采煤机可靠性有限元分析
基于设计FMEA的矿用车桥壳有限元分析
基于设计FMEA的矿用车桥壳有限元分析摘要:为了提高矿用车桥壳的可靠性和安全性,本文基于设计FMEA方法,结合有限元分析技术,对矿用车桥壳进行分析。
首先对矿用车桥壳的功能和使用条件进行了分析,并通过FMEA方法识别了可能存在的设计缺陷。
然后采用有限元分析对矿用车桥壳进行了模拟计算,得到了其受力状态和应力分布情况。
最后,根据分析结果提出了相应的改进措施,以提高矿用车桥壳的可靠性和安全性。
关键词:设计FMEA、矿用车桥壳、有限元分析、可靠性、安全性正文:一、引言矿用车桥壳是矿用车的主要部件之一,其可靠性和安全性对于整个矿用车的运行都具有重要的影响。
为了确保矿用车的安全运行,需要对矿用车桥壳进行可靠性和安全性分析,寻找可能存在的设计缺陷,并提出相应的改进措施。
二、设计FMEA方法FMEA(故障模式及影响分析)是一种通过对系统或组件的功能和使用条件进行分析,识别可能存在的设计缺陷,并采取相应的措施预防故障的方法。
在矿用车桥壳的分析中,FMEA方法可以帮助分析人员识别可能存在的设计缺陷,从而提出相应的改进措施。
具体步骤如下:(1)明确矿用车桥壳的功能和使用条件。
(2)识别可能存在的故障模式及其严重程度。
(3)分析故障模式的根本原因。
(4)提出相应的改进措施,加以实施和验证。
三、有限元分析技术有限元分析是一种通过数值方法解决实际工程问题的方法。
在矿用车桥壳的分析中,有限元分析可以对其受力状态和应力分布情况进行模拟计算,为确定故障原因和提出改进措施提供支持。
具体步骤如下:(1)建立矿用车桥壳的有限元模型,并进行网格划分。
(2)参考矿用车的使用条件,施加相应的荷载、边界条件等。
(3)进行有限元分析计算,得出矿用车桥壳的受力状态和应力分布情况。
四、案例分析以某矿用车桥壳为例,采用设计FMEA方法和有限元分析技术进行分析。
首先,明确矿用车桥壳的主要功能是承受载重和传递动力,在恶劣的工作环境下保持稳定运行。
其次,通过FMEA方法识别了可能存在的设计缺陷,如连接结构强度不足、材料性能不合格等。
基于有限元的采煤机CST齿轮传动系统仿真分析
作用 , 产 生 额 外 冲击 4 , 使其 工 作 稳 定 性 下 降。 C S T传输装置在大型带式输送机上的作用是驱动设 备开始以及停止工作过程中将系统的惯性力降到最
小, 并 在 超载 或 冲击载 荷作 用下 进行 协调 , 保 证 系统 稳定 运行 , 减少 故 障发 生 J 。 目前 采 用 较 多 的可控
损失 , 对 齿 轮传 动 系统 的振 动 特 性 进行 研 究 具 有 重
要 实际 意义 。本 文在 刮板 输送 机智 能 驱动 系统 开发 方案 的支持 下 , 对 可 控 软 启 动 齿 轮 箱 的振 动特 性 进
行研究 , 了解其振动特性 , 以期在实际工作中采取措
施, 减 小振动、 冲击 载 荷 等 对 C S T减 速 器 整 机 运 行
市长治县。 1 9 5
图1 C S T齿 轮传 动系统整体装配模型
总第 5 7 8期
现 代矿 业
2 0 1 7年 6月第 6期
表 2 各级传动轴参数 的理论计算结果
2 静力学分析
齿 轮传 动 的主 要受 力部 件包 括一 、 二、 三 级齿 轮 传 动及 太 阳轮 、 行 星轮 、 行 星架 、 轴 及 轴 承 等 。在 工 作 过程 中电机 带动 输 入 伞 齿 轮 启 动 , 电机 输 出转 速 为 1 4 8 0 r / s 。对各 级 齿 轮进 行 受 力 分 析 , 计 算 出各
重物 坠 落 , 刮 板输 送 机 在 工作 过程 中受 到 冲 击 载 荷
装配功能建立整个系统的三维模型。其 中主要建立 的实体模型包 括第一级伞齿 轮、 第二 、 第三级斜 齿 轮, 太 阳轮 , 行星 轮 , 内齿 圈 以及 各级 轴类 零件 。
不同工况下采煤机摇臂壳体静力学的分析
引言采煤机是进行煤矿综采的重要设备,我国有大量的煤矿采用采煤机进行自动化作业,采煤机工作的稳定性对我国煤炭开采的效率和产量均具有重要的影响。
由于采煤机在井下作业环境的复杂性,对于采煤机的设计使用往往采用较大的冗余度来保证采煤机的可靠性,这种方式容易造成采煤机的结构过于笨重,造成了采煤机生产成本的增加及资源的浪费[1]。
随着计算机技术的不断发展,采用CAE 技术进行采煤机等各类采煤机械的设计成为主流。
采用CAE 技术对采煤机的结构进行仿真分析,可以提高采煤机设计的稳定性,同时,针对采煤机的结构进行特定的分析,可以优化采煤机的结构,避免资源的浪费,降低采煤机的制造成本。
1采煤机摇臂壳体的建模采煤机进行作业时,由摇臂和滚筒组成截割机构,截割机构通过滚筒的旋转实现对煤层的切割,而摇臂依据煤层的不同对滚筒的位置进行调节,改变滚筒的姿态,最大程度地提升截割的效率。
采煤机摇臂对滚筒的调节通过安装在摇臂壳体上的减速器及传动机构实现,摇臂壳体作为主要的承载部件,同时对减速器、传动系统及密封件等进行支撑。
摇臂壳体的性能对于摇臂的调节作用具有重要的影响[2],是采煤机的关键零部件,并且由于壳体的承载较大,是采煤机的易损零部件,因此,在设计过程中,对于摇臂壳体常采用较大的安全系数来保证壳体的稳定性。
由于采煤机摇臂壳体的结构对采煤机截割机构的截割效率及性能具有重要的影响,因此,对于摇臂壳体的受力进行仿真分析[3],并对壳体的结构进行优化设计十分必要。
摇臂壳体采用主体和板件焊接而成,对壳体的结构进行建模分析,由于摇臂壳体的结构较为复杂,在建模过程中,要对壳体的结构进行一定的简化。
由于焊缝处的强度和板件一致,在建模过程中,忽略焊缝的影响,并对于壳体的细小结构进行简化处理,采用SolidWorks 进行壳体三维模型的建立,得到摇臂壳体的模型如图1所示。
建立摇臂壳体的三维模型之后,将其导入到有限元分析软件ANSYS Workbench 中进行静力学分析。
基于ANSYS的采煤机摇臂有限元分析
图 3 摇臂俯视应力图 图 4 摇臂仰视应力图
图 5 摇臂形变图
0.00
1 000.00(mm)
500.00
以上方法具有方便、简单、产品开发周期短、产 品开发成本低的优点,可用于指导采煤机摇臂结构
图 2 摇臂载荷与约束图
的优化设计。
5 结果与分析 通过图 3、 图 4 可以看出摇臂应力主要集中在
煤壁侧,且在法兰盘的根部及电机的根部出现较大 的应力。 因此在设计中可以适当考虑改善局部结
第 32 卷第 11 期 2011 年 11 月
煤矿机械 Coal Mine Machinery
Vol.32No.11 Nov. 2011
基于 ANSYS 的采煤机摇臂有限元分析
戴玉龙 1, 王翠华 2, 贾安鹏 1, 孟令一 3, 常 纯 1 (1. 三一重型装备有限公司, 沈阳 110027; 2. 沈阳化工大学,沈阳 110142; 3. 沈阳新松机器人自动化股份有限公司,
重介质旋流器磨损机理分析及应用 *
李 坤, 李雪斌 (安徽理工大学, 安徽 淮南 232001)
摘 要: 从磨损机理出发, 分析了旋流场内分散相颗粒的受力情况以及各种参数对磨损的影 响,提出结构优化设计方法,以期减少旋流器的磨损。
关键词: 重介质旋流器; 磨损; 分散相颗粒; 受力; 优化 中图分类号: TD455 文献标志码: B 文章编号: 1003 - 0794(2011)11 - 0111 - 03
110142, China; 3. Shenyang Sinsun Robot & Automation Co., Ltd., Shenyang 110168, China)
Abstract: Stress analysis about rocker -arm of shearer when it is working is carried out with finite element method in ANSYS Workbench software in this present work, through which stress contours and total deformation contours are obtained. Based on analytical results, some problems in its design are pointed out, which can provide intuitionistic base for the structure optimization of shearer rocker-arm. Key words: rocker-arm of shearer; load caculation; finite element analysis
采煤机螺旋滚筒振动可靠性分析
采煤机螺旋滚筒振动可靠性分析
1. 引言
采煤机螺旋滚筒是采煤机的重要部件,用于破碎和输送煤炭。
螺旋滚筒的振动可靠性
分析对于提高采煤机的工作效率和可靠性具有重要意义。
2. 振动可靠性分析方法
振动可靠性分析可以采用故障树分析(FTA)和可靠性块图分析等方法。
故障树分析是一种根据系统故障逻辑关系和故障事件概率计算系统故障概率的方法。
可靠性块图分析是
一种根据系统部件可靠性参数计算系统可靠性的方法。
3. 螺旋滚筒故障模式与效应分析
螺旋滚筒的故障模式常见有轴承故障、齿轮故障和连接件故障等。
轴承故障会导致螺
旋滚筒振动加剧、温升过高和噪音增大等问题;齿轮故障会导致螺旋滚筒传动不稳定和齿
轮破损等问题;连接件故障会导致螺旋滚筒断裂和脱落等问题。
4. 振动可靠性分析实例
以轴承故障为例,使用故障树分析方法进行振动可靠性分析。
首先确定轴承故障的基
本事件和组合事件,然后根据轴承故障的排他关系和故障发生概率计算轴承故障的概率。
最后根据轴承故障对螺旋滚筒振动的影响,计算螺旋滚筒振动的可靠性指标。
5. 结论
采煤机螺旋滚筒振动可靠性分析是提高采煤机工作效率和可靠性的关键步骤。
通过对
螺旋滚筒故障模式与效应的分析,可以确定振动可靠性分析的重点和方法。
实例分析表明,振动可靠性分析对于预测和预防采煤机螺旋滚筒故障具有重要意义。
注:以上为模拟结果,仅供参考,实际情况可能有所差异。
采煤机螺旋滚筒振动可靠性分析
采煤机螺旋滚筒振动可靠性分析
采煤机螺旋滚筒是采煤过程中的关键部件之一,其振动可靠性直接影响采煤机的工作
效率和安全稳定性。
本文结合采煤机螺旋滚筒的结构及工作原理,对其振动可靠性展开分
析和研究。
1. 采煤机螺旋滚筒的结构和工作原理
采煤机螺旋滚筒是由螺旋叶片和圆柱形滚筒组成的,滚筒的中心轴线与煤层倾角相同。
当采煤机正常工作时,螺旋叶片旋转推进煤炭,使其向采下方向运输,同时滚筒的轴线向
前推进,保证采煤机顺利行进。
由于煤炭粘着性大,容易附着在螺旋叶片和滚筒表面,形
成重心偏移,引起螺旋滚筒的振动,进而影响采煤机的工作效率和稳定性。
(1)动态分析法
采用有限元分析(FEA)对采煤机螺旋滚筒进行动态分析,得出其自然频率和振型特征。
在此基础上,对滚筒振型的主要特征进行识别和优化,采取一定的结构改进措施,如
加装防振垫等,提高螺旋滚筒的抗振能力。
(2)振动测试法
借助振动测试仪进行采煤机螺旋滚筒的振动测试,了解其振动频率、振动幅值和振动
模式等参数,为采取针对性的振动控制措施提供依据。
(3)煤层数据分析法
通过对煤层数据进行分析和处理,得出煤层的物理性质和煤层固结状态等参数,为采
煤机螺旋滚筒的工作提供参考依据,减少对螺旋滚筒的冲击和磨损。
3. 结论
采煤机螺旋滚筒的振动可靠性是采煤机工作的重要因素之一,需要进行全面分析和研究,采用不同的方法和措施进行振动控制与优化,减少螺旋滚筒在工作过程中的振动和失效,提高采煤机的工作效率和稳定性,保障采煤机的安全稳定运行。
薄煤层采煤机可靠性的分析与疲劳寿命的预测
引言采煤机工作的可靠性主要受壳体部件影响,壳体部件是采煤机的薄弱环节,以往的设计方法主要依靠设计经验对其尺寸和结构进行设计,容易出现偏差,影响其工作可靠性和使用寿命。
近年来,随着信息技术的发展,基于虚拟机技术对其壳体进行设计得到了广泛应用,其可以有效提高设计效果[1]。
在设计过程中,首先要对采煤机的可靠性和疲劳寿命进行分析预测,从而保证设计的合理性。
1薄煤层采煤机的可靠性分析采煤机壳体是牵引部件和液压部件的重要载体,对摇臂工作起到支撑作用,是采煤机设计的关键。
薄煤层采煤机整体结构存在刚柔耦合性,在其截割煤壁过程中,刚性构建与柔性构建分别发生大位移运动和小变形运动,且两者之间相互影响,发生强烈耦合作用[2]。
采煤机壳体主要分为牵引部壳体和摇臂壳体两部分,在两者的平面图上建立惯性坐标系,如图1所示。
图1惯性向量坐标系则牵引部壳体某点P的位置矢量可以表示为r p=b0+A(s p+u p)。
其中:b0是惯性坐标系到局部坐标系的位置矢量,A是局部坐标系到惯性坐标系的变换矩阵,s p是壳体未变形的P点位置向量,u p是相对变形量。
可以由该式推导出P点的速度表达式,进而推导出其广义坐标形式,将其与重力势能、广义刚度矩阵以及能量损耗函数带入Lagrange方程,可以得到该系统运动微分方程,在此基础上,计算其牵引阻力,并进行动力仿真分析。
在采煤机设计过程中,牵引阻力是一个重要工作参数,主要根据煤层物理机械性质、采煤机自重、工作面倾角、销轨摩擦阻力以及侧向力等进行确定。
其中,采煤机的自重以及外荷载是其重要决定因素。
在计算采煤机所要克服的牵引阻力时,除了上述参数,还要考虑到滚筒的推进阻力和采煤机的截割阻力。
销轨摩擦系数一般取0.18,经验系数取0.6~0.8,工作面倾角为0°~16°。
若采煤机移动部分质量取190kN,通过计算可得,牵引阻力的最大值为202.904kN,最小值为177.551kN。
采煤机的失效分析与可靠性保证措施
采煤机的失效分析与可靠性保证措施本文针对矿井采煤机使用过程中存在的可靠性低的问题,对采煤机进行了结构分析。
在整机分析的基础上,通过MATLAB软件绘制了采煤机的可靠性数据直方图,分析了故障集中区间。
通过失效分析得出了采煤机失效的最薄弱环节,对失效率较高部位进行了有限元分析,并提出可靠性保证措施,为采煤机的设计制造提供了理论参考。
标签:采煤机;失效分析;可靠性;措施1 引言矿山机械当中的各种设备包括:采煤机和掘进机上的截齿、齿座、截盘、滚筒,绞车、运输机、采煤机上的齿轮,刮板运输机的中部槽、刮板、链条、链轮,煤车轴、皮带托辊,提升钢丝绳,液压支架的阀门、缸体和柱塞,煤水泵、泥浆泵及其输送管道,选煤厂的破碎机、溜煤槽、斗子链板、筛子板、挖掘机斗齿、装岩机溜槽以及钢轨、钎钢,这些设备磨耗失效的速度和范围是十分惊人的。
采煤机是煤矿开采的主要设备,它承担着原煤生产的关键任务。
2 采煤机整机可靠性分析采煤机工作过程中某一零部件损坏就可能使采煤机停止工作,采煤机整机系统包括多个子系统,比如牵引部或截割部系统等等。
2.1 刚柔耦合体系动力学分析采煤机壳体是牵引部件和液压部件的重要载体,对摇臂工作起到支撑作用,是采煤机设计的关键。
采煤机整体结构存在刚柔耦合性,在其截割煤壁过程中,刚性构建与柔性构建分别发生大位移运动和小变形运动,且两者之间相互影响,发生强烈耦合作用[2]。
采煤机壳体主要分为牵引部壳体和摇臂壳体两部分,在两者的平面图上建立惯性坐标系,如图1所示:则牵引部壳体某点P的位置矢量可以表示为r p=b0 +A(s p+up )。
其中:b 0 是惯性坐标系到局部坐标系的位置矢量,A 是局部坐标系到惯性坐标系的变换矩阵,s p 是壳体未变形的P 点位置向量,u p 是相对变形量。
可以由该式推导出P 点的速度表达式,进而推导出其广义坐标形式,将其与重力势能、广义刚度矩阵以及能量损耗函数带入Lagrange 方程,可以得到该系统运动微分方程,在此基础上,计算其牵引阻力,并进行动力仿真分析。
新型薄煤层采煤机行星架的可靠性分析
新型薄煤层采煤机行星架的可靠性分析随着科技的不断发展,新型薄煤层采煤机已经取代了传统的采煤机,成为煤炭开采的重要设备。
其中行星架作为新型薄煤层采煤机的核心部件之一,其可靠性对于煤炭开采的安全和效率都有着至关重要的作用。
行星架是指由减速器、行星架齿轮、行星轮、太阳轮等部件组成的一种机械传动件。
在薄煤层采煤机中,行星架被广泛应用于采煤机的传动系统中,承担着坚固和稳定的责任。
因此,行星架的可靠性直接影响着薄煤层采煤机的工作效率和工作寿命。
首先,了解行星架的工作原理对于提高行星架的可靠性非常重要。
在工作中,行星架会受到非常大的负载和振动,需要承受极高的压力。
行星架齿轮主要承受传递负载,同时需具有耐磨、抗疲劳等性能。
行星轮又是整个行星架的核心部件,必须具有优异的转动精度和高强度。
太阳轮则是整个传动系统的动力输出端,需要具有非常高的稳定性和可靠性。
其次,在保证行星架齿轮、行星轮、太阳轮的材料质量和生产工艺的基础上,加强日常维护和保养也是非常重要的。
每天对行星架进行检查和保养,及时处理一些小故障,如紧固螺栓松动、齿轮磨损等,以避免一些小问题演变成大问题,保证行星架的正常使用寿命。
最后,进行动态检测和状态监控是提高行星架可靠性的重要手段。
在行星架正常工作时,通过振动传感器、温度传感器等进行数据采集和分析,可以实时了解行星架的工作状态,及时进行故障诊断和排除,并能提前预测部件的寿命和故障预警,对保证设备的安全运行和提高工作效率意义重大。
综上所述,行星架是新型薄煤层采煤机的核心部件之一,在薄煤层采煤过程中,保证行星架的可靠性对于提高采煤机的工作效率和降低故障率非常重要。
因此,加强日常维护和保养,进行状态监控和动态检测,以及注重行星架材料质量和生产工艺,是提高行星架可靠性的有效方法。
一般来说,行星架的可靠性可以通过以下指标进行分析:1. 材料强度:行星架齿轮、行星轮、太阳轮等部件的材料应具有足够的强度和刚度,能够承受传递负载,并保证传动系统的稳定性和安全性。
采煤机螺旋滚筒振动可靠性分析
采煤机螺旋滚筒振动可靠性分析采煤机是煤矿企业中的重要设备之一,主要用于采矿作业。
采煤机的核心部件是螺旋滚筒,它主要负责将煤炭从煤层中采出。
螺旋滚筒振动可靠性分析是对采煤机的螺旋滚筒在工作过程中的振动情况进行评估和分析,以确保采煤机的稳定运行。
螺旋滚筒振动可靠性分析需要从以下几个方面进行考虑:1. 螺旋滚筒结构设计的可靠性:螺旋滚筒的结构设计需要满足一定的强度和刚度要求,以承受采矿过程中的冲击和振动载荷。
需要对螺旋滚筒的结构进行有限元分析,评估其在实际工作条件下的应力和变形情况,确保其结构设计的合理性和可靠性。
2. 螺旋滚筒制造过程的可靠性:螺旋滚筒的制造过程需要保证其制造质量,以确保其在实际工作条件下不会出现断裂或其他质量问题。
需要对螺旋滚筒的制造过程进行质量控制,包括对材料的选择和处理、工艺参数的控制等,以确保螺旋滚筒的质量可靠性。
3. 螺旋滚筒运行状态的可靠性:螺旋滚筒在工作过程中会受到严重的振动和冲击载荷,因此需要对其运行状态进行实时监测和评估。
可以采用振动传感器等设备对螺旋滚筒的振动情况进行监测,以评估其振动水平和频率谱等指标,判断是否存在振动异常,并及时采取措施进行修复和维护,以确保螺旋滚筒的可靠运行。
4. 螺旋滚筒维护与修复的可靠性:螺旋滚筒的维护和修复工作对于保证其可靠性和稳定性至关重要。
需要制定相应的维护计划和维护标准,包括对螺旋滚筒的润滑、清洁和表面处理等工作,以及对螺旋滚筒的定期检查和故障排除等工作,以确保螺旋滚筒的可靠性和稳定性。
螺旋滚筒振动可靠性分析是对采煤机的螺旋滚筒在工作过程中的振动情况进行评估和分析的重要工作。
通过对螺旋滚筒的结构设计、制造过程、运行状态和维护与修复等方面进行分析和评估,可以确保螺旋滚筒的可靠运行,提高采煤机的工作效率和安全性。
还可以为螺旋滚筒的进一步改进和优化提供参考和依据。
采煤机行走轮的参数建模与有限元分析
有极重要的意义。
92
(李剑峰)
407 A Max 362.23 316.87 271.6
226.33 181.07
3 渐开线-摆线复合齿轮的性能分析
普通摆线齿轮由内摆线和外摆线构成,在节圆
处的曲率半径为零,使得齿轮在节点附近的接触应
力较大。 同时轮齿的弯曲疲劳强度,以齿根处为最
弱。 所以导致了采煤机行走轮常出现齿面点蚀、磨
图 4 节圆附近齿面接触应力图
室。 新增无功补偿装置从调节手段上进行了突破,不采用电容器投切,改用调节电容器两端电压来改变输出容量,解决了电
容器运行中过电压和涌流等问题,将滞后调节改为实时调节,以电压无功自动调节装置的推广应用把电压无功管理水平大
大提高。 该厂采用电压型无功补偿后,不仅可降低输出电流、减少线损,能适时调节供电功率因数,对安全运行和经济运行
kv配电室无空余位置kv联络母线通过专用开关由电缆接到一楼电容器新增无功补偿装置从调节手段上进行了突破不采用电容器投切改用调节电容器两端电压来改变输出容量解决了电容器运行中过电压和涌流等问题将滞后调节改为实时调节以电压无功自动调节装置的推广应用把电压无功管理水平大大提高
第 32 卷第 05 期 2011 年 05 月
啮合,其产生的接触应力较大,易造成齿面点蚀、磨
δd— ——内摆线相对齿廓初始角 δ 的偏转角;
损和轮齿断裂现象。 所以有人提出使用渐开线-摆
rd— — — 内 滚 圆 半 径 。
线复合齿轮。
齿廓中部渐开线弧 BC 的方程
1 渐开线-摆线复合齿廓的形成原理
x=-Rbsin(tan α-invαk-δ)+Rbtan αcos(tan α-invαk-δ)
煤矿机械 Coal Mine Machinery
有限元分析在煤矿机械设计中的问题与对策
在 相关 的机 械 设 计 中有 限元 分 析 法 凭 借 着 自 身 的优 势 有 着广 泛 的应 用 , 并 且 在 当前 计 算技 术 和 数 据处 理 分 析技 术 不 断发 展 的 帮助 下 , 有 限元 分 析 法 在各 类 机 械工 程 设计 中发 挥 了重要 的作 用 , 对 于 其 中各类 复 杂 问题 的解 决 有着很 大 功劳 。如在外 部
处理 , 然后 对 单元 格 进 行划 分 , 之 后依 次 对 几何 、 材
料 特性 、 接触 、 边界条件 、 载荷状况 、 作 业 和 单 元 类
型进 行定 义 。在 这个 过程 中相 关人 员一 定要 对边 界
素 ,然后 将一 个假 定 的简单 的近 似解 匹配 给 每一单 元 ,在 此基础 上 对这个 域 的总 的满 足条件 进行 求解 推导, 就 可 以将 问题 的解 求 出。 在有 限元 分析 法基础 上 的求解 并不 是得 到 的准确 值 ,而是 得 到一类 近似
条件 和 单 元格 给 予更 多 的重视 , 因为 这 两个 因素 能 够 直接 影 响 到有 限元 分 析 的最 终 结果 , 而且 在 分 析 的过 程 中不 同方 法 的 使 用 也 会 对 最 终 的结 果 产 生
收 稿 日期 : 2 0 1 5 - 0 7 — 1 6
作者简介 : 王远东 ( 1 9 8 5 一 ) , 男, 山西晋城人 , 晋煤集团赵庄煤业 助理T程 师。
5 3
山西煤炭 管理 干部 学 院学报 影响 , 但 是 在 软件 、 建 模 方 面 是 不 会 对 结 果 产 生 影 析在 相关 的工 程设计 和 管理 中的应 用可 靠性 ,和 对 实 际情况 的适用 性 。 在分 析有 限元理论 的基 础上 , 并 总结 相 关 的机 械 设 计 过 程 中有 限 元 分 析 的 实 际 应 用 ,笔者 将有 限元 分析 应用 过程 中 的实 际 问题总 结
国产大功率采煤机摇臂CAE分析
国产大功率采煤机摇臂CAE分析作者:吴彦摘要:通过对正在研制中的MG750/1800-WD型采煤机摇臂进行了有限元分析,得出了该采煤机摇臂在不同位置、不同工况的应力、应变规律,摸清了摇臂危险截面、极限工况、极限载荷和极限应力,提出了摇臂承载能力的优化方案。
同时还对摇臂壳体固有频率、各阶振型、动力性能进行了探索性分析研究。
关键词:采煤机;有限元分析;动力学分析我国现行采煤机摇臂壳体的设计基本上都采用传统的设计方法:根据经验和以往设计实例设计人员在纸面上设计所需的产品,根据小功率采煤机摇臂尺寸适当加大来设计更大功率的采煤机摇臂,如果出现问题或不满足预定设计要求的情况,就要修改设计,这在现实设计中确实出现了许多的问题。
随着采煤机装机功率越来越大,单纯依靠经验,根据小型机器设计大功率机器和加大安全系数的方法,往往使设计产品的尺寸越来越大,结构的应力分布、变形分布、内力分布也很难得到合理保证。
然而通过对采煤机摇臂进行有限元分析,可以得出采煤机摇臂壳体在不同位置、不同工况的应力、应变规律,摸清其危险截面、极限工况、极限载荷和极限应力,提出摇臂承载能力的优化方案。
同时还可以对摇臂壳体固有频率、各阶振型、动力性能进行探索性分析研究。
应用该技术可以在产品设计阶段预测产品质量,使产品在投入生产之前进行优化以提高产品质量,从而缩短产品开发周期,进而降低开发成本,提高市场竞争力。
1滚筒负荷计算程序编制由于煤岩机械性质的特殊,刀具在截割过程中受较大的动载,且具有随机性,用解析方法精确计算刀具受力有着很大的困难。
滚筒随机负荷包含确定性成分,这使得我们可以以经验公式加以估算。
前苏联曾制定了计算刀具受力的行业标准(OCT12.47.001-73),就目前而言,是比较完善的,且已被广泛应用。
结合上海分院1990年编制的《采煤机螺旋滚筒的参数优化、装载效率及滚筒载荷计算》,来建立滚筒负荷数据模型。
滚筒某一瞬时的负荷是指在该瞬时同时参与截割的截齿负荷的叠加,以双滚筒为例,该滚筒总截齿数为np,滚筒上截齿A(前滚筒,后滚筒为A′)所处位置为初始截割位置,如图1所示。
采煤机滚筒座有限元分析及优化[权威资料]
采煤机滚筒座有限元分析及优化摘要:本文应用软件UG NX7.5对采煤机滚筒座进行了有限元静力分析,得到了滚筒座在采煤机满载作用下的应力分布,对滚筒座的强度进行了校核,并对其结构进行了优化。
本文对滚筒座等零件及其采煤机的设计具有较大的借鉴意义。
Abstract: The FEA for cutting drum holder is taken by the software UG NX7.5 in this paper. The stress distribution of the driving wheel has been obtained. The strength of the cutting drum holder has been checked, and its structure is optimized. This paper will be helpful for the research of the shearer and the parts like cutting drum.关键词:采煤机;滚筒座;有限元分析;优化Key words: shearer;cutting drum holder;finite element analysis;optimizingTD421 A 1006-4311(2015)19-0150-020 引言滚筒是采煤机截割煤壁的主要执行部件,滚筒座是滚筒与摇臂内行星减速装置之间的联接零件,在采煤过程中起着极其重要的作用。
采煤机截割煤壁时受冲击较大,滚筒座所能承受载荷强度的大小,直接影响滚筒是否能正常运转,而滚筒座确切的受力位置及大小却不知道。
为了校验滚筒座在采煤机满载作用下的受力与变形情况,本文应用软件UG NX7.5对滚筒座进行了高级有限元静力分析,并根据分析结果对其结构进行了优化。
1 有限元模型的建立1.1 建立三维实体模型 700kW采煤机摇臂由电动机驱动,经过减速传动装置,将扭矩和力通过滚筒座传递到滚筒,从而驱动滚筒截割煤壁,其机械传动原理如图1所示。
大采高采煤机行走部关键零部件有限元分析
大采高采煤机行走部关键零部件有限元分析雷美荣【摘要】针对采煤机行走部工作环境恶劣,受力较复杂的特点,在分析行走轮和导向滑靴破坏的基础之上,对行走轮和导向滑靴进行有限元分析.结果证明了行走轮和导向滑靴的可靠性与安全性,为采煤机的关键零部件的合理设计提供了一种成本低廉、高效实用的方法.【期刊名称】《山西冶金》【年(卷),期】2016(039)004【总页数】3页(P17-19)【关键词】行走轮;导向滑靴;有限元【作者】雷美荣【作者单位】山西大同大学煤炭工程学院, 山西大同037003【正文语种】中文【中图分类】TD421.6采煤机行走部主要担负着采煤机工作时的移动任务[1-2],其工作环境恶劣,受力也比较复杂,导致采煤机行走步是故障的多发部位[3-5]。
采煤机行走部的性能如果不能保障,采煤机其他功能便不能很好地发挥它的作用。
行走部包括三部分:行走机构,行走调速装置,行走传动装置。
其中行走机构是采煤机行走部的执行机构。
直接影响着采煤机的运行状态,一旦出现问题,整个采煤机的运行将停下来,严重影响采煤的进度和生产效率。
现代长壁工作面采煤机大多采用行走轮与销排啮合实现行走,其关键的零部件就是行走轮和导向滑靴。
本文将利用ANSYS软件对同煤集团某大采高采煤机的行走轮和导向滑靴进行有限元分析,验证其可靠性和安全性。
行走部上的驱动轮经齿轨轮与刮板输送机上齿条相互啮合,使采煤机得以移动[6],齿轨轮如果出现故障,整个采煤机将停止运行,因此需要对行走齿轮做强度分析。
如图1所示为采煤机行走齿轮实物图,首先建模,如图2所示。
将保存格式设置为igs格式,导入到ANSYS中。
对导入中的图像做布尔操作,然后选择Preprocessor,接着选择Modeling命令对该图进行处理。
处理完之后就可以选单元类型,选择命令如图3所示。
然后输入材料的弹性模量为2.1e+11,泊松比为0.27。
当这些参数都输入完整后,对行走齿轮做网格划分。
MG2X150/700-WD采煤机摇臂传动系统行星架有限元分析
式中 l, 一 。l 行星架一侧两轴孔的深度 : d , d 一行 星架一侧 两 轴孔 的直径 则 每侧轴 孔半 面 的切 向应力 :
仃2=F / t A2:8. 48MPa
二 、有 限元模 拟分 析
A S A软件是集成 结构 , 流体 、 NY 热、 电磁 场、 声 场和耦合 场分析于一体 的大 型通 用有 限元 分析软 件 。A S S用 户遍 布 于 机 械 、 空 航 天 、 源 、 通 NY 航 能 交 运输 、 土木 建 筑 、 利 、 水 电子 、 物 、 学 和 教 学 科 研 生 医 等众 多领 域 。
采煤机 行星架 有 限元分析
关键词
由于 采煤 机工 作 条 件 恶 劣 , 之 环 境 空 间受 到 加 严 格 限制 , 因而 , 采煤 机工 作 的可 靠 性必 须 得 到 足够 重 视 。从 采 煤 机 部件 受 力来 看 , 工 作 中常 出现 行 在 走 部导 向滑 靴 的破 坏 , 割 部 行 星 机 构 中行 星 架 的 截 损 伤等 问题 。 因此 , 了 提 高 采煤 机 的 技 术 质 量 及 为 保证 采煤 机 工 作 过 程 中 的 可 靠性 , 必 要 对 其 零 件 有 进行 受力 分析 。本 文 针对 M 2 1070一WD型 采 G X 5 /0
煤机摇臂传动系统行 星架进行有 限元模 拟分 析, 该 机采用多 电机驱动 , 横向布置 , 采高 12~ . m, . 2O 机 面高度低 , 装机 功率 大, 具备截割硬煤 、 夹矸 和过断 层 的能力 , 使用条件恶劣 , 对其进行有限元分析具有 定 的代 表 性 。 创 建模 型及 分析 受 力 有 限元模 型是 通过 Poe建 模 ( 1 直 接 导 人 r / 图 ) 而得 , 虑 到施 加 载荷 及 网格 划分 方 便 , 原 有 三维 考 将 图进 行部 分修 改 ( 1 花 键改 为 5个花 键 , 5个 花键 长度 变 为 lO O mm) 完 全 不 会影 响计 算 结果 , 限元 模 型 , 有 如 图 2所 示 。工 作 过 程 中行 星 架 受 两个 扭 矩 作 用 , 个来 自滚筒 , 另一 个来 自摇 臂 内期
采煤机行走轮轴承有限元分析
采煤机行走轮轴承有限元分析发表时间:2014-11-25T15:41:05.560Z 来源:《价值工程》2014年第6月上旬供稿作者:闫炳雷[导读] 当发现回转阻力过大时,应及时停机,检查原因并排除故障。
另外可以采用滚动轴承结构,起动性能好,摩擦阻力小且润滑方便。
The Finite Element Analysis of the Shearer Walking Wheel Bearing闫炳雷YAN Bing-lei曰臧彤ZANG Tong曰文斌WEN Bin(三一重型装备有限公司,沈阳110027)(Sanyi Heavy Equipment Co援,Ltd援,Shenyang 110027,China)摘要院针对采煤机滑动轴承易损坏的问题,通过有限元方法,建立滑动轴承分析模型,得到轴承承载过程中的应力与变形分布趋势,排除了由于机身过重导致滑动轴承损坏的可能。
并根据实际的工况与滑动轴承损坏的形式,分析了滑动轴承损坏的原因,为下一步的改进工作提出了方向。
Abstract: In order to know the broken reason of the shearer sliding bearing, this paper builds the finite element model of the slidingbearing and gets its stress and deformation by ansys workbench. And the paper excludes that it is easy to break due to overweight shearer,analyzes the broken reason according to the actual working and broken condition, and gives the right direction of the further improvement.关键词院采煤机;滑动轴承;润滑;有限元分析Key words: shearer;sliding bearing;lubricate;finite element analysis 中图分类号院TH133.31 文献标识码院A 文章编号院1006-4311(2014)16-0049-020引言轴承作为采煤机行走部的关键部件之一,主要作用是承载机身重量和为行走部的运动提供精确的引导,保证轴的旋转精度,减少轴与支承之间的摩擦和磨损。
基于ANSYS的采煤机截割部壳体有限元分析
r i D=20 / n; 2 4 mm则 m
=
图 2 划分 网格 后 的有 限元 模 型 由于有限元计算 等效应力 , 以重力不加 以考 虑。此采煤机摆角 所 = q K‘ () 2 在 3 0这 个范围 内. 1。 最恶 劣的工况 为摆角为 6。 . 以将截割 阻力 5时 所 式 中 K ——主要与截齿磨损程度有关 的系数 , 般取 Kq0 . 和 推进 阻力 合 成 加 载 后 有 限 元 模 型 上 的 力 为 : 12 . : = 6~ P : 2 3 KN; 9 08这 里 取 08 . .: 6 1 3 N; A 161KN 如 下 图 3所 示 。 0 . K DP = 8 . 0 4 。 代人 ( ) 2 式得 推 进 阻 力 可 由 截 割 阻力 估 算 出 :
1截 割 部 的 受 力分 析 和 模 型 的 建 立 .
11 .采煤机截割部负载计算 在 采煤机零部件 的强度计算 中. 际工况 下截割载荷的确定尤 为 实 关键 。准确的载荷是零部件有限元分析的前 提和基础 。采煤机在 工作 过程中, 随摇臂上下摆动 , 滚筒 以便调节采煤机的截割高度。滚筒 截煤 时, 作用在滚筒上 的主要外力有 : 沿垂直于牵 引速度方向 的集 中截 割 阻力 P ㈤ , : 采煤机牵引方 向相反 的推 进阻力 P ( , 旋滚筒处 于斜 螺 切状态时的轴 向力 △ 。 P㈤ 滚筒的截割阻力 :
【 词】 关键 采煤机 ; 截割部 ; N Y ; A S S 应力
0 l 言 由于工作条件 的不确定性 . 以及截割对象 的特殊性 . 割部可靠 截 性 已成为 目前提高煤矿产量重要制 约因素 . 如何解决 这一问题是 国内 外从事采煤机研究与设 计人 员所 面对 的一大难题 分析截割部壳体的 载荷大小 以及 受力情况与应 力分布 .对于研究 截割部壳体 的结构改 造、 提高其使用寿命和工作可靠 性 、 重要的意义 。为此本文利用 Po rE /
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F U Q u a n , Z H AO H u i — q i n ,WU Z h u a n g - z h i
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