【摘 要】
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采煤机螺旋滚筒截割夹矸煤岩时载荷波动剧烈,滚筒磨损严重。结合Archard磨损理论和煤岩截割理论,用Pro/E软件和EDEM软件分别建立截割部和含不同硬度夹矸的煤壁模型,通过仿真
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采煤机螺旋滚筒截割夹矸煤岩时载荷波动剧烈,滚筒磨损严重。结合Archard磨损理论和煤岩截割理论,用Pro/E软件和EDEM软件分别建立截割部和含不同硬度夹矸的煤壁模型,通过仿真对滚筒截齿和螺旋叶片的磨损位置及磨损程度进行量化分析。利用单因素分析法分析采煤机运动学参数、滚筒结构参数和煤岩坚固性系数对截齿和螺旋叶片受载及磨损的影响规律。结果表明:截齿在齿尖和轴肩处磨损较为严重;螺旋叶片在尾端和外缘靠近截齿齿根处磨损严重;随着滚筒转速增大,截齿和叶片的磨损量均呈现下降趋势;叶片螺旋升角由10°增加到18°时,螺旋叶片的磨损量呈现下降趋势,截齿的磨损量在叶片螺旋升角小于14°时呈上升趋势,叶片螺旋升角大于14°时成下降趋势,但螺旋升角的改变对截齿和叶片的磨损程度影响较小;采煤机牵引速度、滚筒截深、煤岩坚固性系数增大时截齿和叶片的磨损量呈现增长趋势,且滚筒截深的增加会导致采煤机的装煤率有所下降。基于正交实验法确定了使截齿和叶片磨损量最小的采煤机牵引速度、滚筒转速、滚筒截深和叶片螺旋升角与煤岩坚固性系数的最佳参数组合。基于EDEM与ADAMS软件的煤壁与螺旋滚筒的双向耦合仿真,研究滚筒的磨损及煤岩坚固性系数、采煤机运动学参数及滚筒截深和叶片螺旋升角对滚筒磨损问题的影响。相比于EDEM单软件仿真,耦合仿真下滚筒的载荷平均值增加了9.39%且载荷波动程度明显增加;截齿和螺旋叶片的磨损量同比EDEM单软件仿真结果分别增加了11.25%和10.69%。在ADAMS中得到滚筒的振动加速度和角加速度并对其进行时域和频域响应分析,表明滚筒截割煤岩过程中的振动会加剧滚筒的磨损,为研究滚筒磨损问题提供了新的途径。本篇论文有图65幅表31个参考文献71篇
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