以刚柔耦合多体系统动力学理论为基础,建立了摇臂壳体和牵引部壳体为柔性件的采煤机刚柔耦合虚拟样机模型;根据滚筒工作阻力和采煤机主要技术参数,推导出了采煤机牵引阻力的取值范围,验证了动力学仿真分析中牵引阻力参数设置的正确性;基于Matlab编程,获得了前后滚筒的载荷文件,并通过ADAMS动力学仿真分析,发现了采煤机壳体的应力分布与变形情况,提出了改进措施;基于动力学仿真结果中壳体关键节点的主应力载荷,获得了用于疲劳寿命分析的载荷谱,通过疲劳寿命计算,得到了壳体的最小疲劳循环次数和疲劳损伤值,发现了壳

基于刚柔耦合多体系统动力学和虚拟样机技术,应用Pro/E、ADAMS、Matlab和ANSYS构造协同仿真平台,建立了牵引部二级行星架为柔性构件的采煤机刚柔耦合模型。通过动力学仿真分析发现,牵引部二级行星架主要受扭转作用,其薄弱部位为花键连接处。在满足传动比条件、同心条件、均布条件和邻接条件基础上对牵引部二级行星架进行优化。通过增加薄弱环节实体材料,减小轴向尺寸、增加径向尺寸,改变轴承配置形式等措施,优化后的行星架强度和刚度均得到了一定程度的提高,有效地延长了采煤机整机使用寿命。

针对专用于含硫化铁结核体的薄煤层开采的采煤机截割部,综合利用Matlab、ADAMS等工具建立模拟仿真工作环境,对设备输入负载进行动态仿真,对仿真边界条件和关键部件运行中存在的问题利用刚-柔耦合多体系统模型进行分析,据此对采煤机截割部零件进行设计和优化,降低设备设计研发成本。