【摘 要】
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为解决采煤机镐型截齿磨偏磨损失效等问题,提出镐型截齿自旋转机理。在分析镐型截齿几何参数、煤岩性质的基础上,建立镐型截齿截割过程中的自旋转数学模型,定量给出自旋转的极限
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为解决采煤机镐型截齿磨偏磨损失效等问题,提出镐型截齿自旋转机理。在分析镐型截齿几何参数、煤岩性质的基础上,建立镐型截齿截割过程中的自旋转数学模型,定量给出自旋转的极限条件,为镐型截齿的设计、计算、安装布置等提供理论依据,从而提高采煤机的工作效率、成煤率,更适应煤炭生产发展的需要。 结合煤岩破碎机理、镐型截齿的截割状态及截齿自身的结构尺寸,建立镐型截齿截煤力学模型及自旋转数学模型,理论推导出截齿自旋转的可能性;着重研究煤岩体的性质和截齿结构参数的影响,采用正交试验方法对各个影响因素进行正交试验设计,得出影响截齿自旋转的最主要因素;运用MATLAB软件对齿槽两侧非对称同时崩落和非同时崩落两种煤岩崩落情况进行模拟仿真,确定截齿在工作过程中的自旋转的可能性与条件;运用ABAQUS软件对镐型截齿及组件在截割煤岩体状态下的力学特性进行仿真分析,得出截齿及组件的应力、应变云图、曲线。 通过对镐型截齿及其组件的受力特性的理论分析,结果表明:对于本文给定的截齿,当煤岩体反作用力在截齿上的作用处半径r、截齿楔入角β、煤岩体与截齿的摩擦系数f、截齿半锥角α满足8.5mm≤r≤10mm,38.9°≤β≤50°,0.6≤f≤0.84,32°≤α≤40°时截齿最易自旋转;结合ABAQUS软件的仿真分析,得出:单齿静力分析中,最大等效应力出现在刀头处,.焊缝处应力变化不等,容易导致合金刀头脱落;对组件静力分析得出,载荷作用点位置不同,齿体齿套应力不等,作用点越靠近刀头焊缝处,各组件的应力越小,间接证明镐型截齿的可旋转性能;单齿动力分析,焊缝应力变化较大,容易引起截齿失效;由截齿组件动力分析得出,齿体与齿套间的应力变化不同步,两者之间的力的作用可能促使截齿发生自旋转现象。
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