【摘 要】
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针对极薄煤层滚筒采煤机装煤效率低的问题,研制一种滚筒倾斜布置采煤机,以提高极薄煤层采煤机的装煤效率。以倾斜布置滚筒为研究对象,分别从理论、模拟和试验三方面研究其载荷特性和装煤效率。对倾斜布置滚筒进行运动学分析,给出滚筒倾斜布置截齿切削厚度的算法,参考滚筒常规布置截齿三向载荷理论模型,建立滚筒倾斜布置截齿三向载荷理论模型。以滚筒常规布置装煤效率理论模型为基础,综合考虑滚筒倾斜角度对装煤效率的影响,建
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针对极薄煤层滚筒采煤机装煤效率低的问题,研制一种滚筒倾斜布置采煤机,以提高极薄煤层采煤机的装煤效率。以倾斜布置滚筒为研究对象,分别从理论、模拟和试验三方面研究其载荷特性和装煤效率。对倾斜布置滚筒进行运动学分析,给出滚筒倾斜布置截齿切削厚度的算法,参考滚筒常规布置截齿三向载荷理论模型,建立滚筒倾斜布置截齿三向载荷理论模型。以滚筒常规布置装煤效率理论模型为基础,综合考虑滚筒倾斜角度对装煤效率的影响,建立滚筒倾斜布置装煤效率理论模型。运用EDEM软件建立滚筒常规布置、倾斜布置截割煤岩的数值模型,采用单因素控制变量法分别进行截煤模拟和装煤模拟。通过截齿三向载荷谱研究滚筒常规布置截齿三向载荷随不同最大切削厚度、不同轴向倾斜角的变化规律以及滚筒倾斜布置截齿三向载荷、滚筒三向载荷随不同最大切削厚度的变化规律。结合滚筒倾斜布置截齿三向载荷模拟数据,采用最小二乘法修正滚筒倾斜布置截齿三向载荷理论模型。滚筒装煤模拟结果表明:滚筒倾斜布置装煤效率明显高于滚筒常规布置装煤效率;滚筒逆转装煤效率高于顺转装煤效率;滚筒倾斜布置顺转装煤时,在一定范围内采煤机牵引速度和滚筒转速对装煤效率的影响较小。结合装煤模拟结果算出滚筒倾斜布置装煤效率理论模型修正系数。利用多截齿旋转截割试验台进行单因素截割试验,引入希尔伯特黄变换、排列熵两种方法提取载荷谱截割信息,给出载荷谱均值、排列熵、能量占比三个指标评价截齿轴向倾斜角、最大切削厚度对截齿三向载荷谱的影响规律。对比分析滚筒常规布置截齿三向载荷理论值、模拟值和试验值,三者变化规律一致,吻合度较高,验证了数值模拟的正确性,间接验证了滚筒倾斜布置截齿三向载荷理论模型的正确性。载荷模型和装煤效率模型的建立为极薄煤层滚筒倾斜布置采煤机的结构设计与工作参数确定提供了理论参考。该论文有图92幅,表10个,参考文献52篇
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