【摘 要】
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为获得碟盘刀具振动破碎煤岩的动力学特性,分别从理论、仿真与试验对课题组提出的轴向振动与径向切削复合破碎煤岩的碟盘截割机构进行不同参数下的动力学特性研究。通过分析碟盘刀具与煤岩的作用关系,构建了激振箱-碟盘刀具-煤岩系统三自由度动力学微分方程,经计算传动轴刚度过大对机构动力学影响较小,将其简化为激振箱-煤岩系统二自由度动力学等效模型,推导了不同参数下碟盘刀具与煤岩振幅的表达式;增大激振系统刚度或增大
【基金项目】
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国家自然基金项目“复合动力碟盘截割机构破碎煤岩的力学机理与性能评价”（51974111）； 国家自然科学基金项目“截-楔组合破碎硬岩的机制及其载荷谱重构”（51674106）；
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为获得碟盘刀具振动破碎煤岩的动力学特性,分别从理论、仿真与试验对课题组提出的轴向振动与径向切削复合破碎煤岩的碟盘截割机构进行不同参数下的动力学特性研究。通过分析碟盘刀具与煤岩的作用关系,构建了激振箱-碟盘刀具-煤岩系统三自由度动力学微分方程,经计算传动轴刚度过大对机构动力学影响较小,将其简化为激振箱-煤岩系统二自由度动力学等效模型,推导了不同参数下碟盘刀具与煤岩振幅的表达式;增大激振系统刚度或增大激振频率时,碟盘振幅均达到最大值之后逐渐减小;偏心块厚度增大碟盘振幅明显增大。建立激振系统单自由度动力学模型,其固有频率随刚度增大而增大,碟盘振幅变化规律与激振系统-煤岩二自由度动力学等效模型一致。在ADAMS中分析空载时不同激振系统刚度、激振频率以及偏心块厚度等工况下碟盘振幅、固有频率的变化规律与理论分析一致。建立碟盘截割机构ADAMS与EDEM联合仿真模型,将EDEM中碟盘刀具在不同工况下的受载实时传输到ADAMS中进行机构在破碎煤岩时的动力学仿真,碟盘振幅越大、激振频率越高、偏心块越厚则轴向载荷均值越大、径向载荷均值越小;激振频率小于固有频率与相同偏心块厚度情况下,带载时碟盘振幅要小于空载时碟盘振幅。通过碟盘截割机构试验台进行试验,改变频率、偏心块厚度时进行空载试验,碟盘振幅变化规律与理论、仿真一致;在改变激振频率时进行截割试验,碟盘刀具的试验径向载荷均值与仿真载荷均值有相同的变化规律;更换机构偏心块,碟盘振幅与偏心块厚度呈正比;由于碟盘截割机构破碎煤岩时存在偏移量大、振幅不可控等局限性,对试验台进行了改进设计。通过理论、仿真以及试验对碟盘截割机构的动力学特性进行了研究,该研究对破碎煤岩时的参数选择具有参考意义,为新型碟盘截割机构的改进提供了理论基础。该论文有图68幅,表12个,参考文献61篇
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