螺旋滚筒是采煤机的工作机构,承担着落煤和装煤两大任务,与煤岩体间存在强烈的耦合作用,截齿和螺旋叶片的磨损不可避免,特别是工作在含夹矸煤层的薄煤层采煤机螺旋滚筒,其摩擦损耗更为严重。为研究采煤机螺旋滚筒截割含夹矸煤岩双向耦合作用机理及磨损特性,提高采煤机螺旋滚筒的截割-磨损性能,以国家自然科学基金项目“夹矸煤岩高效截割滚筒落煤动力传递规律及结构进化理论研究（51674134）”、辽宁省重点项目“采煤机螺旋滚筒激光增材再制造成形轨迹规划与质量控制研究（LJ2017ZL001）”及“采煤机螺旋滚筒辅助设计及载荷计算软件开发”企业委托项目为支撑,开展的主要研究工作及取得的相关研究成果如下:依据煤岩物理、力学性质测试实验结果,采用单轴压缩、巴西劈裂模拟试验和神经网络标定异形煤岩颗粒接触参数和粘结参数;联合EDEM、RecurDyn构建螺旋滚筒截割含夹矸煤岩 DEM-MFBD（Discrete Element Method-Multi Flexible Body Dynamics）耦合模型。基于DEM-MFBD仿真研究螺旋滚筒截割含夹矸煤岩双向耦合作用机理及截齿、螺旋叶片磨损分布特点。采用单因素法分析煤岩抗压强度、滚筒结构参数、采煤机运动学参数对螺旋滚筒磨损的影响规律。结果表明:煤岩抗压强度由30MPa增至50MPa,截齿和螺旋叶片磨损深度平均增长率分别为41.20%和19.51%;采煤机牵引速度由2m/min提高至6m/min,颗粒间接触载荷增加、煤流速度峰值平均减小率为10.05%、截齿和螺旋叶片磨损深度平均增长率为14.595%和11.12%;滚筒转速由70r/min提高至110r/min,颗粒间接触载荷减小、煤流速度峰值平均增长率为15.26%、截齿磨损深度平均减小率为14.57%、叶片磨损深度先增加后减小;滚筒沿竖直方向振动、绕其轴向晃动较为明显;齿尖及螺旋叶片尾端存在明显应力集中,是螺旋滚筒易损部位。截割恶劣工况时,考虑磨损问题应优先选用顺序式螺旋滚筒。采用响应面法分析采煤机牵引速度、滚筒转速、叶片螺旋升角和齿尖半锥角对螺旋滚筒磨损影响的显著性及交互作用,结果表明:牵引速度对螺旋滚筒磨损影响最为显著,牵引速度与滚筒转速对截齿、螺旋叶片磨损影响的交互作用明显。构造采煤机截割-磨损性能多目标优化模型,对采煤机牵引速度和滚筒转速进行分级优化。通过主成分分析法（PCA）和概率神经网络（PNN）实现煤岩抗压强度等级识别。基于矢量控制原理建立螺旋滚筒减磨高效截割的协同调速控制系统,仿真结果表明:系统能够对牵引速度和滚筒转速进行精准调控,调控误差均小于5%,且与传统牵引调速方式相比,协同调速系统下采煤机具有更优的截割-磨损性能。论文的研究可为降低采煤机螺旋滚筒摩擦损耗及自适应变速截割提供新的方法,具有一定的理论意义和工程应用价值。该论文有图121幅,表36个,参考文献147篇。