刨煤机是薄煤层开采的主要机械,刨刀是刨削煤层的关键零部件。由于煤层结构复杂多变,在刨削过程中刨刀会产生不同形式的失效,本文选取了刨刀的三种典型失效形式:刨刀刀头磨损、硬质合金头崩刃和硬质合金头脱落。不同失效形式的刨刀,其动力学特性存在差异。本文通过理论分析、数值仿真和有限元仿真分析相结合的方法,针对刨煤机典型失效刨刀的动力学特性问题进行深入系统的研究,为刨刀的失效检测与诊断、刨刀刨削效率的提升、刨煤机的智能化健康管理以及刨煤机的可靠运行提供理论支持。主要研究内容为:1.分析了刨煤机刨刀的类型和基本结构。以刨煤机长刀为研究对象,阐述了刨刀的典型失效形式和产生失效的主要原因。2.分析了刨煤机典型失效刨刀的受力,刨刀会受到两种形式的载荷:在不含包裹体和含包裹体煤层工况条件下,刀具上的随机载荷分别服从Normal分布和Gamma分布。3.建立了失效刨刀的动力学模型,并通过MATLAB软件对模型进行数值仿真求解,得到了典型失效刨刀的位移、速度和加速度的时间历程曲线,仿真结果表明:无论失效刨刀所受随机载荷是Normal分布还是Gamma分布,刨刀在(5方向（刨削阻力方向）的振动幅度最大,振动最剧烈,(3方向（煤壁侧向力方向）次之,(4方向（煤壁挤压力方向）最小;三种典型的失效形式中,硬质合金头脱落刨刀的振动幅度最大,磨损次之,崩刃最小。4.通过ANSYS Workbench软件建立了失效刨刀的有限元仿真模型,通过仿真得到了典型刨刀的位移、速度和加速的时间历程曲线和失效刨刀的应力、应变云图,结果表明:两种载荷条件下刨刀在(5方向（刨削阻力方向）的振动最剧烈,(3方向（煤壁侧向力方向）次之,(4方向（煤壁挤压力方向）最小;三种失效形式中,硬质合金头脱落刨刀的振动幅度最大,磨损次之,崩刃最小;对刨刀的应力、应变进行了研究分析,结果表明:刀头部位与刀体弯曲处为刨刀所受应力、应变最大的部位。5.对刨煤机典型失效刨刀有限元仿真的加速度进行了能量和频谱分析,结果表明:当刨刀所受载荷为Normal分布的随机载荷时,刨刀的振动加速度能量主要集中8.75～10Hz,刨刀的振动加速度在0～10Hz频率范围内逐渐升高;当刨刀所受载荷为Gamma分布的随机载荷时,刨刀的振动加速度能量分布较分散,主要分布在2.5～10Hz,刨刀的振动加速度在0～10Hz频率范围内逐渐升高;当失效形式为硬质合金头脱落时加速度幅值最大,磨损次之,硬质合金头崩刃最小。该论文有图92幅,表30个,参考文献63篇。