采煤机螺旋滚筒是综合机械化采煤的主要工作机构,完成采煤机的截煤与装煤。螺旋滚筒的截煤性能基本可以满足不同地质工况的煤岩体,但工作面现场的实际装煤性能与设计指标差距较大,究其原因是由于影响采煤机螺旋滚筒装煤性能的设计参数众多,边界条件的限制使设计参数无法同时取到最优值导致部分螺旋滚筒的实际装煤性能不足60%。同时,在切割组件研究方面,螺旋滚筒截割端盘的齿座最先接触煤岩体,由于齿座空间安装角度及排列方式的不合理,切割组件切入煤层时出现顶刀现象,导致螺旋滚筒无法顺利切入煤岩体,即切割组件的安装参数与力学性能也是影响滚筒设计的关键因素。此外,采煤机螺旋滚筒朝着大截割直径及超大截割直径的方向发展,所以,基于现有采煤机截割功率及结构特性,优化螺旋滚筒核心结构,减小整机重量并降低截割比能耗尤为重要。综合上述分析,本文在普通采煤机螺旋滚筒的结构及设计参数分析的基础上,完成以下研究:1、基于现场试验数据的分析,本文提出一种新型双参数设计法,用于分析采煤机螺旋滚筒的结构及确定设计参数。与主流设计法相比,该方法设计的螺旋滚筒装煤效率更高,对综合机械化采煤设备的影响程度更低。2、通过研究普通截齿的力学性能,本文提出一种新型自旋凹槽截齿结构和一种改良的截割端盘齿座的排列方式。3、端盘所承受的综合截割阻力最大,其动态特性对螺旋滚筒的综合性能有较大影响。本文优化了螺旋滚筒的截割端盘及螺旋叶片结构,将其改为中空的可拆卸式分体结构,进而提出了一种新型中空采煤机螺旋滚筒结构。4、通过与普通螺旋滚筒的综合性能对比,得出中空采煤机螺旋滚筒综合性能更优,对提高大直径采煤机螺旋滚筒的截煤及装煤性能有一定的指导意义。5、螺旋滚筒的喷雾系统是综合机械化采煤工作面的除尘及降温设备,为螺旋滚筒提供优良的工作环境,喷雾效果的好坏决定着螺旋滚筒的工作寿命。本文就新型采煤机螺旋滚筒的结构特点,设计了与其结构对应的喷雾系统。