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毕业论文-采煤机牵引部调速系统研究与关键零件的优化，共69页
【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。
【关键词】 采煤机牵引部； 调速系统； 关键零件； ANSYS； 优化设计；

Abstract
The Haulage Unit is an important part of the Electrical Haulage Shearer, which is the key
part of shearer and can be damaged easily. The reliability of the haulage system determines thequality and application effect of shearer. Along with the coal mining efficiency increase day byday, the haulage speed and pulling force continuously improve, the motor’s loads are also aggravatd. In order to makeing the shearer haulage system meet the haulage speed requirements,at the same time, ensuring the motor’s safety and key parts’ reliability, this paper mainly do the following researchs on Electrical Haulage Shearer. At first, we study the dynamic characteristics of the haulage motor, on this basis, verify the feasibility of haulage speed control system.
Secondly a virtual prototype model of shearer is built by using the 3D solid modeling software
Pro/E、finite element analysis software ANSYS and mechanical system dynamics simulation
software ADAMS. The external loads on key parts are obtained after a simulation analysis was
carried out, then edit it into load file. Imported the load files to ANSYS and defined boundaryconditions before carrying on the finite element analysis. According to the results of analysis, the stress distributions and deformation conditions on parts are given. Finally, the unreasonable structural model was optimized by the optimization module in ANSYS, which based on analysis results. All of these provided an important basis for designing Haulage system of shearer reliably.
Key Words：Shear Haulage Unit；Speed Control System；Key Parts；ANSYS；Optimization Design

目 录
摘 要 I
Abstract II
1 绪论 1
11 采煤机概述 1
111 采煤机的组成及工作原理 1
112 国内外研究现状 2
113 采煤机牵引部的结构特点 7
12 选题意义和研究内容 8
121 选题意义 8
122 研究内容 9
2 采煤机牵引部变频调速系统研究 11
21 采煤机牵引部的自动调速原理 11
22 采煤机恒功率自动控制系统分析 12
23 采煤机牵引部调速系统分析 13
231 直接转矩控制变频调速原理 15
232 仿真工具语言 MATLAB/Simulink 简介 16
233 系统仿真模型的建立 17
234 系统参数的设定及仿真结果分析 22
24 本章小结 24
3 采煤机牵引部虚拟样机的建模及仿真 25
31 基于 Pro/Engineer 的采煤机牵引部三维实体建模 25
311 Pro/Engineer 简介 25
312 采煤机三维实体模型的建立 25
313 采煤机整机的虚拟装配 29
32 基于 ADAMS 的采煤机虚拟样机仿真 31
321 虚拟样机技术及 ADAMS 软件简介 31322 系统仿真方案的确定 33
323 模态中性文件的生成 34
324 刚柔耦合系统的协同仿真 36
33 本章小结 40
4 采煤机牵引部关键零件的可靠性分析 41
41 大型有限元分析软件 ANSYS 简介41
411 ANSYS 的功能及特点 41
412 ANSYS 的典型分析过程 42
42 采煤机牵引部二级行星架的有限元分析 42
421 有限元模型的创建 42
422 载荷及边界条件的确定 43
423 求解及查看结果 43
43 牵引部其他关键零件的有限元分析 44
44 采煤机牵引部关键零件的优化设计 46
441 优化设计介绍 46
442 二级行星架的优化设计 48
45 本章小结 52
结论 53
参 考 文 献 54
作 者 简 历 57
学位论文原创性声明 58
学位论文数据集 59