新型极薄煤层采煤机截割机构运动学仿真研究
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]。
薄煤层综采机械化采煤技术分析
当代化工研究Modem Chemical Research57 2021•09技术应用与研究薄煤层综采机械化采煤技术分析*咼勇（山西焦煤集团临汾宏大矿业有限责任公司山西041000）摘耍：近年来，随着大量煤炭资源的开采，我国煤炭资源正面临日益枯竭的境地，而国家发展还需要大量煤炭资源餉支撑，这也使越来越多餉煤矿企业将目光从原有的中厚或厚煤层转移到薄煤层.不过，薄煤层相比于中厚或厚煤层来说，其不仅存在诸多断层，而且开采环境也更加复杂、开采面更窄，开采过程中也更易引发安全风险，所以必须要不断优化采煤工艺技术，全面提高薄煤层的综采机械化开采水平.鉴于此，本文便对薄煤层综采机械化釆煤技术进行深入地分析，以期能够为煤矿企业对薄煤层的开采作业提供一定借鉴，真正助力我国煤炭产业的可持续发展.关键词：薄煤层；机械化；采煤技术；刨煤机；滚筒釆煤机中图55•类号：T文献标识码：ATechnical Analysis of Fully Mechanized Coal Mining in Thin SeamGao Yong(Linfen Hongda Mining Co.,Ltd.,Shanxi Coking Coal Group,Shanxi,041000) Abstract:In recent y ears,with the exploitation ofa large number ofcoal resources,China's coal resources arefacing an increasingly exhausted situation,and national development needs the support of a large number of c oal resources,which also makes more and more coal mining enterprises shift their eyes f rom the original medium-thick or thick coal seams to thin coal seams.However,compared with medium-thick or thick coal seams,thin coal seams not only have many f aults,but also have more complex mining environment and narrower mining f ace,and are more likely to cause safety risks in the mining p rocess.Therefore,it is necessary to continuously optimize coal mining technology and comprehensively improve the level offiiUy mechanized mining of t hin coal seams.In view of t his,this paper makes an in-depth analysis(rffulfy mechanized coal mining technology in thin coal seam,hoping to p rovide some reference f or coal mining enterprises in thin coal seam mining operations,and really help the sustainable development of C hina's coal industry.Key words：thin coal seam；mechanization^coal mining technology coal p lough^drum shearer引言我国是一个拥有九百六十万平方公里土地面积的国家，这使得煤炭资源被广泛分布于我国的各个地区，当然，我国在开釆煤炭资源过程中，因不同地域气候环境及地质条件的不同，使得煤炭资源的开采工作往往存在较大难度，特别是薄煤层开采作业，更是需要克服重重技术难点，以确保煤炭资源从薄煤层中顺利开采出来。
针对薄煤层和极薄煤层的采煤方法与采煤技术选择
针对薄煤层和极薄煤层的采煤方法与采煤技术选择摘要：我国在世界上煤炭开采量一直处于世界前列,但是我国煤矿开采的机械化程度与其他发达国家相比还存在较大差距，所以在极薄煤层和薄煤层的开采方面比率相对较低。
除此以外，即便在现阶段煤矿开采技术不断发展和进步，但是煤矿资源属于不可再生资源，再加上当下的煤矿开采一般都是纵向开采，当众向开采到一定程度后，开采难度和开采成本会大大提高，所以在当下需要充分开发极薄煤层和薄煤层的煤炭资源。
基于此，文章就对薄煤层和极薄煤层的采矿方法和采矿技术进行了分析和研究，以期为薄煤层和极薄煤层的开采利用提供相关帮助。
关键词：难采煤层；极薄煤层；薄煤层；采煤工艺引言薄煤层和极薄煤层的开采在煤矿开采中属于难度非常高的一种，所以在现阶段的煤矿开采中，对于薄煤层和极薄煤层开采需要使用特殊的开采方法。
由于在现阶段对于煤矿资源需求的增加以及煤矿资源总量的降低，所以在现阶段煤矿开采行业非常重视对薄煤层和极薄煤层开采的研究，研究的重点包括开采技术，开采设备和开采工艺。
同时由于这两类煤层的开采难度较高，所以开采人员自身的技术水平和专业能力也必须得到充分保证。
在现阶段属于市场经济时代，煤矿企业开采煤矿的目的是为了获得经济效益，所以在正式开采煤层前需要先评估开采煤层所能获得的收益和效益，充分考虑各相关因素的影响制定出性价比最高的开采方案。
1极薄煤层和薄煤层概况及开采特点1.1极薄煤层和薄煤层概况薄煤层和极薄煤层分别指的是煤层厚度没有超过1.3米和0.8米的煤层，虽然我国煤炭资源相对比较丰富，但是薄煤层和极薄煤层所拥有的煤炭资源在整个煤炭资源总量中也占据着非常大的比例，但是在以往由于受到工艺技术和设备等方面的影响，薄煤层和极薄煤层的开采并不到位。
在现阶段我国煤矿开采活动多是在厚煤层和中厚煤层开展的，其开采难度相对较低，而对于极薄煤层和薄煤层来说，其开采难度高，对于工艺技术有着非常高的要求和标准。
一般来说，要想在薄煤层和极薄煤层开展采煤活动必须具备下述条件：（1）在薄煤层和极薄煤层中，煤炭资源非常优质；（2）煤矿矿井仍可以使用，薄煤层和极薄煤层中仍有煤炭资源。
采煤机截割部建模与动力学仿真研究
Ａｂｓｒ ｃ ｔａ ｔ：Ｔｈ ａ ｒ ｎｇ ｃ ｎ ｉｉｎ ａ ｄ ｃ ｍｐ ｅ ｉｙ ｏ ｒ ｌａ ｆｓ ａ ｅ ｅ ｄ ｔ ｈ ｉ ｉｋ ａ ｄ ｃ ｓ ｅ ｂ ｄ ｗｏ ｋｉ ｏ ｄ ｔ ｎ ｏ ｌｘ ｔ ｆｗｏ ｋ ｏ ｄ ｏ ｈｅ ｒ ｒｌａ ｏ ｔ ｅ ｂｇ ｒｓ ｎ ｏ ｔ ｏ ｆ ｈ ｘ ｅ ｉ ｎｔｂａ ｅ ｎ ｐ ｏｔ ｔ ｐ ｓ ｏｒｔ ｅ ｅ ｐ ｒｍｅ ｓ ｄ ｏ ｒ ｏ ｙ ｅ ．Ｗ ｈｉ ｈ ｄ ｐ ｉ ｎ ｏ ｉｔ ａ ｒ ｔ ｔ ｐ ｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｆ ｒｍｏ ｅ— ｌ ｔ ｅａ ｏ ｔｏ ｆｖ ｒｕ ｌｐ ｏ ｏ ｙ ｉ ｇ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｏ ｄ ｌ ｅ ｉ ｇ ａ ｄ ｓｍｕ ａ ｉ ａ ｃ ｉｖ ｏ ｎ ｎ ｉ ｌｔ ｎｇ ｃ ｎ ａ ｈ ｅ ｅａｃ ｍｐｒｈｅ ｓｖ ｓ ｅ ｓ ｎ ｅｏ ｅｔ ｅｐ ｓｃ ｌｐ ｏ ｏ ｙ ｅｉ ｖ ｉ ｂｌ ｅ ｎ ｉ ｅａ ｓ ｓ ｍｅ ｔｂ ｆ ｒ ｈ ｈｙ ｉａ ｒ ｔ ｔ ｐ ｓａ ａｌ ｅ，ａ ｄ ａ ｎ
ｗ ｉｈ Ｍ ＡＴ ＬＡＢ ，ｐｒ ｄ ｃｎ ｏ ａ ｅ ｔａ ｉ ｔ ｔ ｏ ｕ ｉ ｇ ｍ ｄ ｌｎ ｕ ｒ ｌｆｌ ｗｉｈ ＡＮＳＹＳ ａ ｅ ｔｎ ｉ ｕ ａ ｉｎ ｐ ｒ ｍ ｅｅ ｎ ＡＤＡ Ｍ Ｓ ｅ ｎｄ ｓ ｔｉ ｇ ｓｍ ｌｔｏ ａ ａ ｔ ｒｉ ｗａ ａ ｒｅ ｏ ｔ Ｉ ｇ ｅ ｔｙ ｅ ｈ ｎ ｅ ｈｅ ｏ ｅ ａ ｉｎ ｌ ｋｉ ｓ ｆ ｕ ｔ ｄ ｍ ａｎ ｍ ｏ ｅｉｇ ａ ｄ ｉ ｕａ ｉ ｎ ｓｃ ｒｉｄ ｕ ． ｔ ｒ ａ ｌ ｎ ａ ｃ ｄ ｔ ｐ ｒ ｔｏ ａ ｓ ｌ ｏ ｍ ｌｉ ｏ ｉ ｓ ｌ — ｄ ｌ ｎ ｓｍ ｌｔｏ ｎ
采煤机截割部建模 与动力学仿真研究
赵 丽 娟 ， 乘 云 王
基于ADAMS的采煤机截割部摇臂动力学仿真
第５期（总第１７４期）２０１２年１０月机械工程与自动化ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＆ ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＮｏ．５Ｏｃｔ．文章编号：１６７２－６４１３（２０１２）０５－０００１－０２基于ＡＤＡＭＳ櫜的采煤机截割部摇臂动力学仿真分析刘 群，王义亮，杨兆建（太原理工大学机械工程学院，山西 太原 ０３００２４）摘要：建立基于ＭＳＣ．ＡＤＡＭＳ的采煤机截割部虚拟样机模型，对其进行刚柔混合动力学分析，找出了摇臂易破坏区域，得出了该区域的应力情况，分析结果表明使用过程中摇臂具有过高的安全系数；得出了调高油缸的压力与采高、采高与调高油缸的行程之间的对应关系，为接下来的摇臂有限元分析提供参考。
关键词：摇臂；刚柔混合；动力学分析；ＡＤＡＭＳ中图分类号：ＴＤ４２１．６ 文献标识码：櫜Ａ国家“十一五”支撑计划重点项目（２００７ＢＡＢ１３Ｂ０１－０２）；山西省科学技术发展计划项目（２０１１０３２１００５－０４）；山西省科技重大专项资助项目（２０１１１１０１０４０）收稿日期：２０１２－０３－２２；修回日期：２０１２－０４－２２作者简介：刘群（１９８７－），男，安徽宣城人，在读硕士研究生，研究方向：机械结构与系统动力学。
０ 引言采煤机工作过程中工况复杂多变，传统的静态设计方法虽然在某种程度上将保证构件不会被破坏，但是安全系数往往过高，不仅造成材料上的浪费，而且使用过程中由于其过于笨重，致使能耗过高［１］。
为了能够模拟采煤机采煤过程中摇臂的真实受力情况，分析其结构的合理性，本文拟采用多体动力学分析软件ＭＳＣ．ＡＤＡＭＳ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｄｙｎａｍｉｃ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）对采煤机截割部进行刚柔混合动力学分析。
本文的主要内容包括：利用三维建模软件ＵＧ／ＮＸ建立系统三维实体模型，然后导出ＡＤＡＭＳ能够识别的Ｐａｒａｓｏｌｉｄ格式文件，将其导入ＡＤＡＭＳ后施加必要的约束条件并进行仿真，得出采煤过程中截割部的相关指标特性。
极薄煤层开采设备研究与选型
极薄煤层开采设备研究与选型摘要：介绍了煤矿极薄煤层的现状及其开采的意义，研究了极薄煤层机械化采煤装备技术解决方案，提出了采煤机、液压支架、刮板运输机选型及参数确定技术要点。
为矿井极薄煤层开采提出新的思路和解决办法。
关键词：极薄煤层开采采煤装备电液控制设备选型1、国内极薄煤层开采技术现状煤炭在我国能源结构中占有重要地位，随着国民经济的快速发展，我煤炭仍将是我国的主要能源。
根据煤层厚度划分，厚度0.8～1.3m属于薄煤层，小于0.8m属于极薄煤层。
我国煤炭赋存多样化，部分省区极薄煤层储量见（表1）所示，薄与极薄煤层的可采储量约为60多亿吨，约占全国煤炭总储量的19%。
薄煤层的高效安全开采问题是当前煤炭行业的重要研究课题。
我国薄煤层现在采用的主要机械化开采方法有电牵引采煤机综采、刨煤机开采及螺旋钻采煤机开采。
极薄煤层的开采技术与装备发展缓慢，许多矿区对极薄煤层因没有经济安全的极薄煤层的开采技术只好弃采，造成了煤炭资源的巨大浪费。
2、极薄煤层开采配套设备研究与选型极薄煤层主要采煤装备选型原则（1）液压支架：采用两柱双伸缩掩护式支架的形式，工作阻力及支护强度等参数要满足极薄煤层矿压要求，最低采高实现0.9m，同时要保证最小过机空间和三机配套的参数合理。
（2）采煤机：选用大功率的交流变频电牵引采煤机，机面高度要充分保证在开采较薄地段条件时有足够的过机空间，要求功率大、体积小，稳定性好。
（3）运输机：选用双中链封底结构的铸焊中部槽，降低中部槽的高度，以适应极薄煤层开采的需要。
降低机头高度和卸载高度，选用高效减速机，实现双速启动、机头尾互换。
3、极薄煤层液压支架选型根据矿井煤层顶底板条件，结合围岩类型，选用基本支架架型为二柱掩护式，立柱双伸缩，电液操作方式。
结构设计上，充分考虑极薄煤层开采时的特点，以重点降低整体配套高度、保证良好工作性能为目标，满足三机配套技术要求。
3.1 极薄煤层对液压支架的要求（1）支架的机构采用两柱掩护式结构形式，采用了较大直径的平衡千斤顶结构，增大支架顶梁和掩护梁之间的调节能力和强度。
基于多体动力学的采煤机截割部仿真研究
Hale Waihona Puke ０ 引言 采 煤 机 工 作 环 境 恶劣 ，负 载 特 性 复 杂 ，通 过 传 统 方 法 建 立 刚 性 区域 无 法 准 确 模 拟其 受 力 和变
瞬时负载文本 文件 ，为采煤机仿真 研究提供有效 数学模型 。针对滚 筒受力的非线性 及摇 臂壳 易破坏的特点 ，通过传统方法建 立刚性 区域难 以模拟实际工况 的问题 ，利用Ｕ Ｎ Ｇ Ｘ、ＡＮ Ｙ ＳＳ 和Ａ Ｍ Ｓ Ｄ Ａ 建立 采煤 机截割部刚柔耦合 多体 系统 ，通过动力学仿真 ，得到精确的受力和变形情 况 ，为采煤机 截割 部设计提供有效参考。 关键词 ： 采煤机 瞬时负载 ；ＭＡ Ｌ Ｂ；刚柔耦合 ＴＡ 中图分类号 ：Ｔ ９ ． Ｐ３ １ ９ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１０ －０ ３ （０ ） ７ 下） ０ ０ －０ ９ １４２１ ０（ － ０４ ３ ０ ２
务Ｉ 甸 似 造
式 中 ： ｉ ｉ 滚 筒 转 到 某 一 位 置 时 ， 第 ａ、ｂ、Ｃ为
ｉ 截 齿 ｘ、ｙ 个 、ｘ三 个 方 向 的分 力 ； 、Ｌ Ｌ 、 为 各合 力作 用 点的位 置 。 、
２ 瞬时负载模拟及 实例
２１ 滚 筒瞬 时 负载模 拟程 序设计 ．
ｚ高 Ｃ ＼ ｈ ３ 【＋＋ Ｊ ｅ ／ — ｔ
式中： 。 ２ Ｃ 、ｃ 、Ｃ 为切 削图影 响 系数 。
【 （ ３ ）
１ 通 过 对 采煤 机 实 际 工作 情 况 分 析 ，建 立 滚 ）
筒 负载数 学 模 型 ，利用 ＭＡ Ｌ Ｔ ＡＢ编 制滚 筒 瞬时 负 载模 拟程 序 ，生成 滚筒 瞬时 负载文 本文件 。 ２ ）利 用 Ａ ＹＳ仿 真 软 件 将 摇 臂 离散 成 有 限 ＮＳ 元 网格 ，将 模 态 中性 文 件 导 入 Ａ ＤＭＡＳ中 ，完 成 采煤 机 刚柔耦 合 多体 系统 的建 立 。
薄煤层采煤机行走机构扭矩轴的强度分析
80科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald薄煤层采煤机的扭矩轴一端与牵引行星减速器行星架的内花键相联,将行星架输出动力传给驱动轮。
在工作时经常出现过载,采煤机的行走扭矩轴会首先断裂,因此扭矩轴的材料选择也是非常关键的,所以扭矩轴的强度校核对整个采煤机的行走起关键的作用。
本文借助solidworks软件对扭矩轴进行有限元分析,进一步分析扭矩轴的应力分布状态,从而掌握扭矩轴的力学性能。
1 薄煤层采煤机行走机构扭矩轴的应用薄煤层采煤机的扭矩轴在整个牵引机构中起着联接与传递扭矩的作用,对整个采煤机的行走起着至关重要的作用。
当薄煤层采煤机在截割作业时,如遇到截矸石、或当其中的一个行走电机出现故障不作业时,而此时只能靠一个牵引电机来驱动整个采煤机的行走,这时的行走阻力很大。
行走电机会出现过载,驱动轮处的扭矩轴超过额定载荷时会首先断裂,这样对传动结构起过载保护作用。
2 初步确定扭矩轴的结构参数的薄煤层采煤机行走机构扭矩轴为空心轴,选定扭矩轴的材料为:20Cr 2Ni 4A、屈服强度:1080MPa;材料的扭转屈服点强度为:594108055.0 MPa;牵引电机功率:22kW,电机的转速:1456r/min,牵引机构的总传动比:131.5,电机功率:08.1998.096.02232 P k W扭矩轴转速:07.115.1311456n r/min 扭矩轴的转矩:Nmm 78.1645591707.1108.199550000T 3 扭矩轴强度计算及solidworks有限元分析3.1扭矩轴强度安全系数的计算(1)扭矩轴中心孔径: 1d 18轴中间卸荷槽处的外径:53 d ;扭转应力:MPa 560)34.01(5378.164559175)1(54343maxаd T τ式中max τ——扭矩轴的最大扭转应力,MPa;T ——扭矩轴的转矩,N m m ;а——空心轴的内径1d 与外径d 的比值,dd 1所以安全系数:594÷560＝1.06;(2)扭矩轴中心孔径: 1d 18轴的外径:62 d ;扭转强度:MPa 348)29.01(6278.164559175)1(54343maxаd T τ式中max τ——扭矩轴的最大扭转应力,MPa;T ——扭矩轴的转矩,N m m ;а——空心轴的内径1d 与外径d 的比值,dd 1所以安全系数:594÷348＝1.7;满足设计要求,即离合器处的扭矩轴过载3.2利用solidworks 对扭矩轴进行有限元分析通过solidworks三维软件对薄煤层采煤机的扭矩轴进行结构设计,轴上设有卸荷槽、卸荷槽处两端圆角过渡,减小应力集中,两端外花键;画出三维图形建模。
薄煤层采煤机大功率截割传动部的研制与应用
标称功率 ( k W) 100 125 , 132 ( 420) 200 500( 500 ) 250 500 ( 500) 厚度 (外径 ) ( mm ) 350 ( 400) 注 : 括号内数值是指圆形电机外径
12
煤
矿
机
电
2005 年第 5 期
300k W 。其支承导向方式与普通骑输送机采煤机相 同, 如果解决好机身重量的平衡问题, 可以消除爬底 板采煤机对底板要求高的缺点, 不过这种布置方式 的采煤机一般是前滚筒割底煤开机道 , 后滚筒扫顶 煤, 采 高 范 围 有 一 定 的 限 制。 已 研 制 成 功 的 MG200 / 450- W D 型采煤机, 总装机功率 450k W, 每 个截割部功率为 200k W, 在大同晋华宫煤矿使用最
2005年第 5 期
煤
矿
机
电
11
薄煤层采煤机大功率截割传动部的研制与应用
周常飞, 张伟
( 天地科技股份有限公司 上海分公司 , 上海 200030) 摘 要: 通过对薄煤层采煤机总体结构特点的分析, 研制了两大系列适用于多电机驱动薄煤层采
煤机的大功率截割传动部 , 并获得成功应用。 本文对其结构特点与使用效果进行了介绍。 关键词 : 薄煤层 ; 采煤机; 截割传动部 中图分类号 : TD421 . 6
图 5 双电机驱动截割传动部
电机出轴通过花键与齿轮连接 , 两电机出轴齿 轮之间通过惰轮连接, 动力通过惰轮合成后输出 , 两 电机联合驱动。当摇臂出轴加载到额定负载时, 两 电机均未达到额定电流值, 两电机最大电流差实测 小于 1A, 说明两电机之间的负载分配可以满足正常 工作要求。与单电机驱动一样, 传动系统采用 3 级 直齿加 1 级行星传动。第二级小齿轮为离合齿轮。 已研 制成 功 MG2 ! 125 / 550 - W D 和 MG2 ! 100 / 456 、 MG2 ! 125 / 556- WD 型电牵引采煤机, 总装机 功率分别达 到 550k W 和 456k W、556k W, 单 个截割 传动部功率可达 200 ~ 250k W, 可使用于煤 层厚度 为 1 . 1~ 2 . 5m 薄、 中薄至中厚煤层综合机械化工作
采煤机截割减速机动力学仿真分析
图 1 所示为采煤机截割减速机示意图，从图可 以看出截割部中间减速器通过输入轴将扭矩传递给 减速器，经过减速后最终通过行星架传递给两侧滚
·97·
筒，进而进行割煤工作。其中锥齿轮对作为输入与 输出的主要转换部分，对减速电机的性能具有重要 影响。
图 1 采煤机截割减速机示意图
2 齿轮系统振动机理分析
动部分经常发生故障，根据已有资料统计，传动部分 故障中约 80%的故障是由于齿轮问题引起的，可见 齿轮失效是采煤机故障的主要诱因之一［4］，因此有 必要对采煤机齿轮及齿轮箱的故障进行分析研究。
本文主要以采煤机齿轮箱为研究对象，对其常 见故障及故障特征进行提取，以减少生产过程中齿 轮箱故障的判断和排除时间，提高生产效率。
WANG Chenyi
Abstract： The 3D model of shearer cutting reducer is established by Pro / E，and the dynamic analysis of faults of broken teeth and profile errors of bevel gears is carried out by ADAMS．After the above－mentioned faults occur，the gear has obvious periodic impact force in time domain and frequency domain analysis．The frequency of the impact force is close to the theoretical frequency conversion of gear．But the magnitude of impact force in the case of tooth profile error fault is much smaller than that in the case of broken teeth fault．In the frequency domain analysis，both faults have the maximum meshing force near the natural frequency and higher harmonics of the gear meshing．The side frequency is wider and the amplitude is higher in the case of broken teeth fault，while the side frequency is narrower and the amplitude is smaller in the case of tooth profile error fault．The two typical faults have obvious characteristic curves，and the fault types of gears can be determined according to the analysis result，which provides a basis for the fault diagnosis of the reducer． Keywords： shearer，reducer，fault characteristics，modeling and simulation
薄煤层采煤机新型截割传动部的研制
薄煤层采煤机新型截割传动部的研制白淑娟【期刊名称】《《机械工程师》》【年(卷),期】2019(000)011【总页数】3页(P148-150)【关键词】薄煤层; 采煤机; 截割传动部【作者】白淑娟【作者单位】河北天择重型机械有限公司河北邯郸056201【正文语种】中文【中图分类】TD421.630 引言截割传动部作为采煤机的关键部件之一，其消耗的功率占到采煤机整机装机功率的80%～90%，要求其具有高的强度、刚度和可靠性，截割传动部的性能直接决定了采煤机整机的性能，所以在采煤机的设计中占有举足轻重的地位。
截割功率的大小也直接决定着采煤机生产效率的大小以及对地质条件的适应性，尤其在薄煤层采煤机的设计过程中，机面高度、装机功率、过煤空间三者之间的矛盾一直困扰着广大工程技术人员。
一般情况下，如果机面高度减小，则装机功率和过煤空间也会相应地减小。
但是我们希望的结果是：机面高度小的同时装机功率和过煤空间尽量大。
如果采用常规的机身布置形式，目前我公司的薄煤层采煤机截割传动部的功率为132 kW，采煤机牵引速度只能达到3 m/min左右，已难以适应集团公司对高产高效薄煤层工作面的要求。
本文对薄煤层采煤机的截割传动部进行了创新性设计，研制了机面高度为700 mm，截割功率为200 kW的薄煤层采煤机截割传动部，在机面高度、装机功率、过煤空间三者之间找到了一个相对平衡点。
1 采煤机总体布置该采煤机为适应集团公司现有刮板机的配套要求而采用了骑刮板机槽帮的布置方式，截割传动部布置在刮板机溜槽正上方，与现有中厚煤层采煤机布置形式类似，如图1所示。
这样的布置形式，机面高度H主要受截割电动机直径的影响，由图1可得：式中：H为机面高度；H1为机身厚度；H2为机身与刮板机槽帮间隙。
H2的值以满足刮板机槽帮在垂直方向的弯曲时采煤机不与其干涉为准，以采煤机机身支撑跨度3000 mm，刮板机槽帮长度1500 mm，刮板机槽帮垂直弯曲3°为例计算可得：图1 总体布置形式1.采煤机机身 2.刮板机所以，H2的最小应为80 mm较为合适，由式（1）可知，H1的值最大可为430 mm。
采煤机滚筒截割过程仿真及试验研究
采煤机滚筒截割过程仿真及试验研究董泽【期刊名称】《《机械管理开发》》【年(卷),期】2019(034)008【总页数】3页(P66-67,69)【关键词】煤矿; 采煤机; 滚筒; 截割【作者】董泽【作者单位】山西宏厦第一建设有限责任公司山西阳泉045000【正文语种】中文【中图分类】TD421.6引言采煤机滚筒在煤矿截割过程中，会因井下环境的不断变化、开采煤石的硬度及作业时间的长度等因素而出现受力不断波动变化的现象，在后期运行过程中，极容易出现各类故障，影响着采煤机的开采效率及井下作业安全，因此，掌握滚筒的截割规律及作用力变化情况至关重要。
1 采煤机滚筒截割研究主要考虑因素开展采煤机滚筒截割过程的仿真研究及试验研究的目的主要是为了准确模拟滚筒实际的运行情况，找到其截割过程的运行规律及存在问题。
因此，在开展其仿真及试验研究过程时，需注重考虑如下主要因素：1）所建立滚筒的各项结构参数需与实际产品相吻合，所建立的滚筒直径、叶片数量及角度、滚筒截齿截线距等参数需通过理论公式进行计算，且需满足相应的法规要求；2）滚筒的各项运动参数，如牵引速度、滚筒转动速度等需与实际运动情况基本吻合，且尽量调节至极限值附近开展相关研究；3）采煤机滚筒截割煤层时，需考虑煤矿的强度、普氏坚硬系数等参数，保证所选用的煤矿符合大部分煤层中矿石材料属性；4）要求施加在滚筒上的载荷与实际载荷相当或符合一定的比例关系，而在后期分析计算时，需按照一定的比例进行结果缩小或扩大；5）开展相关研究前，需保证采煤机整体结构性能运行可靠，润滑及控制效果良好等。
2 采煤机滚筒仿真模型建立根据采煤机的结构特点，采用PROE软件，建立了包含叶片、齿座、滚筒、筒毂等结构在内的采煤机滚筒三维模型，而省略了采煤机中螺栓、螺母、销、圆孔、倒角等非关键部件，由此保证了该三维模型在仿真过程中的结果与实际情况更加吻合。
同时，将建立的三维模型导入至LS-DYNA仿真软件中，对滚筒进行前处理。
智慧矿业：薄煤层采煤机自动化截割技术
薄煤层采煤机自动化截割技术自动化截割技术为滚筒采煤机按照预定的截割轨迹进行自动割煤完成截割任务的自动化技术，是自动化综采工艺的核心技术。
随着薄煤层自动化开采的广泛应用，自动化截割技术也取得了长足的发展，衍生出两类自动化截割技术：记忆切割技术与预设截割轨迹技术。
记忆切割技术适用于地质条件相对简单的薄煤层综采工作面；预设截割轨迹技术适用于地质条件相对复杂，构造发育、煤厚变化相对较大的薄煤层综采工作面。
一、记忆截割技术1.技术原理记忆切割技术是目前薄煤层自动化综采工作面最为常用的自动化截割技术。
记忆切割为人工控制采煤机沿工作面煤层先割一刀作为示范刀，控制中心将示范刀内采煤机位置及姿态信息进行记录与存储，在工作面正常开采期间，截割流程由示范刀揭示的采煤机控制指令根据行程传感器采集的采煤机位置进行自动控制，当遇煤岩界面异常点时，采煤机司机根据工作面视频监控系统反馈的信息进行煤岩界面的识别，并对采煤机工况参数进行及时修正，经修正完善的采煤循环，作为记忆切割自动化开采新的示范刀，如图1所示。
图1 采煤机记忆截割技术示意图2.适用条件记忆切割技术实施过程中，记忆参数是由示范刀信息揭露获得的，薄煤层综采工作面地质条件复杂多变，需要频繁更新示范刀的信息实现记忆切割，因此记忆切割技术对地质条件的适应性相对较差，仅适用于煤层顶底板相对平整、煤层倾角、煤层厚度变化小的薄煤层工作面。
3.远程控制记忆切割过程中，采煤机远程控制中心根据采煤机行程传感器采集的采煤机行程，对应示范刀中的采煤机工况信息对采煤机前后滚筒的参数进行记忆调整，同时，借助工作面采煤机定位定姿系统及视频监控系统对记忆截割自动化截割参数进行必要的辅助决策。
4.应用案例某煤矿8812工作面主采8#煤层，煤层厚度1.45~1.8m，平均1.64m，煤厚稳定，工作面选用MG2×160/710-AWD型滚筒采煤机，工作面采用自动化综采工艺，利用记忆切割自动化割煤技术。
采煤机截割部行星机构关键零件疲劳寿命仿真分析
采煤机截割部行星机构关键零件疲劳寿命仿真分析
郑杨
【期刊名称】《机械管理开发》
【年(卷),期】2024(39)2
【摘要】基于采煤机截割部行星机构关键零件结构特征,介绍一种可实现行星机构关键零件疲劳寿命分析的仿真分析方法。
此方法需先构建采煤机截割部行星机构关键零件刚柔耦合模型,并由此开展行星机构关键零件动力学分析和疲劳寿命分析。
将仿真分析方法应用于工程实践后确认,此种仿真分析方法具有较高的疲劳寿命分析精度。
【总页数】3页(P54-55)
【作者】郑杨
【作者单位】山西西山中煤机械制造有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TD421
【相关文献】
1.采煤机截割部行星架疲劳寿命分析
2.基于载荷重构理论下采煤机截割部行星架疲劳寿命分析
3.基于改进PSO-BP的采煤机截割部行星架疲劳寿命分析及预测
4.采煤机运动参数对截割部行星减速器疲劳寿命的影响分析
5.基于机电耦合动力学的采煤机截割部行星架疲劳寿命分析及优化
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。