采煤机截割部动力驱动方式与特性研究

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我国薄煤层煤炭储量约占所有可开采储量的20%,但开采量却只占总储量的10%左右,煤炭资源浪费的主要原因是受井下空间狭小等因素的限制,使得薄煤层采煤机截割部大功率、过煤空间和机面高度三者间的矛盾难以解决。目前,薄煤层采煤机截割部采用双电机联合驱动方式已成为首选,其具有机身高度低并且截割功率成倍提高的优势。但在实际应用中,其截割电动机、惰轮和轴承的可靠性较低,所以对采煤机截割部双电机联合驱动系统进行动态特性的研究,具有重要的现实意义。  在分析采煤机截割部双电机联合驱动系统的动力学特性基础上,首先对采煤机的负载特性进行了研究,通过分析单个截齿及整个螺旋滚筒的受力状态,得出采煤机载荷的大小及变化规律。对采煤机螺旋滚筒进行负载分析计算,并建立了截齿和滚筒的力学模型,对滚筒载荷进行仿真模拟,根据仿真结果并结合滚筒工作时的实际情况,将采煤机负载分为四种典型载荷,作为系统动力学分析时确定负载的依据。  在采煤机机械保护系统中,弹性扭矩轴是最重要的零部件之一。弹性扭矩轴可以对系统的动载荷起到缓冲的作用,但系统刚度也会随着它的加入而发生改变,系统的动力学特性亦变化较大。本文通过动态和静态两种设计方式对弹性扭矩轴进行设计,并对某型采煤机进行了动态仿真,得到其弹性刚度的变化对系统动态特性的影响规律,为采煤机截割部双电机并联驱动系统数学模型的建立提供了有利条件。  根据动力学方程,建立了采煤机截割部驱动系统的数学模型和实体模型,应用MATLAB和ADAMS两种软件仿真,并将这两种仿真的结果进行对比分析,最终得出加入弹性扭矩轴的系统刚度和双电动机间连接刚度对系统动态特性的影响规律,为采煤机截割部动力驱动方式的选择与设计提供了理论依据。
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