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由于我国地理环境的特殊因素,煤炭的储量达15980亿吨,是我国占据绝对优势的资源。有效对其开采和利用,是促进我国经济发展的途径之一。我国薄煤层占比较高,被开采量却很低,因此,高效对薄煤层开采,探寻高效便捷的开采方式,既能充分利用不可再生资源,又可起到节约时间成本、提高工作效率的作用。刨煤机作为薄煤层煤炭开采的主要设备,具有刨削深度浅、刨削速度快、刨削煤岩块度大、能同时完成采煤跟装煤等特点。刨煤机刨削煤岩的过程,是刨链拉动刨头沿刮板输送机中部槽进行刨削的一系列过程。依靠刨头上的刨刀对煤壁进行刨削,刨削掉落的煤岩,通过刨头上的犁形斜面,被运送到刮板输送机上。刨煤机刨削速度、刨削深度、进刀方式、中部槽偏差等会直接影响刨头的工作性能。本文在离散元理论基础上,利用离散元软件EDEM,建立了刨煤机刨头刨削煤岩的仿真模型。采用控制变量的方法,研究刨削深度、刨削速度、进刀方式、中部槽偏差等对刨头工作性能的影响,以刨刀三向载荷,载荷波动情况、以及刨头刨削比能耗作为刨头工作性能的评价指标。通过EDEM和ANSYS耦合,对刨刀进行静力学分析和参数优化,有效了提高了刨刀的可靠性。通过刨煤机刨削实验平台,进行实验测试,验证了仿真结果的可靠性。主要研究成果如下:1、刨削深度增大,可以提高刨煤机的工作效率,降低刨削比能耗,但同时也会导致刨刀载荷变大,影响刨头工作稳定性。提高刨削速度,可以加快刨削效率,但对刨刀载荷波动影响较大,降低刨头运动的稳定性。斜切进刀过程中,随着刨削深度的不断加大,刨刀三向力随之加大,刨削比能耗降低。直线刨削工况下,刨煤机运行状态最为稳定,载荷波动较小,由于,煤岩崩落的随机性,刨刀三向力在一定范围内存在随机性波动。中部槽发生位移偏离,导致刨头刨削的运动轨迹发生改变,刨削深度的改变,进而改变了刨刀受载情况,载荷波动变大。2、通过EDEM和ANSYS耦合,对刨刀进行静力学特性分析,发现刨刀应力集中区域,主要为刀尖区域,通过对刨刀前角,刨刀后角,刨刀厚度等进行参数优化,获得最优解,刨刀刀尖处最大应力降低6.97%,提高了刨刀的可靠性。3、通过刨煤机刨削实验平台,人工模拟煤壁的合成,在指定刨削速度,不同刨削深度和指定刨削深度,不同刨削速度,两种情况进行下进行实验研究,验证了仿真结果的可靠性。本论文有图40幅,表18个,参考文献70篇。