本文關(guān)鍵詞： 煤巖截割 截割速度 比例閥控缸 截割力 比能耗 塊率度　出處：《中國礦業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：煤巖截割是煤炭機械化開采的重要環(huán)節(jié),采煤機滾筒和掘進機截割頭截割性能的優(yōu)劣直接影響著整臺機器的可靠性和煤礦的生產(chǎn)效率。本文以采掘機械的煤巖截割為工程背景,主要進行了煤巖截割試驗裝置設(shè)計與試驗研究,在設(shè)計試驗裝置機械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和測控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,利用AMESim對截割力隨機變化下液壓缸速度穩(wěn)定性進行仿真分析并進行試驗驗證;在試驗裝置上進行不同截割速度和截割深度下的截割試驗,對截割載荷大小、比能耗和截割碎屑粒度分級進行研究,并對截齒截割載荷頻譜進行分析。本論文主要得出的結(jié)論如下:(1).試驗裝置機械系統(tǒng)可進行截割深度為0-20mm,截割間距為0-200mm的調(diào)整。液壓系統(tǒng)中可使液壓缸的速度不受截割力大小隨機變化的影響,并實現(xiàn)截割速度在0-0.3m/s范圍內(nèi)的精確控制。測控系統(tǒng)在實現(xiàn)截割速度精確控制的基礎(chǔ)上,可對截割三向力和液壓缸位移(速度)進行測量,對液壓系統(tǒng)壓力、蓄能器出口壓力及移動橫梁油缸夾緊壓力及進行監(jiān)測。(2).利用仿真軟件AMESim進行試驗轉(zhuǎn)置液壓系統(tǒng)仿真分析,負載為空載、正弦變化和隨機變化時,相同系統(tǒng)壓力下,液壓缸的速度較為穩(wěn)定。同一系統(tǒng)壓力下,隨比例閥開口度的增加,液壓缸的速度也隨之增加。負載為正弦變化,系統(tǒng)油源僅為柱塞泵時,液壓缸速度穩(wěn)定且系統(tǒng)壓力和蓄能器出口壓力較穩(wěn)定。系統(tǒng)油源為蓄能器和柱塞泵時,當(dāng)比例閥開口度較小的情況下,系統(tǒng)壓力和蓄能器出口壓力隨時間降低,系統(tǒng)可提供流量大于比例閥開口下的理論流量,液壓缸的速度較為穩(wěn)定;當(dāng)比例閥開口度較大的情況下,較低的系統(tǒng)壓力不足以使蓄能器提供足夠的油液,則液壓缸的速度也隨之降低。(3).利用試驗裝置進行空載及截割試驗時的液壓系統(tǒng)試驗研究得出:在煤巖截割試驗裝置的液壓系統(tǒng)中,通過給定比例閥電壓信號可對液壓缸的速度進行精確控制;利用AMESim仿真和試驗裝置試驗驗證的結(jié)果表明:當(dāng)截割阻力大小隨機變化的情況下,液壓缸的速度較為穩(wěn)定,整個液壓系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)特性較好,能夠較好的滿足煤巖截割試驗的要求。(4).固定截割深度為5mm,截割角度為45°及截割間距為100mm,進行不同截割速度的截割試驗,得出截割三向力均值隨截割速度的變化不明顯;截割碎屑的總質(zhì)量隨截割速度的增加而增加,且每一種范圍的塊度質(zhì)量所占碎屑總質(zhì)量的比例基本相同;截割比能耗隨截割速度的增加呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢,存在一截割比能耗最小時的截割速度v=0.158m/s,可使截割過程產(chǎn)生最佳的截割工況和經(jīng)濟效益;在截割力頻譜分析中,0-10Hz低頻段內(nèi),截割力信號的幅值較大,集中了截割時的大部分能量。在某個頻率點出現(xiàn)了相比周邊區(qū)域的峰值點,說明截割力信號中存在準周期成分。(5).固定截割速度為0.158m/s,截割角度為45°及截割間距為100mm,進行不同截割深度的截割試驗,得出截割力和法向力隨截割深度的增加而線性增加;在截深d=5、10、15和20mm時,截割碎屑塊率度大于25mm所占的比重分別為:21.8%、50.8%、63.4%和64.75%,說明增加截割深度可以明顯提高截割碎屑塊率度;在截割力頻譜分析中,在0Hz附近,隨截割深度的增加,截割力幅值的最大值也隨之增加,截割過程中靜力破壞值隨截割深度的增加而增加,這與截割深度較大時,能夠產(chǎn)生較大塊度的截割碎屑有關(guān)。截割比能耗與粒度分布指數(shù)具有較高的指數(shù)相關(guān)性,可以用粒度分布指數(shù)去估算煤巖截割效率。
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【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD421.6

【參考文獻】

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1 冷雪峰 ,楊天鴻 ,國懷專 ,李連崇;單孔巖石水壓致裂過程的數(shù)值模擬分析[J];世界有色金屬;2002年10期

2 王想;王清峰;譚正生;;縱軸式截割頭截齒布置對破巖載荷規(guī)律的影響[J];工程設(shè)計學(xué)報;2012年01期

3 耿東鋒;王啟廣;李琳;;我國綜合機械化采煤裝備的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];礦山機械;2008年12期

4 姬國強;廉自生;盧綽;;基于LS-DYNA的鎬型截齒截割力模擬[J];科學(xué)之友(B版);2008年04期

5 馬正蘭;杜長龍;劉送永;葉平;;采煤機截割載荷檢測技術(shù)[J];煤炭科學(xué)技術(shù);2009年11期

6 郭迎福,張永忠,諸世敏;橫軸式掘進機截割頭齒座安裝位置的數(shù)學(xué)模型及其應(yīng)用[J];煤炭學(xué)報;2000年06期

7 蔡衛(wèi)民;李烈;崔玉明;;采煤機截割試驗臺振動分析及優(yōu)化[J];機械設(shè)計與制造;2013年08期

8 郭迎福,張永忠,劉德順,彭佑多,毛征宇;橫軸式掘進機截割頭截齒運動學(xué)分析[J];中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報;2001年03期

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本文編號：1552473