基于EDEM的采煤机滚筒工作性能的仿真研究

发布时间：2020-03-17 07:58

【摘要】：为研究不同工况参数下采煤机滚筒的落煤特性,以MG500/1180-WD型号采煤机为研究对象,采用EDEM离散元仿真软件建立三维仿真模型,综合考虑煤岩块度、顶板压力对采煤机截割性能的影响,研究采煤机截割煤岩的动态过程,利用单因素试验法分析截割过程中煤岩颗粒的运动轨迹,研究不同截深、转速对采煤机装煤率、滚筒三向载荷、截割比能耗的影响以及滚筒包络范围内颗粒平均速度的变化曲线。结果表明:采煤机装煤率随转速增大先增后减的趋势,随截深增大而增大;滚筒三向载荷随转速增大而减小,随截深增大而增大;截割比能耗随转速、截深增大而增大。综合考虑选择低转速、大截深的滚筒可以在一定程度上提高采煤机装煤率;同时为提高采煤机的截割效率,减小耗损可以在保障装煤率的前提下,适当减小截深。研究结果为采煤机高效截割提供了改进参考。
【图文】：

筒转速、截深对采煤机装煤性能的影响;最后对截割过程中滚筒三向载荷、截割比能耗的变化规律进行研究，揭示滚筒与煤岩间的相互作用机制。1滚筒截割过程仿真模型的建立1.1颗粒模型及参数的设定根据实际工况下的煤岩块度将煤岩模型简化成特定形状、尺寸的颗粒，通过导入颗粒模板来模拟煤岩的不规则形状［10－11］。参照文献［12］采用Pro/E在0～50mm范围内创建9种不规则形状的几何体，作为煤岩颗粒模板，在EDEM中通过创建多个球面来定义颗粒的几何特征，并对颗粒模板进行填充，得到不同形状、尺寸的颗粒模型，如图1所示，颗粒尺寸为模型的最大直径。在EDEM软件中添加煤、岩石两种材料，材料参图1颗粒模型Fig.1Particlemodel数见表1。设置图1(a)颗粒材料为岩石，图1(b)～(i)的颗粒材料为煤，图1(b)～(d)的颗粒为细骨料，图1(e)～(i)的颗粒为粗骨料。采用正态分布法在给定范围内随机生成不同大小的煤岩颗粒，设置均值为颗粒尺寸，粗骨料方差为0.8，细骨料方差为0.15，设置颗粒总数为30万，参照文献［12］设置粗细骨料比为2∶3，通过颗粒工厂将不同尺寸、材料的颗粒进行随机混合，形成煤与岩石的复合体如图2所示。表1材料参数Table1Materialparameters参数煤岩石参数煤岩石泊松比0.50.2恢复系数0.500.50剪切模量/MPa1.0×1025.0×107静摩摩擦因数0.500.45密度/(kg·m－3)14002600滚动摩擦因数0.010.01图2煤岩模型Fig.2Modelofcoal本文采用Hertz－Mindlin黏结模型模拟煤岩的物理状态。颗粒黏结模型如图3所示，以Oc为中心，Ｒ为半径的圆盘上分布着一系列常刚度的平1070

础⒊叽绲目帕ＤＰ停嚆缤?所示，颗粒尺寸为模型的最大直径。在EDEM软件中添加煤、岩石两种材料，材料参图1颗粒模型Fig.1Particlemodel数见表1。设置图1(a)颗粒材料为岩石，图1(b)～(i)的颗粒材料为煤，图1(b)～(d)的颗粒为细骨料，图1(e)～(i)的颗粒为粗骨料。采用正态分布法在给定范围内随机生成不同大小的煤岩颗粒，设置均值为颗粒尺寸，粗骨料方差为0.8，细骨料方差为0.15，设置颗粒总数为30万，参照文献［12］设置粗细骨料比为2∶3，通过颗粒工厂将不同尺寸、材料的颗粒进行随机混合，形成煤与岩石的复合体如图2所示。表1材料参数Table1Materialparameters参数煤岩石参数煤岩石泊松比0.50.2恢复系数0.500.50剪切模量/MPa1.0×1025.0×107静摩摩擦因数0.500.45密度/(kg·m－3)14002600滚动摩擦因数0.010.01图2煤岩模型Fig.2Modelofcoal本文采用Hertz－Mindlin黏结模型模拟煤岩的物理状态。颗粒黏结模型如图3所示，以Oc为中心，，Ｒ为半径的圆盘上分布着一系列常刚度的平1070

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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本文编号：2587482