采煤机螺旋滚筒最佳截线距的探讨

针对螺旋滚筒可能产生的几种排列形式,以利用最小比能耗为基本原则,推导出了截齿的实际最大切削厚度及最佳截线距的理论计算公式,并以镐型齿为例,分析计算了在具体的工况下．三头螺旋滚筒的三种可能排列形式最佳截线距及切屑断面积,最后综合切削图(影响煤的块度)及切削面积选定其排列形式。该推导公式对截齿排列形式的选择有一定的理论指导意义。     

采煤机端盘截齿排列及安装条件

为了改善端盘截齿的受力状态,提高滚筒和截齿的使用寿命,根据端盘截齿的排列形式及其切屑图,分析了截齿对煤岩块度和工作面粉尘的影响,讨论了截齿安装角度对滚筒受力状态、截割比能耗以及端盘、截齿使用寿命的影响,确定了合理的角度范围.该研究可作为完善端盘截齿设计、提高滚筒工作效率的理论依据.     

不同形状截割头截齿排列的参数化设计

通过对螺旋升角的定义,建立截割头包络面螺旋线的数学模型,提出等螺旋升角的截齿排列理论,给出不同形状截割头包络面母线的截齿空间位置模型。通过编制程序进行实例设计,获得两种不同形状的截割头及其截齿的排列和切屑图。结果表明,该模型设计的截齿排列分布均匀,截线距从截割头大端向小端递减,各截齿的切削面积均匀,截齿受力状况良好,满足截齿排列的要求,为截割头设计及截齿排列的参数化奠定了基础。     

采煤机滚筒截齿排列的试验研究

根据采煤机破煤理论,研制煤岩截割试验台;根据不同的滚筒叶片截齿排列、螺旋叶片头数,研制4种不同的试验滚筒.以此为基础,在试验台上对4种不同截齿排列的滚筒进行截割性能试验,分析不同滚筒截割扭矩的最大值、最小值、均值、方差等参数;同时,对截落煤岩的块度进行分级处理,研究不同截齿排列滚筒截割块煤率.研究结果表明:对同一直径、不同叶片头数、不同截齿排列的滚筒,在截割时,随着螺旋叶片头数的增多,其载荷波动性减小;在2头螺旋叶片滚筒中,棋盘式滚筒的扭矩均值、方差等统计参数值均比顺序式的小,而棋盘式的块煤率比顺序式的大;具有3头螺旋叶片的畸变Ⅰ式和畸变Ⅱ式滚筒,在截割扭矩的统计参数值中除畸变Ⅰ式的方差小于畸变Ⅱ式的方差外,其余参数基本相等;并且,在4种滚筒中,畸变Ⅰ式截割时滚筒载荷的波动性最小,块煤率最大.     

采煤用WC-Co硬质合金截齿的失效分析

对神华神东煤炭有限公司煤田采煤用硬质合金截齿进行了失效分析,认为该煤田截煤齿的主要失效形式为碎裂、磨损和断裂三种,引起截煤齿失效的主要原因为合金的抗弯强度不够、合金耐磨性较差以及抗疲劳性较差,分析认为可通过提高原料纯度、改变合金成分、优化成型烧结工艺、控制合金晶粒度以及对合金进行热处理等工艺手段提高增强截煤齿的性能,提高使用寿命。     

采煤机镐型截齿安装角的研究

详细分析了镐型截齿安装角对受力和截煤的影响。在此基础上，导出了煤质，截齿主要参数与安装角的定量关系。从而导出齿身与煤体不发生干涉的理论设计条件。通过单齿截煤试验，进一步证明了理论分析的正确性，得到齿身与煤体存在干涉时，对截割阻力的大小，变化规律，和成分构成的影响程度，解决了长期以来镐型截齿安装布置缺乏理论根据的问题，对于镐型齿的参数设计和截齿安装布置有着指导意义。     

试析采煤机截齿排列方式的改进

采煤机截齿的排列方式对于提高块煤率意义重大,合理改进排列布置能有效减少切削过程中的能耗和粉煤量。     

纵轴式掘进机截齿排列的参数化设计

为了解决掘进机截割头截齿排列理论缺乏、难度大,设计水平低、截割性能差等问题,建立了截齿排列的参数化理论,讨论了包络面、等升角螺旋线、母线的连接、螺旋线上截齿的分布等问题。利用MATLAB GUIDE语言编制计算机程序,设计了"截割头形状设计"面板、"螺旋线设计"面板、"截齿分布"面板、对外接口等截齿排列参数化软件模块,并以实例介绍了纵轴式掘进机截割头截齿排列的参数化实现。结果表明,该方法丰富了截齿排列理论,使设计水平和工作效率明显提高。     

采煤机刀齿前角的实验研究

节点的几何参数合理与否，直接影响采煤机的生产效率。国内对于截齿的几何形状与截割过程的量化关系还缺乏全面论证，通过在单齿截割实验台上，进行一系列具有不同前角的截齿破煤实验，充分讨论了截齿前角与截割力、比能耗的关系；截深与截割力、比能耗的关系等，对截齿的几何参数及工作参数进行了较为有效的分析和研究，对于采煤机截齿的实际应用具有指导意义。     

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。     

镐型截齿截割煤岩动力系统的混沌特征

采煤机截割工作机构与煤岩作用系统的复杂性、非线性、模糊性和耗散性,导致了截齿截割负载具有很强的不确定性。应用分形和混沌理论研究截割阻力曲线的定量描述及混沌特征,依据煤岩的应力与应变的关系曲线和煤岩的分形损伤刚度,给出煤岩跃进破碎的条件,从混沌分形的角度给出截割动力系统的截割性能评价指标和系统演变混沌状态的数学关系,同时建立截割动力系统的数学模型。通过模拟仿真,结果表明：截割动力系统在不同的分叉参数下,其相轨迹具有时间遍历性和混沌特征,实现了混沌模拟负载信号的仿真。截割动力系统特性研究对开发高效截割工作机构等有着重要的意义。     

截齿截割的能耗与块度问题实验研究

煤岩截割是煤炭生产中最重要的一个过程。为了降低吨煤电耗，降低粉尘器，增加块度，须研究截齿截割过程吨煤电耗、块度变化规律，文中采用实验的方法对采煤机刀形、镐形截齿截割过程进行了模拟，并采用MATLAB对其结果进行了数据处理。得到截割过程的切深与吨煤电耗及块度间的关系。     

基于综合截割性能优化的采煤机变速截割控制

针对目前滚筒采煤机在生产过程中采用单一牵引调速影响截割性能的问题,对采煤机的变速截割进行了探索研究.考虑变速截割的可行性及可靠性,按截割阻抗的大小对煤层硬度进行了平均划分;综合考虑不同截割性能指标的要求,对其进行加权平均作为优化目标,对截割运动参数进行了优化;在此基础上,对由截割阻抗变化引起的不同工况的调速策略进行了比较分析,得到了截割性能最优的变速截割调速控制策略.研究结果可为采煤机高效变速截割奠定理论基础.     

采煤机重型螺旋滚筒的飞轮效应

从采煤机工作机构载荷的特点出发,在提高滚筒寿命和硬煤截割能力方面,指出重型螺旋滚筒特有的作用,即耐磨损能力,并揭示飞轮效应在采煤机工作机构上的应用机理.通过建立滚筒运动的动能与势能转换关系模型,提出了螺旋滚筒上产生附加惯性扭矩和附加动态截割强度概念,确立了滚筒的运动波动量与转动惯量的关系,为减小采煤机工作时的振动、设计合理的滚筒提供了必要的理论依据.     

煤体冲击破碎中应力波传递规律的研究

依据相似材料模拟原理,针对性地选择了相似材料,模拟了煤体的结构,在研制的煤岩冲击破碎实验台上进行了冲击破碎试验,为确定煤体中冲击应力波的传播规律,冲击参数与煤体性质的动态响应提供了必要的试验数据。     

高压水射流切槽煤层卸压机理

针对开采保护层不能实现本层煤解放的问题,将高压水射流切割技术应用于煤层卸压.通过应用边界理论研究高压水射流切割煤体的过程,揭示了高压水射流切槽煤层冲击地压解危机理.由于射流随喷头后退式移动,因而射流足紧贴着割开的煤层的壁面而流动,将受到固壁摩擦阻力的作用,在切槽中形成三面附壁射流.应用量级比较法和量纲和谐原理计算了射流最大流速,应用应力波在煤体中的传播理论计算了最大切割深度,并对煤体切槽后的卸压范围进行了估算.结果表明,将高压水射流切割技术用于煤层卸压,不仅能够实现本层煤的卸压而且可能克服地质条件等诸多因素的限制,煤体切槽后卸压范围可达到5 m,卸压效果较好.该方法用于煤层卸压有发展前景.     

楔形截齿最佳截槽间距的研究

本文在实验室研究了楔形截齿截割人工煤样时截槽间距对截割比能耗等的影响,得出了在不同截割厚度时的最佳截槽间距。最佳截槽间距的理论计算结果与实验结果两者是基本吻合的。     

矿井合理掘进率的确定方法

合理掘进率对矿井采掘平衡具有重要的作用。本文通过矿井采掘工作过程的分析，提出了不同类型矿井合理掘进率的确定方法。     

镶铸截齿与锻造钎焊截齿损坏形式对比分析

通过井下采煤对比试验,分析了镶铸截齿与锻造钎焊截齿的损坏特点,镶铸截齿具有耐磨抗弯曲的优点,但有折断现象：而锻造钎焊截齿抗折断性好,但耐磨抗弯曲性远低于镶截齿,镶铸截齿的使用寿命可达锻造钎焊截齿的４倍以上。