采煤机斜切进刀工况下力学特性及测试系统研究

摘要

为探究采煤机在斜切进刀工况下事故频发的原因，对采煤机斜切进刀工况下的力学特性进行了研究。
　　通过对采煤机进刀工艺原理进行分析，建立了采煤机斜切进刀三维模型；基于斜切进刀三维模型和实际多种开采工况，建立了采煤机斜切进刀工况下整机空间力学模型及其数学模型。推导了斜切进刀工况下滚筒截齿的最大切削厚度及瞬时切削厚度的计算方法；从截齿切削厚度及其变化特征入手，研究了截齿及滚筒的截割阻力特性。从挤煤面积角度结合煤岩破裂理论，推导了斜切进刀工况下滚筒轴向力的计算方法。在明确滚筒截割阻力和轴向力后，得到了斜切进刀工况下的滚筒负载，并利用计算机对其变化特征进行了模拟。将滚筒负载代入到所建立的采煤机斜切进刀整机空间力学模型中进行求解，编程解算出了斜切进刀工况下采煤机滑靴受力情况；依据斜切进刀工况下滑靴受力计算结果，分别对导向滑靴和平滑靴进行了应力分析、疲劳寿命分析，提出了导向滑靴、平滑靴的结构改进措施。在对采煤机斜切进刀工况下力学特性进行理论分析后，提出了测定采煤机斜切进刀工况下滚筒力学特性的可行测试系统，并对测试系统的整体方案及测量截齿、传感器、数据处理软件等关键子系统进行了设计与研究。

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1 绪论

1.1 采煤机组成及其工作原理

1.2 采煤机斜切进刀工艺

1.3 国内外研究现状

1.4 选题意义

1.5 本文主要研究内容

2 采煤机斜切进刀工况下三维模型及其空间力学模型的建立

2.1 斜切进刀工况下三维模型的建立

2.2 斜切进刀工况下整机空间力学模型的建立

2.3 本章小结

3 斜切进刀工况下滚筒载荷计算与模拟

3.1 斜切进刀工况下截齿切屑厚度的计算

3.2 斜切进刀过程工况下截齿参与截割情况分析

3.3 斜切进刀工况下滚筒截齿截割阻力特性分析

3.4 斜切进刀工况下滚筒轴向力计算

3.5 斜切进刀工况下滚筒瞬时负载的计算

3.6 斜切进刀工况下滚筒瞬时负载模拟研究

3.7 本章小结

4 斜切进刀工况下滑靴力学特性研究

4.1 斜切进刀工况下滑靴受力计算

4.2 滑靴静力学仿真分析

4.3 滑靴疲劳寿命分析

4.4 本章小结

5 斜切进刀工况下滚筒力学特性测试系统研究

5.1 测试系统设计

5.2 测量截齿设计

5.3 传感器设计

5.4 测试系统数据处理软件开发

5.6 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

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