采煤机截割部滚筒结构的优化设计改进与应用研究

针对山西某煤矿8号煤层坚硬、含泥岩夹层的特点,采用MG300/730-WD型采煤机在生产中存在着一定的截割力及截割滚筒振动大、截割齿磨损严重等问题,通过理论分析和实地测试的方法,对截割滚筒与采煤机的配合性进行研究,优化改进了原有采煤机截割滚筒的结构,最终将截割滚筒上部的截齿布置方式从均匀分布变为交错分布。通过对采煤机截割滚筒的改造,提高了采煤机自身工作的稳定性,延长了37.9%的截割齿寿命,减少了采煤机的运行能耗。     

采煤机新型冲击截齿结构及其控制系统研究

为了解决采煤机在截割过程中截割磨损严重、截割效率低下的现状,提出了一种新的采煤机冲击截齿结构,在截割滚筒上设置了液压冲击截齿,采用电液控制系统驱动截齿的运行,实现对煤岩的预裂处理,提高截割滚筒截割作业时的截割效率,降低截齿磨损.实际应用表明,新的截割滚筒能够将截割作业时的效率提高15％以上,将截齿的使用寿命提高23.5...     

基于NSGA-Ⅲ算法的采煤机滚筒优化设计及系统开发

为了提高采煤机滚筒的工作性能和设计效率,综合考虑采煤机滚筒尺寸约束关系及性能指标,提出了以装煤效率、截割比能耗和载荷波动为优化目标,叶片厚度、叶片螺旋升角、叶片头数、同一截线上的齿数和截齿安装角为优化变量的采煤机滚筒优化模型。采用NSGA-Ⅲ算法对提出的有约束多目标采煤机滚筒优化模型进行寻优,利用MATLAB开发了采煤机滚筒优化设计系统,以某公司截割实验的煤岩参数、工况条件为输入,通过采煤机滚筒优化设计系统得到滚筒最佳设计方案,该滚筒相对于MG500/1130WD采煤机滚筒,装煤能力提高了12.7%、截割比能耗降低了8.0%、载荷波动系数减小了20%。结合CAD技术以及初始图形交换规范（IGES）形成了完整的采煤机滚筒三维虚拟模型。     

复杂煤层采煤机螺旋滚筒多参数优化研究

为了有效提高复杂煤层条件下采煤机螺旋滚筒的截割性能,利用离散元仿真软件EDEM建立含夹矸煤岩与螺旋滚筒耦合模型,模拟采煤机截割含夹矸煤岩过程,得到多种工况下采煤机螺旋滚筒的截割性能指标。基于单因素分析法,分析采煤机牵引速度、滚筒转速、叶片螺旋升角、截深等对截割性能指标的影响。分别编写GA-BP网络与遗传算法程序,对截割性能指标进行优化,对比两种优化算法,得到螺旋滚筒最优参数。相比于优化前的结果,使用GA-BP网络优化后采煤机生产率提高了33.3%,截割面积增大了115.6%,虽然最大截割阻力增加了7 353.4 N,但截割比能耗降低了24.3%,截割性能整体得到提高。研究结果为探究复杂煤层条件下采煤机螺旋滚筒截割性能提供支撑,对提高煤矿企业的生产效益有重要意义。     

矿井采煤机截割滚筒性能分析研究

以MG2×55/250-BW型采煤机为研究对象,在对该型号采煤机截割滚筒结构进行简要介绍的基础上,利用EDEM软件建立了截割滚筒与煤岩之间的耦合有限元模型,以截割比能耗、生产效率、截割面积、截割阻力为性能指标,选取了叶片螺旋升角、截割深度、旋转速度3个对截割滚筒使用性能影响比较显著的结构或者工艺参数,分析了3个结构和工...     

滚筒采煤机智能变速截割控制研究

以斜沟矿300 k W电牵引滚筒采煤机为研究对象,通过对采煤机截割煤壁时运动学分析,推导出牵引速度和滚筒转速相关的运动力学方程式,基于此运用Matlab/Simulink工具建立采煤机仿真模型,分析煤层截割阻抗与电牵引滚筒采煤机截割电机定子电流的关系,进而提出煤壁截割阻抗的识别方法和采煤机智能变速截割控制方法。采煤机仿真模型运用该方法后进行截割煤壁作业,从煤壁截割过程可以看出,智能变速截割调速控制方法效果十分明显,采煤机能够有效识别煤层截割阻抗,进行自动、智能化变速截割作业。     

采煤机截割参数对截齿受力情况的影响研究

针对某煤炭企业服役中的采煤机存在振动的问题,采用仿真计算的方法,完成了采煤机截割滚筒半径尺寸、工作过程截割滚筒牵引速度和截割滚筒转速变化对截割力的影响规律分析.结果表明,采煤机截割滚筒半径尺寸的变化对滚筒截割齿的作用力影响较小,截割滚筒工作时牵引速度和旋转速度的变化对滚筒截齿作用力影响明显,采煤机工作过程中出现振动问题...     

采煤机截割滚筒自适应调高技术研究

针对煤矿井下综采工作面采煤机截割滚筒控制存在的调高方案落后、自适应能力差的问题,研究基于采煤机工艺的自适应调高技术.在分析采煤机以及截割滚筒运动规律的基础上,以采煤机运行时间、截割滚筒运行时间之间的关系,分别讨论截割滚筒调高控制策略.经试验验证表明,该截割滚筒自适应调高策略可减少采煤机在水平方向非必要运行时间12％～2...     

采煤机滚筒结构的优化设计

为了解决传统采煤机滚筒截割效率低的问题,提出采用阶梯形滚筒代替传统滚筒进行截割.通过对阶梯形滚筒及传统滚筒截割扭矩及牵引阻力进行对比,发现阶梯形滚筒截割效率更佳,截割更平稳;同时对不同围压及不同前筒毂直径下采煤机滚筒截割扭矩及牵引阻力进行对比分析,发现随着围岩的增大,采煤机滚筒受到的截割扭矩及牵引阻力均呈现增大的趋势,且最佳前筒毂直径为320 mm,此时采煤机工作状态最佳.该研究结论可为采煤机滚筒设计优化提供一定的参考.     

基于截割特性的采煤机截齿优化研究

为了解决采煤机截割作业过程中截齿磨损严重、截割机构故障率高的问题,采用离散元仿真分析的方法对截齿截割作业时的截割特性进行了研究。结果表明,在截割前对煤壁进行预裂冲击的方案能够有效提升采煤机的截割效率。根据研究结果,提出在采煤机截割滚筒上设置冲击截齿的方案,将采煤机截割时的效率提升了14.2%,将截齿的使用寿命提升了78.4%,对提升井下截割效率和综采经济性具有十分重要的意义。     

采煤机滚筒截割动力学研究

采煤机滚筒截割性能对煤矿开采有着重要的影响,为了对采煤机滚筒进行优化,通过分析截齿与煤壁间的相互关系,研究不同截割角度下截齿的截割状态,同时给出了截割阻力随截割距离的变化规律及截割阻力随截割线速度的变化规律,为采煤机滚筒的优化提供一定的理论指导。     

滚筒采煤机采煤工艺和效率探讨

介绍滚筒采煤机的分类和工作原理,分析滚筒采煤机的进刀方式和滚筒采煤机割煤方式等工艺,在此基础上,通过详细分析影响滚筒采煤机采煤效率的主要因素即滚筒的转速,重点探讨提高滚筒采煤机采煤效率的方法,以期使滚筒采煤机拥有最佳的截割工况和截割效率。     

采煤机滚筒螺旋升角对装煤性能影响分析

针对采煤机滚筒螺旋升角对装煤性能影响进行研究。推导了滚筒螺旋叶片抛煤力与装煤量的理论计算公式。通过理论分析可知,保持其他条件不变,叶片抛煤轴向力与螺旋升角、滚筒转速成反比,与牵引速度成正比。理论装煤量与滚筒转速成正比,并随着螺旋升角的升高而呈现先升高后下降的抛物线。使用Adams软件仿真不同螺旋升角时采煤机滚筒轴向受力和采煤机截割功率变化情况,与理论分析结果基本一致。在对采煤机滚筒进行设计时,要考虑螺旋叶片对采煤机截割性能的影响,使得采煤机的实用性和经济效益达到最优。     

关于薄煤层采煤机螺旋滚筒的研究方法、进展及展望

薄煤层采煤机螺旋滚筒普遍存在生产能力低、截割性能、装煤效果差等问题,因此螺旋滚筒的结构参数设计和选取至关重要。分析概括了国内外学者对薄煤层采煤机螺旋滚筒截割性能、装煤效果所做的贡献,针对现行研究办法及手段,提出了未来薄煤层采煤机螺旋滚筒的研究趋势,这些新的方法将使更加全面的研究薄煤层采煤机螺旋滚筒性能成为可能,对现行研究具有借鉴意义。     

不同运行参数对采煤机负载的影响分析

为了合理选择牵引速度,保证截割滚筒所受到的负载在整体趋势上保持一定的平稳性,从而优化采煤机的运行参数,实现煤矿的高效开采,通过对不同牵引速度下采煤机所受到的负载作用仿真分析可知,在牵引速度较小时,截割滚筒所受到的负载较小,截齿的工作能力没有充分发挥,采煤效率低;牵引速度过大时,截割滚筒所受到的负载较大,且存在较大的波动,容易造成截齿的磨损,甚至破坏.     

采煤机滚筒辅助设计软件的开发与应用

为了提高采煤机滚筒的工作性能和设计效率,基于Matlab与Excel联合开发了采煤机滚筒辅助设计软件,可快速生成截齿排列图、载荷曲线、切削图及txt载荷文本,为采煤机滚筒三维实体参数化建模和动态可靠性研究提供依据;综合考虑采煤机牵引速度、滚筒转速、叶片螺旋升角及截齿排列方式对滚筒落煤及装煤性能的影响,找到使其整体工作性能最优的设计参数;基于实际工况,找到了新型大采高(6.5 m)采煤机螺旋滚筒的最佳设计方案,在截割电机额定功率下,使最大切削面积达12 094 mm~2,截割比能耗最低至0.385 9 kW·h/m~3,为采煤机滚筒的设计及优化提供了一种快速、便捷的方法。     

基于最优化降尘的采煤机恒功率自适应调节控制系统

采煤机的牵引速度、截割头滚筒转速以及截割深度是影响综采工作面产尘浓度大小的重要工作参数,通过现场试验数据综合分析采煤机在牵引速度、截割头滚筒转速以及截割深度不同工况下产尘量的变化,得到使粉尘浓度达到最低的各项参数的最佳匹配值;在截割深度一定的情况下,采用模糊PID控制方法实现采煤机牵引速度和截割头滚筒转速自适应调节,实现采煤机在不同工况下恒功率作业,提高采煤机的工作效率,延长了截割头的使用寿命,同时保证了截割头产尘浓度的最小化,大大提高了综采工作面的安全性。     

采煤机传动系统变负载工况下的截割响应特性分析

为了研究采煤机传动系统在变负载工况下的截割响应特性,建立了截割电动机、齿轮传动系统和采煤机截割滚筒截割部传动系统动力学分析模型,并且以电动机输出转速作为驱动,以截割滚筒所受的转矩为负载,研究了采煤机传动系统在遇到比如截割负载突变、稳定工况负载、牵引速度变化工况下截割部的响应特性.研究表明:传动系统负载突变或者是牵引速度...     

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°。     

矿井采煤机截割滚筒性能分析

以MG800型采煤机为研究对象,对其截割滚筒的刚柔耦合动力学进行分析.采用有限元数值模拟分析方法,结合实际工况载荷作用力,得到截割滚筒的振动频率,并对截割滚筒发生共振的频率进行分析.分别从截割滚筒刚柔耦合和刚性模型两个方面的模态进行对比,结果表明MG800型采煤机截割滚筒在生产过程中不会发生共振现象,其截割滚筒的安全性能可靠.