采煤机螺旋滚筒设计系统的研究

摘要

作为煤炭开采的主要设备之一，滚筒式采煤机所具有的高产高效、适应煤层性强等特点，应用于各种煤层条件下的开采。螺旋滚筒作为采煤机上最主要的部件，其设计的好坏直接影响整机的工作性能。由于螺旋滚筒的设计自由度较大，设计参数众多，应用参数化方法进行设计是提高采煤机滚筒设计质量和设计效率的有效途径。
　　本文通过对滚筒截齿排列原则与方式、截割顺序图及切屑图的形成过程与方法、截齿受力以及滚筒载荷模型的分析，深入研究了各因素之间的相互关系。在此基础上，利用MATLAB GUIDE功能设计可视化界面，编制相应的软件程序，开发出了采煤机螺旋滚筒设计的可视化系统。该系统通过在MATLAB GUIDE可视化界面中输入滚筒的设计要求和煤岩的参数，就可完成采煤机螺旋滚筒的可视化设计，并形象、直观地显示各种设计参数下的截齿排列图、相应的截割顺序图、切屑图、滚筒的载荷曲线，且能对其设计结果进行优化。本文介绍了所建立的采煤机滚筒的设计理论和方法，研究了各种工况下对采煤机滚筒截割性能的影响，所作的研究及其成果对采煤机螺旋滚筒的设计有一定的指导作用，对提高采煤机滚筒的设计质量和设计水平、改善滚筒采煤机的截割性能具有重要的意义。

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1 绪论

1.1 滚筒采煤机的发展与国内外研究现状

1.2 与国外的差距

1.3 课题研究现状

1.4 论文的内容

1.5 研究方案

1.6 本章小结

2 采煤机滚筒设计系统的开发

2.1 应用平台

2.2 系统功能及结构

2.3 系统各功能界面

2.4 本章小结

3 采煤机螺旋滚筒截齿排列方案的设计

3.1 截齿排列原则

3.2 截齿排列方式

3.3 截齿排列参数的确定

3.4 滚筒基本运动参数的确定

3.5 截齿排列参数化软件模块

3.6 本章小节

4 采煤机螺旋滚筒截割过程的几何模拟

4.1 切屑图的数学模型

4.2 切屑图的算法

4.3 切屑图的模拟

4.4 模拟结果分析

4.5 本章小结

5 采煤机螺旋滚筒截割过程的载荷模拟

5.1 截齿的受力模型

5.2 滚筒载荷模型

5.3 煤层模拟

5.4 模拟程序的算法

5.5 载荷的模拟计算

5.6 本章小结

6 采煤机螺旋滚筒的优化设计

6.1 螺旋滚筒优化模型的确定原则

6.2 设计变量的选取

6.3 目标函数的建立

6.4 约束条件的确定

6.5 优化的模型

6.6 优化方法的选择

6.7 本章小结

7 结论

参考文献

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