采煤机工作机构CAD及薄煤层小直径滚筒装煤性能的研究

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1、辽宁工程技术大学硕士学位论文采煤机工作机构CAD及薄煤层小直径滚筒装煤性能的研究姓名：丁飞申请学位级别：硕士专业：机械设计及理论指导教师：李贵轩2003.4.1摘要本论文对煤岩破碎时的崩落角¨影响块煤率的主要因素、螺旋叶片成形胎具的设计方法等进行了研究。设计了采煤机工作机构CAD系统，该系统己被应用于设计生产，取得了良好的效果。本文还对薄煤层小直径滚筒的装煤性能进行了研究，根据散体力学理论，讨论了滚筒的装挤煤现象，分析了滚筒装煤性能的主要影响因素，提出了相应的改进措施。经实践检验，本文的研究结果是可行的。关键词：采煤机滚筒崩落角块煤率CAD胎具装煤性能AbstractTh

2、ecoal．debrisavalanchean西ey，themainfactoroftherateofblockcoalandthedesignmethodofgeneralformingdieofspiralleafarestudiedinthedissertation．TheshearermechanismCADsystemhasbeendesignedandhasbeenappliedtodesignandproduction，whichhasmadethegoodresult．Theloadcoalphenomenonwithpushingandsqueezing

3、isdiscussedonthetheoryofloosedmaterialmechanics．Theprimaryinfluencefactorsofloadperformanceareanalyzedandthecorrespondingimprovementmeasureshavebeenputforward．Examinedbypractice，theconelusionofthisdissertafioniSfeasible．Keywords：ShearerDrumAvalancheangleBlockcoalrateCADDieLoadingperforman

4、ce辽宁工程技术大学硕士论文No．11绪论1．1当前匿内外滚筒设计的状况在煤炭开采中，机械化采煤是提高煤炭质量、保证安全生产、降低劳动强度和增加经济效益的有效途径。随着煤炭工业的发展，采矿机械化得到了不断的提高。在现代化采掘成套设备中，采煤机是主要机械设备。滚筒式采煤机能极好地适应各种煤层赋存条件，是煤矿最为重要的大型设备，其技术水平的高低是煤矿现代化水平高低的标志。这种采煤机之所以能得到广泛的应用，主要原因是可以实现落装合一，同时完成长壁工作面的落煤与装煤工作，具有较高的效率。据统计，在采煤机工作过程中，截割部所消耗的功率占采煤机总功率的85％左右。作为采煤机的工作机构

5、，螺旋滚筒的截煤与装煤效率及其参数的研究，已成为采煤机研究和设计中的重要{聚题。世界各主娶产煤国都在进行滚筒的研究与改进，并把提高块煤率、降低能耗齿耗和提高截装能力作为主要研究目的。仔细分析采煤机使用过程中各种问题产生的原因，我们不难发现，国内各采煤机生产厂在设计采煤机的过程中没有傲到“量体裁衣”，两是凭主观猜测加类比经验。滚筒内部连接部分的结构尺寸与采煤机的滚筒轴有关，通常是不变化的，而其外部结构与尺寸则应随煤层的赋存条件及用户的要求恧异，即一台采煤机可以选用多种不同结构尺寸的滚筒。煤层的厚度不同、倾角不同，煤岩的物理机械性能也不同。所以用户订货时应向厂家提供采煤机的使

6、用条件及自己的特殊要求，由厂家单独为用户设计采煤机。滚筒式采煤机的使用经验表明，只要根据煤层赋存条件，并按用户的要求设计滚筒式采煤机，即按“量体裁衣”原则来设计采煤机，则这样的采煤机一定能在煤炭开采中满足要求lJ1。滚筒采落的煤块度组成、滚筒的截割效率以及装煤效果均与采煤机的工作参数、滚筒的结构参数有密切的关系。由于参数问的相互制约与影响，辽宁工程技术大学硕士论文No．2传统的计算方法很难实现滚筒参数的优化。只有应用优化设计理论及现代的计算工具一计算机才有可能解决这一问题。利用优化方法解决工业生产中的实际问题，已在航天工业、建筑结构、船舶设计等大型工业工程设计中取得了显著

7、的效果。将这一方法用于采煤机滚筒的参数优化，对于改进采煤机性能，提高机械化工作面技术与经济效益，有着十分重要的意义。因此，采煤机工作机构的参数优化也是亟待解决的问题。采煤机工作机构设计采用计算机作为辅助手段，是从20世纪60年代开始的。英国较早地运用计算机来设计采煤．机滚筒。在二十世纪七十年代中期，英国采矿研究所(MRDE)在IBM计算机上调试通过了采煤机滚筒计算机辅助设计(CAD)软件。英国煤炭管理局(NCB)应用该软件设计并制造了150个滚筒。据用户反映，使用CAD滚筒，不仅能降低能耗，提高块煤率，而且降低了粉尘和截齿消耗