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采煤机截割部刚柔耦合动力学分析汇报人：2024-01-21

目录contents引言采煤机截割部结构及工作原理刚柔耦合动力学建模与仿真截割部受力分析及优化设计截割部振动特性研究截割部疲劳寿命预测与提高措施结论与展望

01引言

截割部是采煤机的关键部件，其动力学性能对采煤机整体性能有重要影响。刚柔耦合动力学分析能够更准确地揭示截割部的动态特性，为采煤机的优化设计和使用维护提供理论支持。煤炭是我国主要能源之一，采煤机的性能直接影响煤炭生产效率。研究背景与意义

国内外学者在采煤机截割部动力学方面开展了大量研究，取得了显著成果。目前，刚柔耦合动力学分析方法在航空航天、汽车等领域得到了广泛应用，但在采煤机领域的应用相对较少。随着计算机技术和数值分析方法的不断发展，刚柔耦合动力学分析在采煤机领域的应用前景广阔。国内外研究现状及发展趋势

研究内容与方法01建立采煤机截割部的刚柔耦合动力学模型，考虑截齿、截割头、摇臂等关键部件的柔性变形。02基于多体动力学理论，分析截割部在截煤过程中的动态响应和振动特性。03采用数值仿真和实验验证相结合的方法，对所建立的模型进行验证和优化。04基于分析结果，提出针对采煤机截割部的优化设计和使用维护建议。

02采煤机截割部结构及工作原理

截割头截割电机传动系统冷却和润滑系统采煤机截割部结构组成负责直接截割煤岩，其形状和材质对截割效率和使用寿命有重要影响。将电机的动力传递给截割头，包括齿轮、轴承等传动元件。为截割头提供动力，通常采用高性能电机以确保足够的扭矩和转速。对截割部进行冷却和润滑，以确保其长时间高效运行。

工作原理采煤机截割部通过电机驱动传动系统，使截割头以一定的速度和力度旋转，从而实现对煤岩的截割。工作过程启动电机，传动系统将动力传递至截割头，截割头开始旋转并接触煤岩。在截割过程中，冷却和润滑系统持续工作，确保截割部温度不会过高，同时减少磨损。截割部工作原理及过程

第二季度第一季度第四季度第三季度截割头截割电机传动系统冷却和润滑系统关键零部件作用与特点直接作用于煤岩，其形状和材质影响截割效率和使用寿命。通常采用高强度耐磨材料制造，以确保在恶劣环境下长时间使用。为整个截割部提供动力，其性能直接影响截割效率和使用寿命。通常采用高性能电机，具有高效率、低噪音、低振动等特点。将电机的动力传递给截割头，其设计精度和制造工艺对传动效率和稳定性有重要影响。通常采用高精度齿轮和轴承等传动元件，以确保传动的准确性和稳定性。确保截割部在长时间运行过程中保持稳定的温度和良好的润滑状态，从而延长使用寿命。通常采用高效的冷却器和润滑泵等设备，以实现快速冷却和充分润滑。

03刚柔耦合动力学建模与仿真

绝对节点坐标法该方法基于连续介质力学理论，通过引入绝对节点坐标来描述物体的位置和姿态，从而建立刚柔耦合动力学模型。这种方法适用于大变形和非线性问题。浮动坐标法浮动坐标法是一种基于拉格朗日方程的建模方法，通过引入浮动坐标系来描述柔性体的运动，进而建立刚柔耦合动力学模型。这种方法适用于小变形和线性问题。混合坐标法混合坐标法结合了绝对节点坐标法和浮动坐标法的优点，既能够处理大变形和非线性问题，又能保持较高的计算效率。该方法通过引入混合坐标系来描述柔性体的运动，建立刚柔耦合动力学模型。刚柔耦合动力学建模方法

建立刚柔耦合动力学模型根据采煤机截割部的实际结构和运动情况，选择合适的建模方法，建立刚柔耦合动力学模型。模型中应包括刚性部件（如截割滚筒、牵引部等）和柔性部件（如截齿、连接杆等）。设置仿真参数根据实际工况和仿真需求，设置仿真模型的参数，如材料属性、约束条件、载荷等。这些参数将直接影响仿真结果的准确性和可靠性。网格划分与求解器选择对柔性部件进行网格划分，选择合适的求解器进行仿真计算。网格划分应保证计算精度和效率，求解器应能够处理非线性问题和大规模计算。仿真模型建立及参数设置

仿真结果分析与讨论根据仿真结果和影响因素分析，提出针对性的优化设计建议，如改进截齿形状、调整连接杆刚度、优化载荷分布等。这些建议可为采煤机截割部的改进和优化提供指导。优化设计建议通过仿真计算，得到采煤机截割部在给定工况下的动力学性能，如振动、变形、应力分布等。这些结果可用于评估截割部的稳定性和可靠性。动力学性能分析分析不同因素对采煤机截割部动力学性能的影响，如截齿形状、连接杆刚度、载荷大小等。通过对比不同因素下的仿真结果，找出影响截割部性能的关键因素。影响因素探讨

04截割部受力分析及优化设计

截割部在切割煤壁时受到的阻力，与煤岩性质、截割深度、截齿形状和排列等因素有关。截割阻力侧向力牵引力由于煤岩的不均匀性和截齿的偏斜，截割部会受到侧向力的作用，导致截割部偏移和振动。采煤机行走时，截割部受到的牵引力作用，与采煤机的牵引速度和截割深度有关。030201截割部受力分析

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