综采工作面刮板输送机动力学设计方法研究

提出了基于系统级建模和动态仿真的刮板输送机动力学设计方法。根据静力学设计计算进行初步选型,基于多体动力学理论建立输送机的动力学模型并用Matlab进行数值仿真。对比仿真结果与设计目标并行相关调整,以获得具有良好系统动力学特性的设计方案。采用Matlab与Visual C++联合编程技术实现该设计过程的参数化,开发出界面友好的交互式动力学设计软件。利用该软件对SGZ1000/2000型刮板输送机进行满载正常工况的仿真。仿真结果验证了该设计的有效性。 ### 综采工作面刮板输送机动力学设计方法研究 #### 一、研究背景与意义 随着煤炭工业的发展，为了提高煤炭开采效率，刮板输送机正朝着大功率、大运量、长运距和高链速的方向发展。然而，在这种发展趋势下，系统的动力学问题变得越来越突出。传统的刮板输送机设计主要依赖于经验公式和静力学计算，这种方法往往忽略了系统在实际运行过程中可能遇到的动力学问题，导致设备在启动时遇到困难或者频繁发生故障，甚至因为过度设计而造成资源浪费。 #### 二、研究内容与方法 ##### （一）动力学设计方法概述 本文提出了一种基于系统级建模和动态仿真的刮板输送机动力学设计方法。根据静力学设计计算进行初步选型；接着，基于多体动力学理论建立输送机的动力学模型，并使用Matlab进行数值仿真。通过对比仿真结果与设计目标，对设计方案进行调整优化，以确保最终方案具有良好的系统动力学特性。 ##### （二）动力学模型建立 动力学模型的建立是本研究的核心部分之一。研究团队基于多体动力学理论，构建了刮板输送机的动力学模型。这一模型不仅考虑了输送机本身的运动特性，还综合考虑了物料在输送过程中的分布情况及其对输送机的影响。通过Matlab平台，对模型进行数值仿真，模拟输送机在不同工况下的动力学行为。 ##### （三）仿真结果与设计目标对比 通过对比仿真结果与设计目标，可以评估设计方案的有效性和可行性。如果发现存在较大差异，则需对设计参数进行调整。这一过程是迭代进行的，直至达到预期的设计目标。 ##### （四）软件开发 为了使动力学设计方法更加便捷高效，研究团队采用Matlab与Visual C++联合编程技术，开发出一款交互式动力学设计软件。该软件具备参数化功能，用户可以通过输入特定参数快速完成动力学设计与仿真过程，大大提高了设计效率。 #### 三、案例分析 为了验证提出的动力学设计方法的有效性，研究团队选取了SGZ1000/2000型刮板输送机作为案例进行满载正常工况的仿真。通过仿真，获得了输送机在各种工况下的动力学响应数据，并与设计目标进行了比较。结果显示，该设计方法能够有效提升输送机的动力学性能，证明了其可行性和实用性。 #### 四、结论与展望 本文提出了一种新的刮板输送机动力学设计方法，该方法结合了静力学设计与动力学仿真，能够在设计阶段就考虑到实际运行中可能遇到的问题，从而提高设备的可靠性和效率。通过案例分析，证实了该方法的有效性。未来的研究将进一步完善软件功能，探索更多复杂工况下的动力学行为，为刮板输送机的设计提供更全面的支持。