采煤機滾筒設(shè)計理論及性能研究

目錄 
前言 
第1章 滾筒破煤理論 1 
1.1 煤巖特性 1 
1.1.1 煤的結(jié)構(gòu)特性 1 
1.1.2 煤的物理機械性質(zhì) 2 
1.2 截齒破煤機理 5 
1.2.1 截齒切削破煤過程 6 
1.2.2 截齒截煤截割力模型的建立 7 
1.3 滾筒截煤機理 14 
1.3.1 滾筒截煤力學分析 14 
1.3.2 滾筒運動學分析 17 
1.4 滾筒裝煤理論 20 
1.4.1 滾筒裝煤機理 20 
1.4.2 滾筒裝煤性能影響因素 29 
1.4.3 滾筒裝煤性能影響因素的限制條件 34 
參考文獻 42 
第2章 滾筒參數(shù)設(shè)計 45 
2.1 滾筒及截齒相關(guān)參數(shù) 45 
2.1.1 滾筒直徑 45 
2.1.2 滾筒截深 47 
2.1.3 截線距 48 
2.1.4 截齒排列方式 50 
2.1.5 截齒位置 57 
2.1.6 螺旋葉片參數(shù) 60 
2.1.7 截齒安裝角和傾斜角 61 
2.2 高塊煤率滾筒參數(shù)優(yōu)化設(shè)計 63 
2.2.1 優(yōu)化模型建立 63 
2.2.2 優(yōu)化模型求解方法 69 
2.2.3 優(yōu)化求解 70 
2.3 高塊煤率滾筒參數(shù)優(yōu)化軟件集成 77 
2.3.1 軟件集成方法 78
2.3.2 集成軟件包組成 78 
2.3.3 參數(shù)優(yōu)化模擬 81 
2.4 優(yōu)化模型驗證 82 
參考文獻 85 
第3章 滾筒截割性能研究 87 
3.1 煤巖截割試驗臺設(shè)計 87 
3.1.1 主傳動 88 
3.1.2 輔助傳動 89 
3.1.3 模擬截割材料的配制 90 
3.1.4 試驗滾筒的研制 96 
3.1.5 煤巖截割試驗臺 99 
3.2 煤層特性對滾筒截割性能的影響 99 
3.2.1 純煤截割 100 
3.2.2 頂?shù)装?nbsp;104 
3.2.3 夾矸煤層 105 
3.2.4 小斷層煤層 107 
3.3 截齒結(jié)構(gòu)參數(shù)對滾筒截割性能的影響 109 
3.3.1 合金頭直徑 109 
3.3.2 齒尖夾角 112 
3.3.3 齒身錐角 115 
3.4 截齒安裝參數(shù)對滾筒截割性能的影響 119 
3.5 滾筒結(jié)構(gòu)參數(shù)對截割性能的影響 122 
3.5.1 截深 123 
3.5.2 截齒排列 125 
3.5.3 截線距 128 
3.5.4 螺旋升角 133 
3.6 滾筒運動參數(shù) 135 
參考文獻 138 
第4章 滾筒裝煤性能研究 139 
4.1 滾筒裝煤性能研究方案 139 
4.1.1 滾筒裝煤試驗方案設(shè)計 139 
4.1.2 滾筒裝煤仿真模型 143 
4.2 滾筒裝煤性能的三因素正交試驗研究 145 
4.2.1 筒轂直徑、牽引速度、滾筒轉(zhuǎn)速 145 
4.2.2 滾筒截深、牽引速度、滾筒轉(zhuǎn)速 148 
4.2.3 葉片螺旋升角、牽引速度、滾筒轉(zhuǎn)速 150
4.3 煤巖性質(zhì)對滾筒裝煤效果的仿真研究 152 
4.3.1 仿真準確性的驗證 153 
4.3.2 顆粒直徑 154 
4.3.3 顆粒剛度和墻體剛度 155 
4.3.4 顆粒摩擦系數(shù)和墻體摩擦系數(shù) 159 
4.4 工作面角度對滾筒裝煤效果的仿真研究 161 
4.4.1 走向傾角 161 
4.4.2 工作傾角 171 
參考文獻 181 
第5章 異形滾筒性能研究 182 
5.1 異形滾筒結(jié)構(gòu)設(shè)計 182 
5.1.1 階梯形滾筒結(jié)構(gòu)設(shè)計 182 
5.1.2 鼓形滾筒結(jié)構(gòu)設(shè)計 184 
5.1.3 旋挖式滾筒結(jié)構(gòu)設(shè)計 189 
5.2 異形滾筒性能仿真分析 190 
5.2.1 階梯形滾筒截煤性能仿真分析 191 
5.2.2 鼓形滾筒裝煤性能仿真分析 199 
5.2.3 旋挖式滾筒性能仿真分析 205 
5.3 異形滾筒性能試驗分析 211 
5.3.1 試驗滾筒加工 211 
5.3.2 階梯形滾筒截煤性能試驗研究 212 
5.3.3 鼓形滾筒裝煤性能試驗研究 218 
參考文獻 220 
第6章 滾筒動力學特性研究 222 
6.1 動力學系統(tǒng)理論 223 
6.2 采煤機滾筒分形特征 225 
6.2.1 截割載荷的分形特征 225 
6.2.2 截割塊度的分形特征 231 
6.3 截割載荷的混沌特征 237 
6.3.1 混沌動力學理論 237 
6.3.2 截割載荷的混沌特征分析 241 
6.3.3 滾筒截割煤巖界面本構(gòu)力學模型 249 
6.3.4 截割載荷的混沌模型 267 
參考文獻 271 
索引 273