

最后是采煤机头的动力学建模。

采煤机头是采煤机的核心部分，它具有切割、拉料和排渣等功能。

在建模采煤机头时，我们需要考虑刀盘、拉料机构和排渣机构等的动力学特性。

这包括刀盘的切割力与转速之间的关系，拉料机构的牵引力与牵引速度之间的关系，以及排渣机构的排渣能力和排渣效率等。

这些参数可以通过实验和基于原理的推导获得。

通过对电动机、减速器和采煤机头的动力学建模，我们可以更好地了解电磁调速电牵引采煤机的工作原理和性能。

采煤机的动力学模型及其仿真研究

采煤机的动力学模型及其仿真研究0 引言由于采煤机工作环境复杂、恶劣，由于煤岩的不同性质，将引起采煤机的载荷变化不均匀，而产生振动现象，致使采煤机的一些关键部件在正常工作中常常出现因过载而损坏的现象。

究其原因，主要是对采煤机的动态特性研究的不够，为此，本文着重对采煤机的振动行为进行分析研究，防止其关键部件的损坏与失效，以提高采煤机的工作可靠性。

对采煤机振动行为的研究，主要是对采煤机的实际工作状况进行运动学分析，经过一定的简化与假设，建立滚筒式采煤机的刚体动力学模型以及相应的数学模型;然后，再利用编制的计算机程序进行模拟与仿真;最后，通过理论分析及数据处理，将采煤机振动的模拟结果与实验测得的结果进行比较，找出影响采煤机振动的各种因素，为以后采煤机的设计与研究提供重要的理论依据。

1采煤机的动力学模型滚筒式采煤机产生振动现象，除了在工作过程中经常要遇到不均匀、不连续、不规则的不同性质的煤岩，这将引起采煤机的载荷变化不均匀以外，还由于采煤和滚筒的安装精度不高存在误差，导致螺旋滚筒在转动过程形成的径向力也将引起机器的振动。

再有，螺旋滚筒上的截齿（特别是端盘齿）在圆周上非均匀分布使滚筒在旋转过程中产生的偏心质量也将引起机身、滚筒乃至采煤机整机的振动。

1.1截煤时实际载荷的分析采煤机在实际工作中，滚筒所受的外载荷Ra、Rb、Rc主要来自3个方向，其大小与参加截割的截齿的几何参数磨损情况、以及煤的截割阻抗大小等因素有关[2]。

事实上，采煤机的螺旋滚筒在截煤过程中，由于煤层的物理机械性能无规则变化和截齿的不均匀分布，其载荷的大小和作用点是随机变化的[1]。

1.2动力学模型和数学模型的建立首先对采煤机在截煤时的运行工况和采煤机的结构进行假设与简化[1]，并考虑在设计、制造和安装过程中由于滚筒存在的偏心质量所产生的离心力，在此基础上，建立采煤机截煤时的动力学模型，如图2所示。

图2 采煤机振动的动力学模型利用拉格朗日方程推导出采煤机截煤时的运动微分方程。

双滚筒采煤机动力学分析及力学模型建立

ＪＡｏ，ＬＩａ・ｕ，ＹＩＬｉｏｈｏＸｉＡｏｉｕｎｊ－ａｑ
（ｏｌｅｏｃａｉａｎｉｅｒｎ，ｉｏｎｅｈｃｌｎｖｒｉ，ｕｉ２００ＣｉａＣｌｇｆｅＭｅｈｎｃｌｇｎｅｉｇＬａｎｇＴｃｎａｉｅｓｙＦｘｎ１３０，ｈｎ）ＥｉｉＵｔ
ｈｈａｒｉｎｆｍｓｉｔｕｉｉｉｏｙｖｒｐｒｓｃｎｅｔｄｂｌｓｃｅｅｎｓｔｔａｔｅｓｅｅｓｕｉｒｍａｓｄｓｂｔｎａｄｒｇｄｂｄ；ｅｅａｔｉｏｎｃｅｙｅａｔｌｍｅｔａｅｒｏｉｒｏｎｙｉｈｒ
引言
滚筒式采煤机是综采工作面的主要设备，其
工作性能对工作面的产量、效益等有重要的影响。由于采煤机的工作环境复杂恶劣，在破碎、装载、运输矿岩的过程中会受到动载荷的作用，产生较强
行力学分析建立数学模型，以便了解采煤机的力学
依据采煤机的实际情况和工作状态，假设：采煤机无故障运行；各部分的质量分布均匀且为刚体；并且通过无质量的弹性元件连接，
阻尼为粘性阻尼。在此基础上，建立了双型为数学模型的建立奠定了基础，为进一步对采煤机进行
ｅｔｂｉｈｄＴｈｓｍｏｅｒｖｄｓｒｌｂｅｂｓｓｆｒｍａｈｍａｉａｏｅｓｂｉｈｅｔＡｔｔｅｓｍｅｔ，ｔｉａｓａｌｅ．ｉｄｌｐｏｉｅｅｉｌａｉｏｔｅｔｌｓａｃｍｄｌｅｔｌｓｍｎ．ａｉａｈｍｅｉｓ

采煤机动态特性及结构设计论文

采煤机动态特性及结构设计论文采煤机动态特性及结构设计论文摘要:随着我国工业化进程的推进，煤炭的开采量日益增多，在煤炭开采中需要利用一些设备，连续采煤机是一种重要的设备。

国产连续采煤机的设计性能较差，质量也有待提高，因此不能更好地满足现场施工的需要，影响了我国连续采煤机的发展，降低了采煤的效率。

本文介绍了连续采煤机的工作原理，并分析了连续采煤机的动态特性，并进行结构的优化设计。

关键词:连续采煤机;动态特性;结构设计与实现在煤矿施工中，可以通过连续采煤设备来开采煤炭，连续采煤机可以对岩石巷道进行开挖，也可以单独进行采煤，在很多大型的煤矿中被应用，是一种值得推广的挖煤机械设备。

然而，我国国产的连续采煤机由于在技术上还不完善，投入相对较少，因此，在施工中往往不能适应现场的状况，就需要对连续采煤机的结构进行设计和优化。

1连续采煤机的结构和运动1．1连续采煤机的结构和工作原理连续采煤机可以适用于各种煤层煤矿的开采，最大的开采高度达到6m，在新开采的工艺下，同样可以利用连续采煤机开采边角煤、呈不规则性状的煤炭等，有利于增加煤炭的产量，也有利于提高矿井的使用率，延长寿命。

目前我国比较常见的连续采煤机为12CM15－10D连续采煤机，其在技术上有一些较突出的特征。

其截割的宽度可以达到3300mm，生产能力在15t/min～27t/min，在工作时，可以跨高进行操作，最大采高高度为4．6m。

可以充分发挥其截割优势和采高优势，增大采煤的效率和采煤量。

连续采煤机的结构可以包括几个方面:行走结构、装运结构、切割结构、安全保护装置、电气系统等。

其通常具有的结构特点主要包括四个方面:①可以进行多电机驱动。

通过多个电动机进行驱动，分别作用与行走、切割、装运、冷却等系统，一般可以采用八个电机，有利于分工操作，提高施工的效率;②可以采用侧式装载的方法，在挖掘之后可以通过侧式装载机进行装运，并可以利用刮板机将其转运到采煤机的机尾处进行卸载;③具有履带行走机构。

连续采煤机的动力学模型

连续采煤机的动力学模型
李晓豁;赵岐刚
【期刊名称】《中国工程机械学报》
【年(卷),期】2005(003)004
【摘要】通过必要的简化与假设,在力学分析的基础上利用拉格朗日法将顶部悬挂式连续采煤机简化为具有9个自由度的动力学模型,并建立了其数学模型;为利用计算机模拟各主要部件的质量、刚度、阻尼、滚筒转数与载荷等参数对连续采煤机动力学行为的影响创造了条件,为改进连续采煤机设计、减轻机器的振动和改善其动态特性提供了理论方法和有效的手段.
【总页数】4页(P383-385,390)
【作者】李晓豁;赵岐刚
【作者单位】辽宁工程技术大学,机械工程学院,辽宁,阜新,123000;辽宁工程技术大学,机械工程学院,辽宁,阜新,123000
【正文语种】中文
【中图分类】TD42
【相关文献】
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2.汽油催化裂解制丙烯集总动力学模型Ⅱ.动力学模型分析 [J], 吕庐峰;李博;何金龙;侯栓弟
3.FCC反应机理与分子水平动力学模型研究Ⅰ.动力学模型建立 [J], 郭湘波;龙军;
侯拴弟;邹圣武
4.工业Fe-Mn催化剂上基于详细反应机理的F-T合成动力学模型Ⅱ.不同校正方法的动力学模型分析 [J], 滕波涛;相宏伟;李永旺;常杰;王刚;张成华;刘颖;郑洪岩;杨骏;张荣乐;白亮
5.催化重整生焦动力学模型的研究：Ⅰ.生焦动力学模型的建立 [J], 江洪波;翁惠新因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

《基于整机动力学的采煤机牵引机构优化设计》

《基于整机动力学的采煤机牵引机构优化设计》篇一一、引言采煤机作为煤炭开采的核心设备，其牵引机构的设计直接关系到采煤效率、安全性以及设备的寿命。

整机动力学的研究是采煤机设计中的重要环节，其目的在于分析并优化机器在不同工况下的动态性能。

本文旨在探讨基于整机动力学的采煤机牵引机构优化设计，以期提升设备的综合性能。

二、整机动力学的基本原理及在采煤机中的应用整机动力学是研究机械系统在运行过程中各部分之间的相互作用和影响，以及系统整体的运动规律和动态性能的学科。

在采煤机中，整机动力学主要应用于分析牵引机构、切割机构、输送机构等各部分的运动状态，以及它们之间的相互影响。

采煤机的牵引机构是整机动力学的关键部分，其性能直接影响到采煤机的运行效率和稳定性。

因此，基于整机动力学的牵引机构优化设计，对于提升采煤机的整体性能具有重要意义。

三、采煤机牵引机构现状及存在的问题目前，采煤机牵引机构的设计主要依赖于经验设计和试验验证，缺乏系统的理论指导。

在实际使用中，存在以下问题：1. 牵引力不足：在硬岩或大倾角煤层中，牵引力不足导致设备运行困难。

2. 能量消耗大：由于缺乏有效的动力学分析，导致能量消耗大，影响设备寿命。

3. 适应性差：不同工况下，设备的适应性差，难以满足实际需求。

四、基于整机动力学的牵引机构优化设计针对上述问题，本文提出基于整机动力学的采煤机牵引机构优化设计。

1. 动力学分析：通过对采煤机各部分的运动状态和相互影响进行深入的动力学分析，找出牵引机构在运行过程中的瓶颈和问题。

2. 优化设计：根据动力学分析结果，对牵引机构进行优化设计，包括改进牵引机构的传动系统、增加牵引力、提高能量利用效率等。

3. 仿真验证：利用仿真软件对优化后的牵引机构进行仿真验证，确保其在实际运行中能够达到预期效果。

五、结论本文基于整机动力学，对采煤机牵引机构进行了优化设计，旨在提高采煤机的运行效率、稳定性和适应性。

通过优化设计，不仅可以解决现有牵引机构存在的问题，还可以提高设备的整体性能，为煤炭开采的效率和安全性提供有力保障。

《综采工作面采煤机-刮板输送机-液压支架耦合运动学与动力学行为研究》

《综采工作面采煤机-刮板输送机-液压支架耦合运动学与动力学行为研究》篇一摘要在煤矿综合机械化采煤作业中，采煤机、刮板输送机和液压支架之间的耦合关系是保障生产效率、安全与连续性的关键因素。

本文通过对采煤工作面这三者之间的耦合运动学与动力学行为进行深入研究，旨在为优化采煤工艺、提高生产效率和确保矿工安全提供理论依据。

一、引言随着采煤技术的不断发展，机械化采煤已经成为煤矿生产的主流方式。

其中，采煤机、刮板输送机和液压支架作为综采工作面的核心设备，其运动学与动力学行为的耦合关系直接影响到整个采煤过程的安全与效率。

因此，对这三者之间的耦合关系进行研究具有重要的现实意义。

二、运动学研究1. 运动特性分析对采煤机、刮板输送机和液压支架的运动特性进行深入分析。

首先，要研究采煤机的截割速度、截割深度和行走路径，确定其工作时的空间运动轨迹。

其次，分析刮板输送机的输送速度和输送量，以及其与采煤机之间的空间位置关系。

最后，研究液压支架的支撑高度、伸缩速度和动作顺序，确保其与采煤机和刮板输送机之间的协调配合。

2. 耦合运动模型构建基于上述分析，构建采煤机-刮板输送机-液压支架的耦合运动模型。

该模型应能够反映三者之间的空间位置关系和运动协同性，包括它们之间的相对位置、速度和加速度等运动参数。

通过该模型，可以更好地理解三者在采煤过程中的相互作用和影响。

三、动力学行为研究1. 力学分析对采煤机、刮板输送机和液压支架的受力情况进行详细分析。

包括各设备的自重、外部载荷以及相互之间的作用力等。

这些力的大小和方向将直接影响设备的运行状态和稳定性。

2. 动力学模型构建根据力学分析结果，构建动力学模型。

该模型应能够反映各设备在运行过程中的动力特性和相互之间的力学关系。

通过动力学模型，可以预测和评估各设备在运行过程中可能出现的动态行为和问题。

3. 动力学仿真与分析利用计算机仿真技术对动力学模型进行仿真分析。

通过模拟实际工作条件下的采煤过程，观察各设备的运行状态和相互之间的协同性。

采煤机截割传动系统耦合动力学建模与传动齿轮啮合状态探讨

截割传动系统是滚筒式采煤机的主要动力部分，主要由截割电机、齿轮系统、滚筒和摇臂壳组成。

研究发现，合理调节采煤机截割传动系统的动力耦合条件，可减少系统挖掘中的磨损，延长机械设备应用年限，提升系统做功利用率。

1 采煤机截割传动系统耦合动力学建模1.1 摇臂壳建模摇臂壳主要是由三维四面体三元组成，其设计结构以圆心位置，代表整体位移变化核心，圆心轴在有限元模型上，按照矩阵动力模型建模，自由度为90°~180°，其建模公式可表述为：U h =U h i =Q h i 其中“U h ”表示外壳体节点位移，“U h i ”表示壳体边界节点位移，“Q h i ”表示建模坐标。

即，采煤机截割传动系统中，边界节点，刚性单元，内部节点三部分，均是按照两两对应的出现方式，计算采煤机截割传动系统的耦合动力强度。

1.2 齿轮建模齿轮建模是采煤机截割传动系统建模中最主要的部分，现代采煤机截割传动系统的耦合动力建模主要分为：（1）平行齿轮建模。

采煤机截割传动系统中的动力数值，完全按照齿轮周期旋转的集合坐标，实行向量耦合计算。

建模公式：（A1，X1）+（A2，X2）+（A3，X3）+……+（An，Xn）。

（2）行星齿轮建模。

建模数据之间均有一定的规律，且按照由近到远的排列。

该种采煤机截割传动系统建模方法，要依旧齿轮大小规律，进行具体的建模处理，其表示方法如图1所示。

图1 行星齿轮建模图1.3 滚筒建模滚筒建模过程是以某质心为核心的，自由度振动位移，而滚筒在质心周围位移期间，同样也会产生相反方向的负荷动力。

因而，滚筒建模动力分析时，主要分析截割阻力、牵引阻力、侧向力3种外力以及以倾覆力矩为代表的内部阻力。

建模公式表示为：|M d ||U d |=|R d L |+|R d j |，其中“M d ”表示滚筒质量矩阵，“U d ”表示滚筒的截割负荷，“R d L ”表示滚筒边界负荷，“R d j ”表示驱动扭矩和主轴承的约束力、力矩。