采煤机截割载荷谱研究
本文选题:煤岩截割 + 数值模拟 ; 参考:《中国矿业大学》2017年硕士论文
【摘要】:在采煤机工作过程中,滚筒是采煤机的关键部位。滚筒载荷谱能正确反映采煤机的工作状况,分析研究采煤机载荷谱,找出各参数与载荷谱间的关系,是合理设计采煤机的前提。此外,合理选择采煤机运动参数对提高采煤机寿命和可靠性都具有十分重要的实际意义。本文通过地面试验、数值模拟和理论计算三种方法,分别得到了采煤机滚筒扭矩值,并对其进行了载荷分析。此外,通过数值模拟和理论计算两种方法,分析研究了采煤机运动参数对采煤机工作的影响。本文主要得到的结论如下:(1)采用理论分析、数值模拟和地面试验对比的方法对典型工况条件下的理论模型和离散元模型进行了验证,说明数值模拟和理论计算均能合理有效地进行滚筒截割扭矩的预测和计算,为截割机具的设计提供了可靠的技术手段。(2)对典型工况条件下截割载荷谱的幅值域、时频域的概率分布、相关性和功率谱密度进行分析,发现采煤机滚筒截割扭矩载荷信号由随机信号和0~10Hz的周期信号合成,且分布服从gamma分布。(3)利用小波分析方法对典型工况条件下采煤机截割扭矩进行分析,得到各频率段的主要频率,其值与采煤机滚筒理论主要频率一致。对各主要频率的幅值进行分析比较,发现叶片头数、每条截线上的截齿数以及采煤机滚筒转速对截割扭矩的影响远大于相邻截齿周向夹角、端盘截齿组数以及叶片截线数对截割扭矩的影响。(4)综合对比牵引速度和滚筒转速对截割扭矩和截割比能耗的影响,发现滚筒扭矩与牵引速度和滚筒转速的比值,即最大截割厚度呈线性关系;滚筒截割比能耗与滚筒转速和牵引速度负0.5次幂的乘积呈线性关系。
[Abstract]:In the working process of shearer, drum is the key part of shearer. The roller load spectrum can correctly reflect the working condition of shearer, analyze and study the load spectrum of shearer, and find out the relation between each parameter and load spectrum, which is the premise of reasonable design of shearer. In addition, the reasonable selection of shearer motion parameters is of great practical significance to improve the shearer's life and reliability. In this paper, three methods of ground test, numerical simulation and theoretical calculation are used to obtain the torque value of shearer drum, and the load analysis is carried out. In addition, through numerical simulation and theoretical calculation, the influence of shearer motion parameters on shearer work is analyzed and studied. The main conclusions of this paper are as follows: (1) the theoretical model and discrete element model under typical operating conditions are verified by theoretical analysis, numerical simulation and ground test. It is shown that both numerical simulation and theoretical calculation can reasonably and effectively predict and calculate the cutting torque of the cylinder, which provides a reliable technical means for the design of cutting tools and provides a reliable technical means for the amplitude range of cutting load spectrum under typical working conditions. By analyzing the probability distribution, correlation and power spectrum density in time-frequency domain, it is found that the load signal of cutting torque of shearer drum is synthesized by random signal and periodic signal of 0 ~ 10Hz. Using wavelet analysis method, the cutting torque of shearer under typical working condition is analyzed, and the main frequency of each frequency section is obtained, which is consistent with the main frequency of shearer drum theory. By analyzing and comparing the amplitudes of each main frequency, it is found that the number of blade heads, the number of cutters on each cutting line and the rotary speed of shearer drum have much greater influence on cutting torque than the circumferential angle of adjacent cutters. The influence of the number of end disk gear and the number of blade cutting lines on cutting torque. (4) comparing the effects of traction speed and cylinder speed on cutting torque and cutting specific energy consumption, the ratio of drum torque to traction speed and cylinder speed is found. That is, the maximum cutting thickness is linearly related, and the specific energy consumption of cylinder cutting is linearly related to the product of negative 0.5 power of rotary speed and traction speed.
【学位授予单位】:中国矿业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TD421.6
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本文编号:2037456
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