煤矿中采煤机螺旋滚筒的设计与应用

采煤机螺旋滚筒在煤矿生产作业中发挥着极为重要的作用,煤矿中采煤机螺旋滚筒设计十分关键。介绍了螺旋滚筒设计基础,分别从截割块率、装煤效果以及结构强度等方面对具体的设计优化措施进行阐述,介绍了其实际应用情况。     

复杂煤层采煤机螺旋滚筒渐变可靠性设计

为实现采煤机螺旋滚筒在复杂煤层赋存条件下综合性能最优,以"MG400/951-WD"型号采煤机为研究对象,基于破煤理论,利用Matlab得到了含坚硬夹矸及(或)硫化铁结核的复杂煤层赋存条件下螺旋滚筒截齿载荷,结合刚柔耦合虚拟样机技术建立以螺旋滚筒为柔性件的采煤机刚柔耦合虚拟样机模型,仿真发现了采煤机薄弱环节;结合EDEM离散元技术得到采煤机装煤性能。基于可靠性灵敏度设计理论、可靠性稳健设计理论和性能退化理论,分析了螺旋滚筒设计变量对渐变可靠性灵敏度的影响,构建了螺旋滚筒多目标优化设计评价函数,利用改进粒子群算法,得到设计变量最优解。结果表明,优化后的螺旋滚筒最大应力下降,装煤率提高,螺旋滚筒综合性能得到提升,可靠性得到提高。将刚柔耦合虚拟样机技术与可靠性灵敏度设计理论、可靠性稳健设计理论、性能退化理论和改进粒子群算法相结合,为采掘机械设备的可靠性分析与设计提供理论方法和数据支撑,具有普适性。     

采煤机螺旋滚筒辅助设计软件开发及综合性能分析

为解决采煤机螺旋滚筒截割性能与装煤性能欠佳等实际问题,基于MATLAB GUI与Excel软件开发采煤机螺旋滚筒辅助设计及性能分析系统。该系统利用MATLAB GUI平台实现滚筒辅助设计及性能分析,输入的参数以及计算后的数据可实现GUI与Excel双向保存,为设计数据的二次利用与开发提供了便利的条件。以大采高采煤机为例,分析采煤机的综合性能,通过最优设计参数生成大采高采煤机螺旋滚筒最佳模型,螺旋滚筒在整个试验过程中安全可靠,为采煤机的高效设计提供了有效途径。     

高块率滚筒在成庄矿的试验效果

对研制的高效滚筒进行井下工业试验，其结果表明，针对具体的煤层赋存条件，采煤机滚筒的有关参数进行合理改造，可进一步提高无烟煤的块率，这对于提高企业的经济效益有着十分重要的现实意义。     

MG400/951-WD型采煤机螺旋滚筒可靠性灵敏度优化设计

为提高含夹矸煤层赋存条件下采煤机螺旋滚筒的可靠性,以“MG400/951-WD”采煤机为研究对象,对含夹矸煤层的试样进行物理力学参数测试。基于破煤理论,模拟得到含夹矸煤层赋存条件下螺旋滚筒的冲击载荷。结合刚柔耦合虚拟样机技术建立以螺旋滚筒为模态中性文件的采煤机刚柔耦合虚拟样机模型,得到螺旋滚筒的应力分布规律和振动特性。对采煤机刚柔耦合模型进行受迫振动分析,得到系统模态频率。在可靠性干涉理论和共振失效准则分析的基础上,利用神经网络,讨论相关失效理论的采煤机螺旋滚筒可靠性灵敏度优化设计问题。分析牵引速度v_q、螺旋滚筒直径D、螺旋升角a、螺旋滚筒宽度B和截线距t对螺旋滚筒应力可靠性、振动频率可靠性和振幅可靠性的影响。构建螺旋滚筒多目标优化设计状态函数,利用结构进化优化算法,得到螺旋滚筒设计变量的最优解。结果表明：优化后螺旋滚筒最大应力为770.035 1 MPa,较优化前降低11.42%;优化后的螺旋滚筒固有频率得到提升;优化后螺旋滚筒振幅为0.361 6 mm,较优化前降低20.12%,动力学指标得到改善,螺旋滚筒设计变量对其可靠性的影响程度降低;优化后螺旋滚筒可靠度...     

采煤机螺旋滚筒在三软煤层中使用效果的分析

分析了采煤机螺旋滚筒在三软煤层中的使用效果 ,为在三软煤层中滚筒如何能提高装煤效果提供了理论分析和参考意见     

高效率块率采煤机螺旋滚筒技术改造

结合晋城矿区的煤层开采特征，从提高煤炭产品块率和装载效率的目的出发，对采煤机螺旋滚筒的截齿、滚筒结构、工艺措施等技术改造的关键部分进行了分析。     

高效高块率采煤机螺旋滚筒技术改造

从提高煤炭产品块率和装载效率的目的出发 ,结合晋城矿区的煤层开采特征 ,对采煤机螺旋滚筒的截齿、滚筒结构、工艺措施等几个技术改造的关键部分进行了分析。     

薄煤层开采与成套装备技术的发展趋势

为了实现我国薄煤层高效开采,根据煤矿科学开采发展的要求,介绍了薄煤层开采与成套装备技术发展和应用情况;指出滚筒采煤机、自动化刨煤机和连续采煤机以及无人工作面螺旋钻机开采是薄煤层综合机械化开采技术,因此全面发展综采装备、尽快国产化是发展趋势,创新发展是薄煤层开采和装备的发展方向;全面掌握刨煤机开采技术,加快刨煤机装备国产化,实现开采装备智能化;提高薄煤层滚筒采煤机装备的创新速度,实现工作面装备高适应性、高性能和高可靠性以及智能化和无人化;研制薄煤层连续采煤机,完成薄煤层开采装备充分国产化;推广螺旋钻机极薄煤层开采,进一步完善螺旋钻机开采装备。薄煤层开采技术向自动化无人工作面高产高效生产发展,而且薄煤层无煤柱开采是发展趋势。研究和发展高产高效工作面无人化薄煤层开采装备是当前的主要任务,高速高效自动化、智能化、无人化滚筒采煤机开采装备和工作面巷道煤岩掘进装备是重要工作,为煤矿数字化绿色开采、智能开采和可持续发展打下基础。     

采煤机螺旋滚筒失效原因分析及改进

采煤机螺旋滚筒是采煤机用于完成落煤和装煤的关键部件,滚筒失效是影响工作面正常生产的主要因素。为了延长滚筒的使用寿命,通过对失效滚筒损坏部位的分析,总结了滚筒失效的主要形式。以采煤机破煤理论为基础,分析了滚筒失效的主要原因,针对各失效形式,提出了相应的改进措施。研究表明,滚筒齿座的失效和尾部叶片的失效是滚筒失效的主要形式。通过对滚筒叶片参数的改进、端盘补块的布置及叶片末端齿座的保护,可有效延缓滚筒失效,延长其使用寿命。该结果为采煤机螺旋滚筒的设计及优化提供了参考。     

采煤机滚筒零部件材料选择

采煤机工作环境恶劣,并且煤层中夹杂着大量煤矸石等杂质,致使采煤机滚筒工作部件齿座、螺旋叶板、端盘板耐磨失效现象时常出现。根据采煤机滚筒工作部件实际工况及其性能要求,通过对当前国内外主要使用的齿座材料35Cr Mn Si A、20Cr Ni Mo、42Cr Mo、ZG40Cr1,螺旋叶板、端盘板材料ZG270-500、Q235钢、16Mn做元素含量及其力学性能对比,选出了各部件最适合材料。     

采煤机螺旋滚筒修复工艺的探讨

螺旋滚筒式采煤机是煤炭开采中使用最为广泛的采煤设备,其中螺旋滚筒是滚筒式采煤机工作的核心部件,它要完成装煤、落煤、降尘和冷却截齿及扑灭切削火花等工作。由于螺旋滚筒结构与被截割煤岩体直接接触,属采煤机中最易磨损和损坏的部件。为提高采煤机螺旋滚筒的可靠性,对其修复工艺进行分析研究,同时制订了螺旋滚筒的大修工艺。经实际维修测试表明,该修复工艺可满足现场生产的要求。     

采煤机技术发展历程(二)——铣削式滚筒采煤机

铣削式滚筒采煤机是采煤机械的一次变革,已成为煤炭开采的主力装备,我国滚筒采煤机开采煤炭产量占比达到80%以上。笔者梳理了国内外滚筒采煤机的发展历程,考证了滚筒采煤机的技术变革节点。英国安德森公司于1948年改制成第1台滚筒采煤机,开启了滚筒采煤机的制造史,我国自主生产滚筒采煤机比国外晚,但在采煤机结构调整时期,我国特大型滚筒采煤机研发及机型更新速度明显快于国外,近5年来更是创造了一批采煤机功率或采高的世界新记录。至今,滚筒采煤机发展经历了7次变革,第1代采煤机是1952年诞生的安德森型固定滚筒采煤机,第2代采煤机是1963年创制的AB型可调高单螺旋滚筒采煤机,第3代采煤机是1972年出现的AM500型液压牵引可调高双滚筒采煤机,第4代是无链牵引采煤机,第5代是电牵引采煤机,第6代是仿形(记忆)截割采煤机,第7代是无人驾驶采煤机。本篇仅介绍机械牵引和液压牵引的滚筒采煤机,电牵引滚筒采煤机将另文叙述。统计表明,国外各公司设计生产了50余种非电牵引的滚筒采煤机,而我国设计生产了近100种非电牵引的滚筒采煤机。     

混沌集算法优化采煤机螺旋滚筒性能的研究

利用混沌集算法优化采煤机螺旋滚筒的设计,提高采煤机的工作性能。在分析采煤机螺旋滚筒的工作模型的基础上,构建了具有遍历性的混沌集优化算法模型,以MATALAB实现算法输出,通过对MG250-550-WD型滚筒采煤机的实际测试,验证了混沌集算法对采煤机螺旋滚筒性能的优化效果。     

凯南麦特采煤机滚筒的应用及经济效益分析

通过对凯南麦特采煤机螺旋滚筒和国产采煤机螺旋滚筒实际使用情况的对比，从采煤机螺旋滚筒和镐形截齿消耗情况、煤机故障率及生产时利用率等方面进行了分析，并阐述了使用凯南麦特采煤机滚筒的特点、优越性及带来的可观经济效益。     

谊丰煤矿综采工作面块煤率提升技术研究与应用

为了提高综采工作面块煤率,结合谊丰煤矿生产实际,对采煤机技术参数进行优化研究,研制出了块率滚筒,同时工作面煤壁采用爆破弱化措施进行了煤体预裂。结果表明：谊丰煤矿采用块率滚筒,井下工作面块煤率可提高4.34%|采用工作面煤壁爆破弱化措施,井下工作面块煤率可提高14.22%|采用块率滚筒与工作面煤壁爆破弱化相结合的措施,井下工作面块煤率可提高18.56%。采用采煤机块率滚筒技术,结合工作面煤壁爆破弱化措施可以有效提高综采工作面块煤率。     

采煤机滚筒参数化CAD软件的开发及应用

采煤机滚筒设计的优劣是直接影响采煤机采煤产量和质量的一个关键因素。论述了采用计算机软件编程,对螺旋滚筒进行参数化CAD设计程序软件的开发,以及程序软件的应用简介。     

采煤机螺旋滚筒结构参数的模糊优化设计

综合现代采煤机螺旋滚筒设计理论和方法,将模蝴理论应用于螺旋滚筒结构参数的优化设计、能充分考虑影响载荷波动的各种因素的模糊性。同时,建立以载荷波动系数为目标的采煤螺旋滚筒优化设计数学模型,确定设计主量,选取约束条件及隶属函数,并进行求解,使滚筒结构更佳,从而提高了采煤机的工作效率。     

滚筒结构对装煤效率的影响及煤流运动轨迹研究

通过离散元仿真分析,对采用变升角螺旋滚筒的木瓜煤矿MG-500/1200-WD型采煤机进行了模拟研究,从煤流轨迹以及其与叶片作用关系角度进行分析,结果显示:在逆转滚筒时,变升角和叶片轴向倾斜的螺旋滚筒能够提升装煤效率;而顺转滚筒时,叶片凹凸面相互影响使得变升角螺旋滚筒装煤效率低。在仿真的基础上,对滚筒结构的叶片摩擦阻力、煤流运动时间以及煤流加速度进行了改进,提高了采煤机的装煤效率。     

采煤机螺旋滚筒装煤性能研究及其参数优化

在理论研究的基础上 ,将影响采煤机装煤性能的 4个主要因素即滚筒叶片直径、滚筒转速、螺旋叶片内、外螺旋角做为设计变量 ,滚筒装煤生产率为目标函数进行了优化设计 ,并进行了分析。