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采煤机摇臂齿轮系统的典型故障特征动力学研究
1
作者 龚轩 武国胜 +2 位作者 张连军 武泽铭 宋亮亮 《能源与环保》 2025年第5期236-242,共7页
针对采煤机摇臂齿轮系统故障诊断困难、运行效率与安全性有待提高等问题,采用动力学分析方法,通过对7LS06-LW536型采煤机摇臂齿轮传动系统建模,明确模型参数,利用有限元分析确定典型故障类型及状态特征,分析恒载和变载工况下不同故障的... 针对采煤机摇臂齿轮系统故障诊断困难、运行效率与安全性有待提高等问题,采用动力学分析方法,通过对7LS06-LW536型采煤机摇臂齿轮传动系统建模,明确模型参数,利用有限元分析确定典型故障类型及状态特征,分析恒载和变载工况下不同故障的啮合力频域特征,包括裂纹、断齿、点蚀故障等。研究发现故障在频域以行星齿轮啮合频率为载波、相对转动频率为调制频率,可通过边带主频幅值与R(行星齿轮的啮合频率)的比值表征故障程度,得出该系统典型故障特征及相关数据,为后续故障诊断技术的应用提供资料,可作为故障检测系统数据库内容,有助于提升采煤机摇臂齿轮系统运行效率与安全性,改进系统设计。 展开更多
关键词 采煤机 摇臂齿轮 故障分析 动力学分析
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采煤机分体式重型螺旋滚筒结构设计与有限元分析 被引量：4
2
作者 王彦文 梁宝英 王永清 《煤》 2025年第3期60-64,共5页
随着煤炭资源的不断开采,一些老矿井产能提升,需要更换大直径的采煤机滚筒来满足生产需要,但是已有巷道不能满足大直径滚筒的运输要求。针对这一问题,设计了一种采煤机分体式重型螺旋滚筒,利用有限元软件对滚筒进行了动力学分析,并在企... 随着煤炭资源的不断开采,一些老矿井产能提升,需要更换大直径的采煤机滚筒来满足生产需要,但是已有巷道不能满足大直径滚筒的运输要求。针对这一问题,设计了一种采煤机分体式重型螺旋滚筒,利用有限元软件对滚筒进行了动力学分析,并在企业现场进行了工业性试验。试验结果表明:采煤机分体式重型螺旋滚筒结构方案设计合理,工作稳定,性能安全可靠,为后续结构优化设计和改进提供了借鉴。 展开更多
关键词 采煤机 分体式 重型滚筒 有限元分析
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基于旋向的薄煤层采煤机滚筒装煤工艺及性能优化
3
作者 何龙龙 蔡昊骞 +7 位作者 吴悦 陈华 孙连伟 李佳乐 余喆琦 白琪 曹现刚 张旭辉 《西安科技大学学报》 北大核心 2025年第5期925-940,共16页
为解决薄煤层采煤机滚筒在过煤空间狭小情况下装煤效果差的问题,提出一种基于旋向的薄煤层采煤机滚筒装煤工艺及性能优化方法。通过系统分析影响薄煤层采煤机滚筒装煤工艺及性能的关键因素,采用离散元仿真技术建立与实际煤壁条件相似的... 为解决薄煤层采煤机滚筒在过煤空间狭小情况下装煤效果差的问题,提出一种基于旋向的薄煤层采煤机滚筒装煤工艺及性能优化方法。通过系统分析影响薄煤层采煤机滚筒装煤工艺及性能的关键因素,采用离散元仿真技术建立与实际煤壁条件相似的煤壁离散元模型,模拟在截割过程中煤块与煤壁的相互作用;进一步采用单因素分析法和正交试验法对滚筒旋向、螺旋升角、截割深度、滚筒转速、牵引速度等关键参数进行了优化分析,并对某煤矿薄煤层1410工作面的实际采煤机(MG2×200/920)滚筒(φ1 250 mm)装煤工艺进行验证。结果表明:当采用内旋滚筒,配合20°螺旋升角及7 m/min牵引速度等参数组合,可显著改善煤流运动特性,使装煤效率提升至73.6%;优化后的内旋滚筒通过增强煤块抛射效果,减少了摇臂下方的煤块堵塞,有效解决了薄煤层装煤空间受限的难题。该研究为实际工况中滚筒结构与截割工艺提供了验证,增强了薄煤层环境下采煤机滚筒的适应性和作业效率,为提高装煤效率和节约煤炭资源提供了技术支持。 展开更多
关键词 薄煤层 螺旋滚筒 离散元仿真 装煤性能
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基于CNN与改进XGBoost的采煤机健康状态识别 被引量：1
4
作者 张金坡 李曼 +1 位作者 金楠 郑永涛 《煤矿机械》 2025年第2期183-187,共5页
采煤机结构复杂,工作环境恶劣,其健康状态评估比较困难。提出一种基于卷积神经网络(CNN)和改进XGBoost的采煤机健康状态识别方法。结合评估数据时间、参数间相关性,将原始数据重构为矩阵形式作为CNN模型输入,降低了网络的训练难度;针对... 采煤机结构复杂,工作环境恶劣,其健康状态评估比较困难。提出一种基于卷积神经网络(CNN)和改进XGBoost的采煤机健康状态识别方法。结合评估数据时间、参数间相关性,将原始数据重构为矩阵形式作为CNN模型输入,降低了网络的训练难度;针对CNN特征提取优势明显但分类能力有限的问题,利用CNN实现特征提取,并使用分类性能良好的XGBoost模型完成采煤机健康状态识别;针对XGBoost算法最优参数难以获取、专家经验法和网格搜索等常用调参方法容易陷入局部最优等问题,利用乌燕鸥优化算法(STOA)进行XGBoost模型参数优化,提高模型对数据的分析学习能力。利用采煤机仿真数据对该模型进行实验验证,并与其他模型进行对比,结果显示,该模型识别准确度可达98.2%,可为采煤机的状态预知和维护提供理论支持。 展开更多
关键词 采煤机 健康状态识别 CNN STOA XGBoost
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基于参数迁移的摇臂传动系统跨工况故障诊断算法 被引量：3
5
作者 邵文琦 赵梦奇 《煤矿机械》 2025年第1期186-189,共4页
摇臂传动系统在采煤机中扮演着至关重要的角色,直接影响着煤炭生产的效率。针对跨工况迁移故障诊断难题,研究发现源域和目标域的故障数据特征分布相似。为此,提出了一种基于参数迁移的故障诊断模型。该模型采用全局均值池化的迁移卷积... 摇臂传动系统在采煤机中扮演着至关重要的角色,直接影响着煤炭生产的效率。针对跨工况迁移故障诊断难题,研究发现源域和目标域的故障数据特征分布相似。为此,提出了一种基于参数迁移的故障诊断模型。该模型采用全局均值池化的迁移卷积神经网络(TCNNG)模型,能够自动从源域工况数据中提取特征信息。通过参数迁移加微调的策略,将诊断知识参数从源域成功迁移到目标域,显著提高了模型在不同工况下的故障识别率和泛化性能。 展开更多
关键词 采煤机 摇臂传动系统 故障诊断 深度学习 迁移学习
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融合综采装备姿态约束的采煤机截割路径规划方法研究
6
作者 宋述阳 王世博 +2 位作者 王赟 王丽杰 宋栋帅 《煤炭学报》 北大核心 2025年第7期3668-3678,共11页
采煤机截割路径规划是实现综采工作面智能化开采的关键问题之一。现有的采煤机截割路径规划技术对综采装备在截割空间的适应性考虑不全,缺乏综采装备对截割顶板和底板、工作面方向与工作面推进方向4个维度约束的综合考虑。针对此问题,... 采煤机截割路径规划是实现综采工作面智能化开采的关键问题之一。现有的采煤机截割路径规划技术对综采装备在截割空间的适应性考虑不全,缺乏综采装备对截割顶板和底板、工作面方向与工作面推进方向4个维度约束的综合考虑。针对此问题,提出一种融合煤层地质特征和综采装备姿态多维约束的采煤机截割路径规划方法。首先根据综采工作面开采工艺要求,建立了以液压支架、刮板输送机与采煤机姿态为约束条件的工作面截割空间约束模型,实现煤层顶底板异常区域搜索。然后构建以最小割矸量、最小漏采量为优化目标,以液压支架、刮板输送机与采煤机在截割空间的通过性与姿态限制为约束条件的异常区域优化模型,利用NSGA-Ⅱ算法求解最优截割路径。仿真试验结果表明:规划后整体割矸率为0.11%,采煤率可达99.78%,煤层顶底板截割规划路径平滑可靠,在煤层断层处,沿工作面与工作面推进方向截割规划路径均消除了断层现象,综采装备布置姿态得到有效改善,刮板输送机中部槽垂直弯曲度最大值由18°优化至2.5°,液压支架俯仰角由-10°~35°优化至-12°~8°,液压支架横滚角由0°~25°优化至-4°~12°,液压支架顶梁间距由-0.7~0.8 m优化至0~0.18 m,液压支架顶梁俯仰角由-20°~20°优化至-4°~4°,液压支架歪斜角度由-40°~40°优化至-5°~2°。所建立的方法能够实现在三维地质模型的基础上进行采煤机截割路径规划,有效提升采煤率、降低割矸率并且提升综采装备在截割空间的适应性,为智能化综采工作面高效常态化运行提供了可借鉴的技术手段。 展开更多
关键词 采煤机 综采工作面 截割路径规划 多目标优化 NSGA-Ⅱ算法
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恶劣综采工况条件下的采煤机摇臂散热设计研究 被引量：1
7
作者 马兰 《煤矿机械》 2025年第1期35-37,共3页
简述了在采煤机设计过程中对恶劣综采工况中工作倾角较大、煤岩硬度较硬、截割功率大且结构紧凑限制条件下的摇臂热功率的计算,分析了该工况中摇臂简化为复杂齿轮箱思路下的热功率计算、散热途径和热平衡点,提出了摇臂内部结构改进及增... 简述了在采煤机设计过程中对恶劣综采工况中工作倾角较大、煤岩硬度较硬、截割功率大且结构紧凑限制条件下的摇臂热功率的计算,分析了该工况中摇臂简化为复杂齿轮箱思路下的热功率计算、散热途径和热平衡点,提出了摇臂内部结构改进及增加外置冷却装置的散热设计方案,并验证了满载试验条件下摇臂截割热平衡温度不超过90℃的方案可行性。 展开更多
关键词 大功率 大倾角 采煤机摇臂 紧凑结构 热功率 热平衡
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薄煤层用螺旋滚筒的结构设计改进 被引量：4
8
作者 陶嵘 《煤炭技术》 2025年第4期222-224,共3页
根据装煤原理,指出薄煤层用螺旋滚筒在传统设计中可能存在的装载问题。提出犁煤板的结构设计,使截割叶片、装载叶片和犁煤板倾斜组焊为半封闭结构,从而有效抑制煤从滚筒的切线方向抛出,实现装载率的提高。
关键词 螺旋滚筒 截割叶片 装载叶片 封板 犁煤板
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行走轮损坏原因分析及改进措施 被引量：1
9
作者 李辉 卢运鹏 《煤矿机械》 2025年第1期131-133,共3页
针对某矿采煤机行走轮使用过程中出现使用时间短、齿面磨损严重的问题,初步确定了导向滑靴磨损大、销排局部齿形损坏严重、推溜过急等可能影响因素。利用三维软件构建销齿啮合模型,以上述影响因素为研究对象进行了动力学及强度分析,结... 针对某矿采煤机行走轮使用过程中出现使用时间短、齿面磨损严重的问题,初步确定了导向滑靴磨损大、销排局部齿形损坏严重、推溜过急等可能影响因素。利用三维软件构建销齿啮合模型,以上述影响因素为研究对象进行了动力学及强度分析,结合现场情况确定了损坏原因,提出了减少行走轮损坏的建议。经改进后,行走轮再未发生短时磨损严重问题,证明效果良好。 展开更多
关键词 行走轮 改进 动力学 强度
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提升薄煤层采煤机工作效率关键措施研究 被引量：1
10
作者 乐南更 《煤矿机械》 2025年第1期46-48,共3页
针对薄煤层工作面采煤机工作效率低的问题,提出了采煤机大功率化、合理确定滚筒大小、明确滚筒旋转方向、缩短检修维护时间的解决措施。研究表明,优选大功率薄煤层采煤机、合理选择滚筒直径,可显著提升采煤机工作效率;明确滚筒旋转方向... 针对薄煤层工作面采煤机工作效率低的问题,提出了采煤机大功率化、合理确定滚筒大小、明确滚筒旋转方向、缩短检修维护时间的解决措施。研究表明,优选大功率薄煤层采煤机、合理选择滚筒直径,可显著提升采煤机工作效率;明确滚筒旋转方向为内旋,可降低采煤机运行阻力,有利于提升工作效率;开发基于自润滑技术的铰接轴套和轴承,可减少检修时间,提高采煤机开机率,提升工作效率。 展开更多
关键词 薄煤层 采煤机 效率 措施
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基于可靠性优化的采煤机截割电动机散热结构设计研究
11
作者 程晓波 马彩凤 《煤矿机械》 2025年第12期171-173,共3页
采煤机截割电动机工作环境恶劣,面临高湿度、高粉尘、强振动等多种不利因素,提高散热结构的可靠性成为保障电动机正常运行的关键。聚焦于采煤机截割电动机散热结构设计,通过深入分析截割电动机的散热需求与可靠性要求,运用数值模拟与实... 采煤机截割电动机工作环境恶劣,面临高湿度、高粉尘、强振动等多种不利因素,提高散热结构的可靠性成为保障电动机正常运行的关键。聚焦于采煤机截割电动机散热结构设计,通过深入分析截割电动机的散热需求与可靠性要求,运用数值模拟与实验研究相结合的方法,对散热结构进行优化设计。研究结果表明,优化后的散热结构显著提升了截割电动机的散热性能,有效降低了电动机温度,提高了其在复杂井下环境中的可靠性,为采煤机截割电动机的稳定运行提供了有力保障,对煤矿开采设备的发展具有重要的理论与实践指导意义。 展开更多
关键词 采煤机 截割电动机 散热结构设计 可靠性优化
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基于矿鸿操作系统的采煤机控制系统架构研究 被引量：1
12
作者 陈加明 马开德 《煤矿机械》 2025年第1期205-207,共3页
研究了基于矿鸿操作系统的采煤机控制系统架构。首先介绍了煤矿智能化发展背景和传统采煤机系统存在的问题,针对现有问题提供了解决思路。然后着重探讨了矿鸿操作系统架构设计和特性、矿鸿在采煤机控制系统架构中的应用,分析了矿鸿操作... 研究了基于矿鸿操作系统的采煤机控制系统架构。首先介绍了煤矿智能化发展背景和传统采煤机系统存在的问题,针对现有问题提供了解决思路。然后着重探讨了矿鸿操作系统架构设计和特性、矿鸿在采煤机控制系统架构中的应用,分析了矿鸿操作系统在采煤机领域的潜力和优势。最后展望了矿鸿在采煤机控制系统的应用前景、技术发展方向及存在的问题和挑战。 展开更多
关键词 矿鸿操作系统 采煤机 智能化建设
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BP神经网络在采煤机传动机构监测与故障诊断中的应用 被引量：2
13
作者 李天道 《机械管理开发》 2025年第1期50-51,73,共3页
采煤机的截割组件与牵引传动机构是故障频发的关键部位,其稳定运行对于提升煤炭开采作业的安全与效率具有重要意义。通过BP神经网络技术,构建了一套针对采煤机传动机构的监测与故障诊断系统。该系统已经过实践应用的检验,能够准确捕捉... 采煤机的截割组件与牵引传动机构是故障频发的关键部位,其稳定运行对于提升煤炭开采作业的安全与效率具有重要意义。通过BP神经网络技术,构建了一套针对采煤机传动机构的监测与故障诊断系统。该系统已经过实践应用的检验,能够准确捕捉传动机构的关键运行参数,并生成具有实际指导意义的故障分析诊断报告。 展开更多
关键词 采煤机 传动机构 故障诊断 运行参数 煤炭开采
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基于大数据的采煤机运行状态监测与评估 被引量：2
14
作者 李黎黎 李合菊 《煤矿机械》 2025年第3期208-211,共4页
基于煤矿企业和煤矿设备在自动化、智能化、数据化方面的发展趋势,搭建了大数据整体架构,构建了适合大数据平台的模型映射和数据传递模式。基于大数据设计了采煤机运行状态监测系统、数据采集系统、端数据源及上级监管端。根据实时监测... 基于煤矿企业和煤矿设备在自动化、智能化、数据化方面的发展趋势,搭建了大数据整体架构,构建了适合大数据平台的模型映射和数据传递模式。基于大数据设计了采煤机运行状态监测系统、数据采集系统、端数据源及上级监管端。根据实时监测和采集的采煤机液压部、截割部、牵引部和变频部关键参数数据,可以准确、直观地对采煤机重要关键部件的运行状态进行监测及评估,从而更好地指导维修和及时处理故障,保证采煤机稳定、安全、高效的运行。 展开更多
关键词 大数据 采煤机 运行状态 监测与评估
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采煤机自适应牵引控制在复杂煤层开采中的应用 被引量：2
15
作者 林海鹏 《煤矿机械》 2025年第4期169-171,共3页
在复杂煤层开采中,采煤机牵引控制的适应性是提升开采效率与安全性的关键。针对煤层变化大、地质条件复杂的特点,采用自适应牵引控制技术,依据煤层硬度、倾角及厚度等实时调整牵引力,实现高效稳定开采,降低设备损耗,提高开采精度,为复... 在复杂煤层开采中,采煤机牵引控制的适应性是提升开采效率与安全性的关键。针对煤层变化大、地质条件复杂的特点,采用自适应牵引控制技术,依据煤层硬度、倾角及厚度等实时调整牵引力,实现高效稳定开采,降低设备损耗,提高开采精度,为复杂煤层开采提供最优牵引控制策略,对煤层开采具有指导意义。 展开更多
关键词 煤层开采 传感器 采煤机 自适应牵引控制
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基于AGEFS的矿井提升机摇臂轴承故障诊断
16
作者 裴志强 《电气传动》 2025年第11期90-96,共7页
针对传统矿井提升机摇臂轴承故障诊断技术通常只利用振动数据集的某种特定几何结构,无法获得最优的相似图结构,提出一种基于自适应图嵌入的轴承故障智能诊断方法。首先利用拉普拉斯特征映射和稀疏自表示挖掘轴承数据的局部和全局几何结... 针对传统矿井提升机摇臂轴承故障诊断技术通常只利用振动数据集的某种特定几何结构,无法获得最优的相似图结构,提出一种基于自适应图嵌入的轴承故障智能诊断方法。首先利用拉普拉斯特征映射和稀疏自表示挖掘轴承数据的局部和全局几何结构;然后将两种结构信息进行系数融合,并引入具有行稀疏性的ι2,1-正则化约束,选择能准确表征轴承运行状态的本质特征;最后将选择出的本质特征输入至支持向量机中进行训练和测试,构建轴承故障智能诊断模型。为验证方法有效性,采用凯斯西储大学轴承数据和研发部提供的QPZZ-Ⅱ传动系统平台模拟矿井提升机摇臂传动系统工况得到轴承监测数据。仿真实验结果表明所提出的智能诊断模型可以获得最优的故障诊断精度,平均精度可达97.5%。 展开更多
关键词 摇臂轴承 故障诊断 特征选择 拉普拉斯特征映射 稀疏自表示 支持向量机
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基于改进SSA-BP优化的数字液压缸调高控制
17
作者 郭金路 彭天好 《煤矿机械》 2025年第11期235-238,共4页
针对采煤机调高系统控制精度低、稳定性差、抗干扰能力弱等问题,以采煤机数字液压缸调高控制系统为研究对象,在BP神经网络PID控制算法基础上,利用改进麻雀搜索算法(SSA)对神经网络的初始权值寻优,仿真并验证改进SSA优化采煤机调高BP-PI... 针对采煤机调高系统控制精度低、稳定性差、抗干扰能力弱等问题,以采煤机数字液压缸调高控制系统为研究对象,在BP神经网络PID控制算法基础上,利用改进麻雀搜索算法(SSA)对神经网络的初始权值寻优,仿真并验证改进SSA优化采煤机调高BP-PID控制系统的效果。仿真结果表明,改进SSA优化的BP-PID控制方式的系统阶跃响应超调量比传统PID控制方式减少23.2个百分点,稳态时间减少36.0%,提高了系统的自适应能力,为解决采煤机调高系统控制精度低、响应实时性差等问题提供一种新的方法。 展开更多
关键词 采煤机调高系统 数字液压缸 BP神经网络 改进SSA PID控制
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采煤机-刮板输送机多目标协同速度优化技术研究 被引量：1
18
作者 张丹 康茜 +2 位作者 吴卫东 李士魁 付亮 《煤矿机械》 2025年第8期76-81,共6页
针对采煤机-刮板输送机在运行过程中运行速度不匹配导致刮板输送机能源浪费及运煤效率低下等问题,构建了采煤机-刮板输送机的协同速度优化模型,采用粒子群优化算法对采煤机-刮板输送机优化目标进行优化,设定了包括采煤机与刮板输送机运... 针对采煤机-刮板输送机在运行过程中运行速度不匹配导致刮板输送机能源浪费及运煤效率低下等问题,构建了采煤机-刮板输送机的协同速度优化模型,采用粒子群优化算法对采煤机-刮板输送机优化目标进行优化,设定了包括采煤机与刮板输送机运行速度范围、直线与斜切段长度以及运行时间在内的5项约束条件,以求得各阶段的最优协同速度。研究结果显示,在不影响生产进度的基础上,可显著提升刮板输送机的运煤效率,并减少其能耗损失。为后期实验研究刮板输送机能耗和运煤效率提供理论依据。 展开更多
关键词 采煤机 刮板输送机 协同速度 降低能耗 粒子群算法
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基于物联网的采煤机远程监控与故障诊断系统研究 被引量：1
19
作者 王尚坤 王书亮 《自动化应用》 2025年第5期168-171,共4页
随着煤矿开采自动化水平的不断提高,采煤机的远程监控与故障诊断成为保障煤矿开采高效、稳定运行的关键。通过对采煤机运行环境与工作特点的分析,明确了系统的技术需求与性能要求。详细阐述了物联网架构与通信技术的选择、传感器网络的... 随着煤矿开采自动化水平的不断提高,采煤机的远程监控与故障诊断成为保障煤矿开采高效、稳定运行的关键。通过对采煤机运行环境与工作特点的分析,明确了系统的技术需求与性能要求。详细阐述了物联网架构与通信技术的选择、传感器网络的设计以及多源数据融合与状态监测方法的应用。基于大数据分析的故障预测方法和故障告警机制被用于提升系统的预警能力。系统实现了远程监控、实时数据处理与显示,并支持移动终端访问,为采煤机的智能化管理和维护提供了新的思路和技术参考。 展开更多
关键词 物联网 采煤机 远程监控 故障诊断 大数据分析
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采煤机行走轮齿面磨损及剥落对齿销啮合力的影响研究 被引量：1
20
作者 张丹 杨广旭 +1 位作者 徐鹏 毛汉成 《煤矿机械》 2025年第9期84-91,共8页
为研究采煤机行走机构力学特性,从行走轮齿面磨损和剥落角度分析行走轮与销排啮合刚度变化,进而研究齿面磨损及剥落影响下行走轮与销排啮合力变化规律。采用势能法建立行走轮与销排啮合刚度数学模型,计算得到齿面无磨损、齿面磨损及剥落... 为研究采煤机行走机构力学特性,从行走轮齿面磨损和剥落角度分析行走轮与销排啮合刚度变化,进而研究齿面磨损及剥落影响下行走轮与销排啮合力变化规律。采用势能法建立行走轮与销排啮合刚度数学模型,计算得到齿面无磨损、齿面磨损及剥落3种工况下的行走轮与销排啮合刚度,并通过仿真分析啮合刚度对齿销啮合力的影响。研究结果表明:齿面无磨损下齿销啮合力均值约为187 kN;啮合力均值和幅值随着齿面磨损量的增加而增大,齿面最大磨损量为1.5 mm时,齿销啮合力的均值较无磨损时增大约4.2%;随着齿面剥落面积增加,齿销啮合力均值增大;齿面最大磨损量为1.5 mm时,考虑啮合刚度的影响,齿销啮合力均值相较于仅考虑磨损影响时增大约2.1%。通过研究齿面磨损对齿销啮合力的影响规律,为研究采煤机行走机构力学特性提供基础。 展开更多
关键词 采煤机行走轮 齿面磨损 齿面剥落 啮合刚度 力学特性
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