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滚筒采煤机工作过程中,为实现用尽可能少的能量截割更多的煤,可用比能耗来衡量采煤机的能量利用率。由于煤岩地质条件的复杂多变,加之多场耦合作用,使得截割部系统截割煤岩工况和受载状态存在着强烈的非线性、瞬时性。采煤机运行时,煤层性质、采煤机结构参数以及各种工况参数,如截割深度、牵引速度等都会影响能耗的变化。因此,动载荷作用下采煤机截割能耗的变化规律如何,存在哪些主要的影响因素,如何降低采煤机能耗和提高采煤机能量利用率都是亟待解决的关键问题。 对于截割载荷,以往都是根据经验或仿真得到,对于整机实验测试载荷部分一直是空白的。本文基于张家口煤机厂国家能源煤矿采掘设备研发(实验)中心采煤机整机试验台得到载荷数据,建立截割部动力学模型和截割比能耗模型,分析牵引速度、截割深度和截割方式对载荷和比能耗的影响,为研究载荷特征和后续试验数据比能耗求解提供理论依据;为增加信号的可信度,对截割载荷特征采用小波降噪,再用分形方法求取各分形特征值以此来描述不同工况截割过程的物理参数;根据比能耗求解公式,对试验载荷进行比能耗求解,对比不同工况下比能耗分析其影响因素,并对截割功率进行分形特征分析,用其特征值与比能耗进行对比分析观察其规律。研究成果将为采煤机的研发和使用提供理论基础以及对降低煤炭科学产能的实现具有重要的科学意义。