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采煤机斜切进刀过程是采煤工艺的重要组成部分,煤岩的各向异性及截割机理使得采用离散元及虚拟样机技术开展采煤机斜切进刀仿真中煤岩建模方法的研究更加贴近实际。以兖州矿业集团杨村矿17层4602工作面的煤岩赋存条件为基础,对滚筒载荷特性及截割部的动力学特性进行研究。应用Pro/E建立MG2×55/250-BW型采煤机截割部三维实体模型,并对其斜切进刀过程进行分析,在利用EDEM建立螺旋滚筒截割含夹矸整体与分段煤壁两种离散元仿真模型,并分析滚筒载荷相对误差的基础上,确定采用分段建模的方法研究螺旋滚筒在斜切进刀工况下截割含夹矸煤壁与全煤煤壁过程中采煤机牵引速度及煤岩赋存条件对滚筒所受载荷的影响。将截割部摇臂壳体及行星架三维实体模型导入到ANSYS中进行柔性化处理,在ADAMS中将截割部摇臂壳体及行星架的刚性件替换成柔性件,建立采煤机截割部刚柔耦合虚拟样机模型,并根据从EDEM中导出的滚筒载荷数据对采煤机截割部刚柔耦合虚拟样机模型进行动力学分析,得到摇臂壳体及行星架的应力集中部位及其应力变化曲线。结果表明:(1)在煤壁整体与分段两种建模方法下,滚筒截割所受载荷随时间变化曲线基本吻合,相对误差稳定在2%以内,证明了分段建模方法的可行性,且该方法可以节约90%的仿真时间,极大地缩短了仿真周期。(2)在斜切进刀过程中,牵引阻力约为截割阻力的2倍;当滚筒与煤壁间的夹角最大(本文为5°)时,滚筒所受轴向力最大。(3)滚筒在截割全煤时所受载荷约为截割含夹矸煤壁时的20%。(4)摇臂壳体输出端的拐点处、摇臂与牵引部壳体相连的上耳处以及与调高油缸相连的下耳处是应力比较集中的位置,应力最大值为102.512MPa,未超过许用应力120MPa;行星架花键退刀槽处所受应力最大,最大值为176.931MPa,未超过许用应力536.8478MPa,满足设计要求。该论文有图46幅,表13个,参考文献102篇。