截齿排列方式对采煤机工作性能的影响

应用Matlab软件开发了顺序式、棋盘式排列的采煤机螺旋滚筒负载计算程序,得到了滚筒截煤及含夹矸煤层的瞬时负载曲线、相应的切削图及块煤率。建立了不同截齿排列方式的采煤机的刚柔耦合模型,并针对10种典型工况进行了可靠性分析。研究表明:采煤机滚筒采用棋盘式排列截割坚固性系数为3.11的无夹矸煤时,牵引速度可以达到9 m/min。与顺序式相比,平均截割比能耗降低17.8%,方正率提高21.9%,煤的切屑面积将提高1.85倍;而采用顺序式截齿排列方式时,输出轴应力超过许用应力,可靠性不高;而当采煤机截割含夹矸煤层时,应首选顺序式滚筒,以减少单齿受力,使截割工作稳定可靠。通过对顺序式排列滚筒叶片螺旋升角的优化,确定了其最佳螺旋升角为9°。

大采高采煤机新型摇臂壳体可靠性分析

基于虚拟样机技术,借助Pro/E和ADAMS建立了以铸焊结合摇臂壳体为柔性件的大采高采煤机截割部刚-柔耦合模型。根据煤层赋存条件、滚筒及采煤机设计参数,运用Matlab软件模拟生成采煤机不同工况滚筒受力的载荷文件。通过ADAMS仿真分析,发现工况1下摇臂壳体输出端后侧高强钢板和靠近煤壁侧铸刚件轴承座处的应力均超过各自材料的许用应力,且变形较大,安全系数低;通过NSOFT疲劳寿命分析,发现壳体关键点疲劳寿命低,不能满足设计要求;优化后,相同工况下摇臂壳体输出端受力及其Z向变形明显改善,且抗震能力增强。同时高强钢板材料最小疲劳循环次数提高近96倍。分析结果对合理安排焊缝位置、优化焊接工艺及提高摇臂壳体工作的可靠性具有重要参考价值。