用三维软件Solid Edge建立MG900/2245-GWD型采煤机调高机构三维模型,接着将其导入ADAMS建立虚拟样机的动力学模型。分析采煤机在固定摇臂倾角运行过程中调高油缸上所受动态力的情况,为采煤机调高机构设计提供参考。

为了准确监测采煤机工作时摇臂内部传动系统的运行状态,提出了一种基于改进模拟退火算法的采煤机摇臂传感器优化配置方法。以MG1000/2500-WD型交流电牵引采煤机摇臂为研究对象,通过对摇臂壳体模态分析获取实验所需的位移模态数据,然后利用改进模拟退火算法对采煤机摇臂的传感器配置进行优化计算,得到优化结果。综合考虑优化结果与采煤机实际作业环境,研究得到合理的传感器配置方案,为采煤机摇臂的传感器配置提供依据。同时,通过仿真实验验证了改进模拟退火算法的收敛性及稳定性均优于传统模拟退火算法。

为研究反馈机构间隙对采煤机液压系统的静态误差及闭环稳定性的影响,分析了4个运动副及其间隙在反馈过程中的相互作用机理,建立了含反馈机构间隙的数字液压缸模型。通过比较间隙的负倒频曲线与线性部分奈奎斯特曲线的位置关系,发现间隙不影响系统稳定性。采用静态分析方法,导出各间隙引起的静态误差表达式,揭示影响静态误差的因素及规律。建立了数字液压缸的AMESim仿真模型并进行了仿真研究。试验验证了理论及仿真分析的正确性。

以120t数字液压缸为研究对象,建立含有反馈机构动力学特性的数字液压缸系统框图。将数字液压缸系统分为五个结构子模块,并深入分析五个结构子模块间的耦合关系,揭示反馈机构对数字液压缸系统的影响。在频域上对系统框图进行简化分析,给出其化简意义。搭建数字液压缸系统的仿真模型,通过仿真从稳定性和快速性两方面研究每步简化对系统的阶跃响应影响。结果表明,电机频宽和丝杠导程变小或者阀芯转动惯量变大,对简化前后数字液压缸性能有较大影响,因此在进行优化设计时应根据实际参数选用合适的简化模型。

井下采煤机摇臂是采煤机械的核心设备,摇臂齿轮传动系统具有重载、齿轮传动难以润滑等特征,其工作可靠性对井下采煤安全和采煤经济效益具有重要影响。为此,针对某型摇臂齿轮传动系统故障特征,通过对传动齿轮断齿和点蚀、轴承磨损和胶合等部位的失效分析,以及润滑油的物理特性试验测试分析,揭示其故障机理。研究结果表明,选用润滑油的物理特性对传动系统具有重要影响,如果其选用和维护不当,易导致润滑油运动黏度无法满足润滑需求,从而引起传动系统发热量过大,造成轴承破坏,齿轮局部过载,发生齿面点蚀和局部断齿,进而导致摇臂齿轮传动系统失效。研究工作为重载齿轮传动系统设计、使用和维护提供了十分有价值的参考。