薄煤層采煤機螺旋滾筒性能分析及其關(guān)鍵技術(shù)研究

　　螺旋滾筒作為采煤機的工作機構(gòu)，承擔(dān)著破煤和裝煤的任務(wù)，其工作特性的優(yōu)劣決定了采煤機能否高效、安全地進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)。本書用理論分析、數(shù)值模擬及試驗研究相結(jié)合的方法，從截割和裝煤這兩大任務(wù)出發(fā)，對螺旋滾筒的工作特性進(jìn)行了研究。同時，對采用不同型號螺旋滾筒的采煤機動態(tài)特性進(jìn)行了分析。本書建立了薄煤層采煤機螺旋滾筒破碎過程的有限元模型，對螺旋滾筒破煤規(guī)律進(jìn)行深入分析，并對螺旋滾筒上不同位置截齒的載荷特性進(jìn)行了比較分析。采用MATLAB與VB編制的采煤機工作機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計及載荷計算軟件對影響螺旋滾筒截割性能的因素進(jìn)行了分析，找出了不同影響因素下滾筒載荷波動、功率消耗、截割阻力矩以及截割比能耗等性能指標(biāo)的變化規(guī)律。同時，利用軟件生成的滾筒載荷曲線為后續(xù)動力學(xué)仿真提供了外部激勵。本書建立了薄煤層采煤機螺旋滾筒裝煤的離散元模型，解決了螺旋滾筒與煤壁的耦合以及離散元仿真中各參數(shù)的合理選擇等關(guān)鍵問題；通過跟蹤和統(tǒng)計裝煤過程中顆粒質(zhì)量、速度分布及變化，找出了螺旋滾筒結(jié)構(gòu)及運動學(xué)參數(shù)等因素對煤流運動規(guī)律的影響；對多因素影響下的螺旋滾筒裝煤過程進(jìn)行正交試驗，確定不同因素對螺旋滾筒裝煤性能的影響權(quán)重。本書通過多軟件協(xié)同仿真平臺構(gòu)建薄煤層采煤機剛?cè)狁詈隙囿w模型，分析不同型號螺旋滾筒所受載荷對薄煤層采煤機動態(tài)特性的影響，得到了關(guān)鍵零部件的動應(yīng)力分布規(guī)律；通過構(gòu)建應(yīng)力-可靠度隸屬度函數(shù)，對不同工況條件下采煤機關(guān)鍵零部件的動態(tài)可靠性進(jìn)行了分析與預(yù)測；運用子結(jié)構(gòu)模態(tài)綜合法（CMS）對不同測試點加速度與模態(tài)振動的相關(guān)性進(jìn)行了分析。本書根據(jù)某礦煤樣的物理機械性質(zhì)測試結(jié)果，對A、B兩型號螺旋滾筒的綜合性能進(jìn)行了分析，并將理論計算、數(shù)值模擬結(jié)果與MG400/951WD型采煤機工業(yè)性試驗測試結(jié)果進(jìn)行比較。研究結(jié)果表明：改進(jìn)后的B型螺旋滾筒具有良好的煤巖適應(yīng)性，采煤機工作過程中的穩(wěn)定性及可靠性較高；螺旋滾筒的實際裝煤率與數(shù)值模擬結(jié)果基本符合，證明了研究方法的正確性與可行性。

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