滚筒截齿对采煤机截割部工作可靠性的影响研究.pdf

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1、现代制造T程2010年第12期制造技术／工艺装备滚筒截齿对采煤机截割部工作可靠性的影响研究‘赵丽娟1，陈颖1，董萌萌2(1辽宁工程技术大学机械学院，阜新123000；2煤炭科学总院西安分院，西安710000)摘要：运用MATLAB软件编制了含硫化铁结核工况下的采煤机滚筒瞬时负载变化规律生成程序，并模拟采煤机滚筒缺齿时的瞬时负载情况，发现缺齿时滚筒受力增大22．37％，载荷波动系数平均增大21．63％。利用ADAMS、ANSYS软件建立采煤机截割部刚柔耦合虚拟样机系统，将得到的两套滚筒瞬时负载文本文件分别导入到虚拟样机系统中进行仿真，分析出滚筒缺齿对采煤机截割部影响巨大，甚至导致截割部

2、行星传动系统的强度、动态刚度不足，进而影响采煤机使用寿命。关键词：采煤机；瞬时负载；截齿；可靠性；虚拟样机技术中图分类号：TIM21．63文献标识码：A文章编号：1671--3133(2010)12--0104---07ResearchontheinfluenceonworkingreliabilityofcuttingunitofshearerbycuttingpickZHAOLi-juanl，CHENYin91，DONGMeng—men92(1SchoolofMechanicsEngineering，LiaoningTechnicalUniversity，Fuxin123000，

3、Liaoning，China；2．Xi’anBranch，CoalResearchInstitute，Xi’an710000，China)Abstract：Basedonthecoalse锄containingpyritesandthin．simulatedtheprogramofthemomentaryloadofthemilerbytheimplementationofMATLAB．Further，workedouttheprogramofthemomentaryloadofthetoilerwithacuttingpicklost，fundthatonepicklostmade

4、theforcewithstandbythemilerincreased22．37％andtheloadfluctuationcoefficientincreased19．67％，thecoupledrind-flexiblevirtualprototypemodelofshearer'scuttingunitwhichwasbuiltbyADAMSandANSYS，importedthetwokindsofloadtextonthevirtualprototypemodelandsimulated．Thecuttingpicklosthaveaenonnousinfluenceon

5、shearer，evenleadtotheplanetarytransmissionofthecuttingunitinsufficientinstrengthandstiffness．Reducethelifeoftheshearer．Keywords：shearer；momentaryload；cuttingpick；reliability；virtualprototypingtechnologyO引言滚筒采煤机是目前国内外煤矿广泛使用的采煤机械之一。截齿是采煤机用以截割煤岩的关键性零件，在采煤机工作过程中，截齿极易受到磨损和破坏，特别是当工作面出现硬包裹体和夹矸等情况时，截齿将

6、承受巨大的冲击负载，其齿体甚至会因过载而直接折断或缺失，对采煤机的使用寿命及生产效率造成较大影响。截齿主要分为刀型齿和镐型齿，其中镐型截齿应用最为广泛，其失效形式主要有截齿折旧磨损、折断和丢失三种¨1。本文以兖煤集团“含硫化铁结核的薄煤层采煤机截割部可靠性研究”项目为依托，运用MATLAB软件及虚拟样机技术模拟采煤机滚筒瞬时负载，进而预测滚筒缺齿对采煤机截割部T作可靠性的影响，具有很强的实用价值。l采煤机滚筒瞬时负载的计算采煤机在T作过程中，截齿只要截入煤壁，就要受到截割阻力和牵引阻力，顺序式排列的滚筒截齿还要受到侧向力，此外还有作用于螺旋叶片上的装煤反力等多重作用。而在采煤机切人煤

7、壁的过程中，滚筒还将受到一个附加的轴向力，滚筒单齿受力分析如图l所示。目前，国内对滚筒瞬时负载的计算[2J一般采用前苏联的方法进行。·中国煤炭工业科技计划项目(MTKJ2009-264)；辽宁省教育厅高等学校创新团队项目(20071"070)104制造技术／工艺装备现代制造T程2010年第12期Z图1滚筒单齿受力分析1．1采煤机滚筒瞬时负载相关运动学参数的计算1)截齿所受瞬时截割力z。为：Z甲=Xo+f’(k一％)匕一Yo=1008。S。K式中：磊为锐利截