滚筒结构参数对粉尘爆炸率的影响

通过假设与简化,建立了采煤工作面粉尘爆炸率与采煤机滚筒设计参数间关系的数学模型.以国产某型滚筒式采煤机为例,采用计算机模拟的方法得到了采煤机滚筒直径、螺旋叶片头数与粉尘爆炸率之间的关系曲线.通过分析,确定了各参数对粉尘爆炸率的影响,为预测不同结构滚筒参数的采煤机对粉尘爆炸率的影响,完善采煤机工作性能的评价体系,改进滚筒设计,减小采煤机的截割粉尘,降低粉尘爆炸率,提高煤炭生产的安全性提供理论依据.     

采煤机截齿排列参数对粉尘爆炸率的影响

利用假设与简化,建立了粉尘爆炸率与滚筒设计参数间关系的数学模型,以国产某型滚筒式采煤机为例,模拟得到了粉尘爆炸率与截线间距、每线齿数、叶片头数、截齿最大切屑厚度之间的关系曲线,通过分析,确定了上述采煤机截齿排列各参数对粉尘爆炸率的影响,为改进机器设计、合理确定采煤机的截齿排列参数、为减小采煤机的截割粉尘、降低粉尘爆炸率、提高煤炭生产的安全性提供理论依据。     

采煤机截割产尘的数学模型

通过分析与假设，文章建立了采煤机械割粉尘与截齿排列参数、滚筒结构参数和采煤机运动参数之间关系的数学模型，并对模型进行了显著性检验。该模型不仅能计算采煤机截割产尘量大，而且可以用于定量地分析各种因素对截割粉尘的影响，这对于评价采煤机的工作性能和改进其设计与操作都具有非常重要的作用。     

采煤机截割粉尘扩散运移规律的试验研究

采煤机割煤滚筒旋转形成涡旋风流是导致割煤截割粉尘扩散运移的直接原因.通过对成庄煤矿某综放工作面采煤机割煤滚筒受限空间截割粉尘现场实测,分析研究截割粉尘在不同条件下扩散运移的基本规律,得出无论是顺风割煤还是逆风割煤,涡旋风流场对截割粉尘的作用主要发生在割煤滚筒靠近采煤机机身侧的下1/4圆周区域,并使该区域顺风割煤时截割呼吸性粉尘质量浓度达到95 mg/m~3,逆风割煤时呼吸性粉尘质量浓度达到110mg/m~3,远远高于国家有关标准和要求.     

普采工作面呼吸性粉尘浓度分布的数学模型

普采工作面是煤矿主要尘源之一,而采煤机滚筒割煤是普采工作面粉尘的主要来源.将采煤机滚筒简化成沿高度方向的连续集中线源,依据扩散理论,建立滚筒割煤时呼吸性粉尘扩散的数学模型.结合工作面物理模型,得出工作面呼吸性粉尘浓度分布的表达式.通过计算实例,分析了普采工作面呼吸性粉尘浓度分布规律及其影响因素.     

连续采煤机运动参数对截割载荷影响的研究

为了研究连续采煤机的运动参数对截割机构载荷的影响,通过对截割机构的受力分析,建立了连续采煤机截割滚筒载荷的数学模型。利用计算机模拟的方法,对不同滚筒转数、不同悬臂摆动速度下连续采煤机截割机构的载荷进行了模拟,得到了连续采煤机截割过程截割机构的三向载荷大小及其变化规律。结果表明,在截割机构的三向载荷中,推进阻力最大,升降阻力的波动最明显,各向载荷随悬臂摆动速度的增大而增加,随滚筒转速的提高而降低,所得结果为合理确定连续采煤机的运动参数、进一步改善连续采煤机的截割性能和工作质量提供了依据。     

连续采煤机截割滚筒的运动学分析

为了研究连续采煤机的动力学行为,提高采煤机工作机构的设计质量,根据实际工况,分析了连续采煤机截割滚筒的运动轨迹,建立了采煤机滚筒截齿的轨迹方程、速度方程和加速度方程,通过计算机仿真,分析了滚筒转速、垂直摆动速度对截齿运动参数的影响,为合理选择截割滚筒的工作参数和提高工作机构的设计质量提供了理论依据。     

基于PRO/E的连续采煤机滚筒的参数化设计

依据连续采煤机截割滚筒整体结构和装配关系,利用Pro/Engineer强大的参数化造型技术及其提供的二次开发模块Pro/Toolkit,建立了连续采煤机截割滚筒参数化设计系统.该设计可避免产品设计过程中不必要的重复性工作,提高了设计的质量、水平以及工作效率,为深入开展连续采煤机截割滚筒的仿真研究奠定了基础.     

采煤机滚筒截齿的截线距分析及优化

为降低采煤机滚筒的截割比能耗,以某型采煤机的截割滚筒为研究对象,对合理选择截齿的截线距和切削厚度的比值进行了研究。利用UG三维CAD软件建立了3种不同截线距的截割滚筒模型,通过ANSYS/LS-DYNA对2组不同切削厚度情况下采煤机滚筒截割煤壁的过程进行了模拟,得到了镐形截齿所受截割力、特定时间内截落煤壁总体积、滚筒所受截割扭矩及截割比能耗等。通过对比这2组采煤机滚筒的截割比能耗和其他相关数据,分析了截线距和切削厚度的比值与截割效率的关系。结果表明,截线距和切削厚度的比值在2左右时,采煤机滚筒的截割比能耗最小。本研究结果对采煤机设计过程中滚筒截线距、滚筒转速和采煤机牵引速度三者之间的最佳匹配有一定的参考价值。     

采煤机参数与工作面噪声关系的数学模型

为减少采煤工作面噪声的危害,分析了采煤机噪声的构成,通过假设与简化,建立了采煤机参数与工作面噪声之间关系的数学模型,并编制计算机程序和利用所建模型对采煤机工作面的噪声进行模拟研究.研究表明,工作面噪声随滚筒直径与转速、截割阻抗及牵引速度等参数的增加而增大,随截线间距、切屑厚度、煤岩脆性程度的增大而减小.该模型对于评价机器工作性能、改进机器设计等具有重要理论意义.     

采煤机螺旋滚筒参数的优化设计

本文分析了采煤机滚筒结构参数与运转参数对截装性能的影响,提出了螺旋滚筒的评价指标。在此基础上,应用规划论方法,建立了螺旋滚筒参数优化模型,并据此对不同煤层厚度适用的螺旋滚简参数进行了优化设计。例算表明,此模型用于滚筒参数设计是可行的。     

滚筒结构参数对工作面噪声的影响

为降低采煤工作面噪声、改善作业环境,建立了滚筒结构参数与工作面噪声关系的数学模型,通过计算机模拟,得到了螺旋滚筒直径和宽度与工作面噪声的关系曲线.结果表明:随着滚筒直径的增加,工作面噪声也逐渐增大,当滚筒直径大于1.4 m时,工作面噪声变化趋缓;随着滚筒宽度的增加,截割阻力增大,工作面噪声近似线性增加.正确设计滚筒直径和宽度,既可保证采煤机很好地完成落煤、装煤任务,又能有效缓解工作面的噪声.     

采煤机运动参数对工作面温升的影响

采煤工作面的温度关系到工人的健康、设备的使用性能和煤炭生产的安全。为了研究采煤机运动参数对工作面温升的影响,建立了采煤机设计参数与工作面温升关系的数学模型,分析了采煤机的牵引速度、滚筒转速与工作面温升之间的关系及其影响。模拟结果表明,采煤机的运动参数对工作面的温升有直接的影响,工作面的温度随采煤机牵引速度的提高迅速增加,滚筒转速对工作面的温升影响较大;适当降低采煤机的牵引速度和滚筒转速能降低采煤工作面的温升。该结果为正确选择采煤机的运动参数、减少采煤机工作发热、降低采煤工作面温升、进一步改善采煤工作面的环境提供了依据。     

复杂煤层采煤机滚筒载荷的数值模拟

为解决复杂煤层下工作的采煤机截齿磨损严重、缺失以及滚筒寿命低等问题,通过分析截齿与煤岩的接触位姿以及单齿的力学模型,建立了复杂煤层条件下采煤机滚筒的力学模型。为便于工程分析与应用,适当简化了截齿与煤岩的截割状态,以离散随机过程判断每一时刻截割过程中的受力状态,给出了复杂煤层下采煤机滚筒载荷的模拟算法。该模拟算法可实现任意旋转周期内滚筒三向载荷和负载扭矩的模拟,为采煤机滚筒的数字化设计提供条件。     

基于知识的采煤机螺旋滚筒专家系统设计

为解决采煤机螺旋滚筒设计以手工分析、计算为主,设计效率低、设计质量因设计者而异的问题,通过对专家系统关键技术的分析与研究,借鉴专家的经验和设计实例,以VB6.0为编写平台,采用模块化思想,自下而上地建立了采煤机螺旋滚筒专家系统。利用该系统能快速地对螺旋滚筒结构进行设计与仿真,快速而稳定地实现了采煤机螺旋滚筒设计,保证了采煤机滚筒的设计质量和提高了设计效率,为设计高质量的采煤机奠定了基础。     

采煤机工作位置对工作面噪声的影响

利用所建立的数学模型,以国产某型滚筒式采煤机为例,采用计算机模拟的方法,得到了采煤机工作位置与工作面噪声之间关系的曲线,确定了采煤机工作位置对工作面噪声的影响,为预测采煤机工作对工作面噪声的影响、完善采煤机工作性能的评价体系、改进机器设计、保障采煤工人的身体健康奠定理论基础.