采煤机截割部传动系统机电耦合动力学仿真分析

石鑫彬，王义亮

（1.太原理工大学机械与运载工程学院，山西 太原 030024；2.煤矿综采装备山西省重点实验室，山西 太原 030024）

1 引言

采煤机截割部对煤炭开采效率有着极其重要的影响。采煤机截割部主要由滚筒、摇臂壳体和齿轮传动系统等机构组成。目前，诸多学者对于截割部传动系统进行了动力学研究分析：文献［1］从接触理论的角度结合采煤机截割部仿真分析项目，探讨描述了齿轮动态啮合过程和齿轮传动动力学模型方法；文献［2］研究了不同牵引速度下采煤机传动系统高速级齿轮啮合力的变化，发现二者之间存在极强的线性关系；文献［3］模拟滚筒实际截割煤层时受到的载荷，对截割部摇臂齿轮系统进行平移-扭转动力学仿真分析；文献［4］研究了电动机-齿轮传动系统的连接阻尼和刚度对截割部机电传动系统动力学特性的影响；文献［5］建立了截割部齿轮传动系统的非线性动力学模型，应用变步长龙格-库塔方法求解系统微分方程，研究了啮合刚度、阻尼比及激振频率对传动系统动态特性的影响。

上述研究中输入转速多采用定值，电机输出转速不随负载波动而变化，因而仿真中无法反映电机的动态特性。针对此问题，建立了一个包含动态电动机的截割部传动系统机电耦合动力学模型，研究了空载启动时和受到冲击载荷时，电动机的输出转速响应及截割部传动系统的动力学响应。

2 截割部机电耦合模型建立

2.1 采煤机截割部三维模型建立

某型号采煤机截割部传动系统包括两级行星齿轮传动和两级平行轴传动。……