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采煤机滚筒斜切载荷特性研究及其优化

发布时间:2018-01-31 10:22

  本文关键词: 截割滚筒 斜切进刀 数值模拟 载荷特性 优化 出处:《辽宁工程技术大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:滚筒式采煤机是机械化采煤的主要设备,具有高产高效、适应性强的优点,被广泛应用于不同地质条件下的煤炭开采。由于煤层地质环境的复杂性和强非结构性,导致采煤机的工作条件恶劣,工作载荷变杂。其截割部(即螺旋滚筒)运行的可靠性,裁割性能和采煤效率直接关系到采煤作业的经济利益。综采工作上面,采煤工艺中除了直线截割工作外,仍有部分斜切进刀工作。在保证直线截割效率不降低情况下,改善斜切进刀时滚筒的载荷状态,对降低采煤成本具有重要意义。因此,本文采用理论分析与数值模拟研究相结合的方法,对采煤机螺旋滚筒在直线截割以及斜切进刀时的截割载荷特性进行了分析。本文以采煤机截煤理论为理论基础,以双滚筒采煤机前螺旋滚筒为研究对象,采用经典力学的方法,分析了镐形截齿以及滚筒在直线截割和斜切进刀时的力学模式。研究表明,滚筒的轴向力和推进力会有一个斜切增量。采用ANSYS/LS DYNA进行斜切进刀和直线截割两种工况的滚筒截割煤岩的显示动力学仿真,并利用仿真载荷数据分析了斜切进刀时截割载荷滚筒截割力矩以及滚筒应力与圆周切向安装角度,截矩以及滚筒的运动参数关系。以两种工况下的滚筒最大应力最小和截割能消耗最小为优化目标,优化滚筒的安装角度和截距参数,为综合考虑综采工作面上多种工艺过程下的,提高滚筒截割性能提供一种方法。
[Abstract]:Drum shearer is the main equipment of mechanized coal mining, which has the advantages of high production and high efficiency and strong adaptability. It is widely used in coal mining under different geological conditions. Because of the complexity and strong non-structure of the geological environment of coal seam, the working conditions of shearer are bad. The reliability, cutting performance and mining efficiency of the cutting part (that is, the spiral drum) are directly related to the economic benefits of coal mining. In the coal mining process, in addition to the straight cutting work, there are still some oblique cutting cutter work. Under the condition that the cutting efficiency is not reduced, the load state of the drum in the oblique cutting feed can be improved. It is of great significance to reduce the cost of coal mining. Therefore, the method of combining theoretical analysis with numerical simulation is adopted in this paper. This paper analyzes the cutting load characteristics of shearer helical drum when cutting straight line and oblique cutting cutter. Based on coal cutting theory of shearer, this paper takes the front spiral drum of double drum shearer as the research object. In this paper, the mechanical models of pick-shaped cutter and drum in linear cutting and oblique cutting are analyzed by means of classical mechanics. The axial force and propulsion force of the drum will have a oblique tangent increment. The dynamic simulation of coal and rock cutting with oblique cutter and straight cutting is carried out by using ANSYS/LS DYNA. The cutting moment of cylinder and the angle of cylinder stress and circular tangential installation are analyzed by using the simulation load data. With the minimum maximum stress and cutting energy consumption of the cylinder as the optimization objective, the installation angle and intercept parameters of the drum are optimized. This paper provides a method to improve the cutting performance of cylinder in the comprehensive consideration of various processes in fully mechanized mining face.
【学位授予单位】:辽宁工程技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TD421.6

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本文编号:1478839

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