【摘要】：目前,隨著我國去產(chǎn)能以及新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換方略的實(shí)施,煤炭行業(yè)正在由追求速度、效益、高產(chǎn)能向追求質(zhì)量、綠色、集約型發(fā)展方式過度。煤炭開采效率及質(zhì)量的改善關(guān)乎煤炭行業(yè)能否順利轉(zhuǎn)型,而作為成套綜采機(jī)械組成的核心設(shè)備—滾筒采煤機(jī),其開采過程直接影響采煤效率。因此,近年來,采煤機(jī)所廣泛采用的截割刀具—鎬型截齒的煤巖截割機(jī)理成為行業(yè)所關(guān)注的熱點(diǎn)之一。本文針對(duì)鎬型截齒在采煤機(jī)牽引速度與滾筒旋轉(zhuǎn)角速度帶動(dòng)下的煤巖旋轉(zhuǎn)截割過程展開研究,主要完成以下方面的內(nèi)容:(1)分析鎬型截齒旋轉(zhuǎn)截割過程,根據(jù)截割軌跡方程,推導(dǎo)出截割厚度與截割角在截割過程中的變化公式,并在經(jīng)驗(yàn)截割參數(shù)范圍內(nèi),計(jì)算出鎬型截齒截割厚度與截割角在截割過程中隨截割半徑、旋轉(zhuǎn)角速度、牽引速度的變化關(guān)系,其中,截割厚度受牽引速度的影響最大,截割角受截割半徑的影響最大,且當(dāng)鎬型截齒截割至最大截割厚度位置時(shí),截割角存在瞬時(shí)的突變現(xiàn)象。(2)在Evans鎬型截齒直線截割煤巖模型的基礎(chǔ)上,基于截割過程提出一種旋轉(zhuǎn)截割力學(xué)模型,得出鎬型截齒截割力在截割過程中隨牽引速度、旋轉(zhuǎn)角速度及截割角的變化趨勢(shì),其中截割力在截割角46-47°時(shí)相對(duì)最小。(3)在對(duì)煤巖試樣進(jìn)行三軸壓縮試驗(yàn)得出煤巖應(yīng)力-應(yīng)變曲線的基礎(chǔ)上,通過離散元軟件PFC2D模擬三軸壓縮實(shí)驗(yàn),并進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定,得出煤巖離散元建模所需要的微觀力學(xué)參數(shù)。(4)采用PFC2D建立不同截割參數(shù)的鎬型截齒旋轉(zhuǎn)截割煤巖的離散元模型進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn),得出截齒截割力以及煤巖裂紋數(shù)量在截割過程中隨不同旋轉(zhuǎn)角速度、牽引速度以及安裝角的變化趨勢(shì),以及不同截割參數(shù)下,鎬型截齒旋轉(zhuǎn)截割過程中煤巖裂紋擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)。(5)針對(duì)煤巖節(jié)理、層理等結(jié)構(gòu)面的分布情況,建立含不同節(jié)理層理的煤巖離散元模型并進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn),得出不同節(jié)理傾角、節(jié)理間距以及節(jié)理強(qiáng)度條件下,鎬型截齒截割力以及煤巖裂紋數(shù)量的變化關(guān)系,以及鎬型截齒旋轉(zhuǎn)截割含層理節(jié)理煤巖的裂紋擴(kuò)展過程。
【學(xué)位授予單位】：山東科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TD421.6
【圖文】：

２．１滾筒式采煤機(jī)主要結(jié)構(gòu)及工作原理逡逑２．１．１滾筒式采煤機(jī)主要結(jié)構(gòu)逡逑滾筒式采煤機(jī)結(jié)構(gòu)，如圖２－１所示，主要由中間箱，牽引部，搖臂和滾筒逡逑四大部分組成。其中，中間箱為整個(gè)采煤機(jī)的控制單元，包含各種控制元件，逡逑主要用以提供動(dòng)力、調(diào)節(jié)截割速度與狀態(tài)、進(jìn)行初步的故障診斷等；牽引部為逡逑整個(gè)采煤機(jī)的傳動(dòng)單元，包括行走機(jī)構(gòu)和固定箱兩部分，固定箱下的滑靴與刮逡逑板輸送機(jī)的滑板接觸，對(duì)采煤機(jī)起支撐作用，行走機(jī)構(gòu)利用牽引電機(jī)的動(dòng)力傳逡逑遞到行走輪，可以完成采煤機(jī)截割煤巖時(shí)的前后移動(dòng)搖臂通過液壓缸的作逡逑用調(diào)整滾筒的高度，以實(shí)現(xiàn)全方位截割；滾筒則繞著搖臂旋轉(zhuǎn)，是采煤機(jī)落煤逡逑與裝煤的主要工作機(jī)構(gòu)。逡逑ｒ邋ｒ邋ｒ邋ｒ邋ｔ逡逑１．左滾筒２．左搖臂３．左牽引部４．中間箱５．右牽引部６．右搖臂７．右滾筒逡逑圖２－］采煤機(jī)結(jié)構(gòu)圖逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｃｏａｌ邋ｍｉｎｉｎｇ邋ｍａｃｈｉｎｅ逡逑２．１．２滾筒結(jié)構(gòu)及鎬型截齒的安裝逡逑如圖２－２所示，螺旋滾筒主要由滾筒筒轂、端盤、鎬型截齒及其齒座、噴逡逑霧裝置以及螺旋葉片六部分組成［４１］，滾筒的主要尺寸有滾筒直徑，即鎬型截逡逑齒齒尖點(diǎn)繞滾筒中心的回轉(zhuǎn)直徑；葉片直徑￡＞６

＾邋＾邋ｇ邋＾邋＾邋＾邋＾逡逑

本文編號(hào)：2758827