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《滚筒式采煤机滚筒载荷谱的模拟分析与研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、JournalofShandongUniversityofScienceandTechnology第27卷第1期Vol.27No.1112008年2月Feb.2008NaturalScience滚筒式采煤机滚筒载荷谱的模拟分析与研究刘送永,杜长龙,崔新霞(中国矿业大学机电工程学院,江苏徐州221008)摘要:根据单个截齿的受力模型和计算公式,建立了采煤机滚筒力矩模型和载荷波动模型。在此基础上,利用MATLAB编写了截割面积最大和波动系数最小时,转角与截齿力的关系程序和转角与力矩的关系程序,并对某型号采煤机滚筒进行了载荷模型的模拟和分析,分别得到了截割面积最大和波动系数最小时的滚筒转速、牵引速
2、度和三向力的波动系数,为滚筒设计和实际使用提供理论依据。关键词:截齿受力模型;载荷波动模型;波动系数中图分类号:TD421.6文献标志码:A文章编号:167223767(2008)0120011203TheSimulationAnalysisandInvestigationoftheDrumLoadSpectrumofaShearerLIUSong2yong,DUChang2long,CUIXin2xia(CollegeofMechanicalandElectricalEng.,CUMT,Xuzhou,Jiangsu221008,China)Abstract:Onthebasisofmech
3、anicalmodelandformulaofsinglebit,themomentmodelandloadfluctuationmodelofshearer'sdrumarebuilt.Basedonthis,therelationprogramsbetweenrotatingangleandbitloadaswellasbe2tweenrotatingangleandmomentarecompiledbymeansofMATLABwiththebiggestcuttingareaandthesmallestfluctuationcoefficient.Andthedrumrotating
4、speed,drawingspeedandfluctuationcoefficientsareobtainedrespec2tivelywiththebiggestcuttingareaandthesmallestfluctuationcoefficient.Thetheoreticbasisismadefordrumde2signandactualuse.Keywords:bitloadmodel;loadfluctuationmodel;fluctuationcoefficient滚筒是采煤机的重要组成部件,在截煤、落煤和采煤机的滚筒提供了理论依据。输煤过程中起着重要作用。而滚筒的受力、
5、结构、可1滚筒载荷受力模型的建立靠性、截齿布置是滚筒采煤机正常工作的重要指标。目前滚筒大多靠理论推导和经验来设计,在一定程滚筒在工作过程中,其工作载荷是与煤岩接触度上满足了采掘要求,但其可靠性、适应性和截煤效的每个截齿产生的载荷和煤岩阻力的叠加。截齿载率较低。载荷谱能正确反映其工作状况,借助载荷荷具有波动性,且截齿分布不均匀,决定了滚筒的谱来指导采煤机滚筒设计是发展趋势。载荷大小也是不断变化的。当滚筒转到截煤区某一由于滚筒式截割机构工作的特点,滚筒上截齿位置时,滚筒上工作截齿i所受的侧向力Xi、进给[1]的布置不均匀,加之煤层中的矸石,决定了截齿所受力Yi和截割力Zi如图1所示。的载荷是波动
6、的。载荷的波动将导致传动元件损1.1截齿力模型的建立坏,截齿脱落和折断,影响滚筒的使用寿命。因此,截齿i所受的力在坐标系oxyz上的投影(z轴为了确保采煤设备的可靠性和耐用性,现在采掘机垂直纸面向内)分别为械截割部的设计方案都要求设计出载荷波动较小的xi=-Yisinφi-Zicosφi截割机构。本文通过对滚筒建立受力模型,进行了yi=-Yicosφi+Zisinφi(1)载荷谱的计算机模拟与分析,为设计和优化滚筒式zi=Xi收稿日期:2007208220作者简介:刘送永(1981—),男,河北石家庄人,博士研究生,主要从事机械设计及理论、煤岩截割理论研究.第27卷第1期Vol.27No.1
7、122008年2月Feb.2008式中:Xi,Yi,Zi分别为截齿截割煤岩时所受的侧向动系数最小和单齿切削面积最大为目标函数进行优[2]力、牵引阻力和截割阻力;xi,yi,zi为截齿所受化,可以对任意头数、任意截齿布置方式的滚筒进行合力在坐标轴上的分力。受力和扭矩的计算,利用所得数据进行绘图分析。[526]滚筒载荷的程序框图如图2所示。图1滚筒上截齿的受力简图Fig.1Sketchoftheforceonth
