采煤机牵引部调速系统研究与关键零件的优化

论文摘要

牵引部是电牵引采煤机的重要组成部分,是采煤机的关键部件和易损件,牵引系统的可靠性决定着采煤机的质量和使用效果。随着煤炭开采效率的提高,采煤机牵引速度和牵引力不断提高,电动机负载也在加重。为了使采煤机牵引系统既能满足牵引速度要求,又能保证电机的安全和关键零件的可靠性,本课题首先研究电牵引采煤机牵引电机的动态特性,在此基础上,验证该牵引调速系统的可行性。其次应用三维实体建模软件Pro/E、通用有限元分析软件ANSYS和机械系统动力学仿真分析软件ADAMS建立了采煤机整机的虚拟样机模型,并对其进行动力学仿真分析,得到了牵引部关键零件所受的外载荷,编辑生成载荷文件。将载荷文件导入ANSYS中,施加载荷和边界条件后,进行有限元分析,得到零件应力分布及变形情况。根据分析结果,应用ANSYS的优化设计模块对结构设计不合理的零件进行优化,为采煤机牵引系统的可靠性设计提供了重要的依据。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 采煤机概述
• 1.1.1 采煤机的组成及工作原理
• 1.1.2 国内外研究现状
• 1.1.3 采煤机牵引部的结构特点
• 1.2 选题意义和研究内容
• 1.2.1 选题意义
• 1.2.2 研究内容
• 2 采煤机牵引部变频调速系统研究
• 2.1 采煤机牵引部的自动调速原理
• 2.2 采煤机恒功率自动控制系统分析
• 2.3 采煤机牵引部调速系统分析
• 2.3.1 直接转矩控制变频调速原理
• 2.3.2 仿真工具语言MATLAB/Simulink 简介
• 2.3.3 系统仿真模型的建立
• 2.3.4 系统参数的设定及仿真结果分析
• 2.4 本章小结
• 3 采煤机牵引部虚拟样机的建模及仿真
• 3.1 基于Pro/Engineer 的采煤机牵引部三维实体建模
• 3.1.1 Pro/Engineer 简介
• 3.1.2 采煤机三维实体模型的建立
• 3.1.3 采煤机整机的虚拟装配
• 3.2 基于ADAMS 的采煤机虚拟样机仿真
• 3.2.1 虚拟样机技术及ADAMS 软件简介
• 3.2.2 系统仿真方案的确定
• 3.2.3 模态中性文件的生成
• 3.2.4 刚柔耦合系统的协同仿真
• 3.3 本章小结
• 4 采煤机牵引部关键零件的可靠性分析
• 4.1 大型有限元分析软件ANSYS 简介
• 4.1.1 ANSYS 的功能及特点
• 4.1.2 ANSYS 的典型分析过程
• 4.2 采煤机牵引部二级行星架的有限元分析
• 4.2.1 有限元模型的创建
• 4.2.2 载荷及边界条件的确定
• 4.2.3 求解及查看结果
• 4.3 牵引部其他关键零件的有限元分析
• 4.4 采煤机牵引部关键零件的优化设计
• 4.4.1 优化设计介绍
• 4.4.2 二级行星架的优化设计
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集