磨损程度对刨煤机刨刀刨削性能影响的研究

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我国煤炭资源储备丰厚,薄煤层占有率约为全国煤炭储存的20%左右。刨煤机是开采薄煤层的主要机械,而刨刀是煤层开采过程中与煤壁直接接触的刨削工具,因此对于刨煤机刨刀刨削性能的研究十分重要。刨刀在刨削煤壁过程中会出现磨损等失效形式,本文主要研究磨损程度对刨煤机刨刀刨削性能的影响以短刀为例,对不同磨损程度短刀进行分析。短刀的磨损程度分为锐利刨刀、轻度磨损刨刀、中度磨损刨刀、重度磨损刨刀。使用Solid Works软件进行磨损刨刀建模,在Solid Works软件中的质量评估模块获取不同磨损刨刀的磨损质量。将建立的磨损刨刀模型导入到EDEM软件,利用EDEM软件模拟刨刀刨削煤壁过程,刨削完成后利用EDEM软件中的后处理模块得出不同磨损程度下短刀刨削煤壁的刨削阻力及煤岩刨削量,使用MATLAB软件计算出各类磨损刨刀刨削煤壁的单位能耗值。对得到的刨削阻力、煤岩刨削量及单位能耗值进行数据分析得出:重度磨损刨刀在单位时间内的刨削煤岩量最少且单位能耗值最高,刨削阻力会因为刨刀磨损程度的加剧出现明显的增大。在刨削煤岩过程中应进行适时更换以此提高刨刀的刨削性能。利用得到的刨削阻力在ANSYS软件中对各类磨损刨刀的总形变及各类刨刀的应力进行分析得出:重度磨损刨刀在刨削煤壁过程中会发生严重形变,等效应力随着刨刀的磨钝程度增大而增加。使用MATLAB软件对得到的刨削阻力、刨削量及单位能耗值进行回归分析,建立不同磨损程度刨刀与刨削性能之间的一元非线性关系,建立单位能耗值、单位刨削量、刨削阻力与不同磨损程度刨刀之间的多元回归关系,并对建立的一元回归模型及多元回归模型进行求解。最终通过回归分析可得:刨刀磨损程度增大,使得单位能耗值增大。刨刀磨损程度越严重,刨刀单位时间内的煤岩刨削量越少。刨刀在相同刨削深度条件下,刨刀磨损程度越大,刨削过程中受到的刨削阻力越大。该论文有图102幅,表14个,参考文献71篇。
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