螺旋滾筒作為采煤機的工作機構，承擔著破煤和裝煤的任務，其工作特性的優(yōu)劣決定了采煤機能否高效、安全地進行生產作業(yè)。本書用理論分析、數(shù)值模擬及試驗研究相結合的方法，從截割和裝煤這兩大任務出發(fā)，對螺旋滾筒的工作特性進行了研究。同時，對采用不同型號螺旋滾筒的采煤機動態(tài)特性進行了分析。本書建立了薄煤層采煤機螺旋滾筒破碎過程的有限元模型，對螺旋滾筒破煤規(guī)律進行深入分析，并對螺旋滾筒上不同位置截齒的載荷特性進行了比較分析。采用MATLAB與VB編制的采煤機工作機構優(yōu)化設計及載荷計算軟件對影響螺旋滾筒截割性能的因素進行了分析，找出了不同影響因素下滾筒載荷波動、功率消耗、截割阻力矩以及截割比能耗等性能指標的變化規(guī)律。同時，利用軟件生成的滾筒載荷曲線為后續(xù)動力學仿真提供了外部激勵。本書建立了薄煤層采煤機螺旋滾筒裝煤的離散元模型，解決了螺旋滾筒與煤壁的耦合以及離散元仿真中各參數(shù)的合理選擇等關鍵問題；通過跟蹤和統(tǒng)計裝煤過程中顆粒質量、速度分布及變化，找出了螺旋滾筒結構及運動學參數(shù)等因素對煤流運動規(guī)律的影響；對多因素影響下的螺旋滾筒裝煤過程進行正交試驗，確定不同因素對螺旋滾筒裝煤性能的影響權重。本書通過多軟件協(xié)同仿真平臺構建薄煤層采煤機剛柔耦合多體模型，分析不同型號螺旋滾筒所受載荷對薄煤層采煤機動態(tài)特性的影響，得到了關鍵零部件的動應力分布規(guī)律；通過構建應力-可靠度隸屬度函數(shù)，對不同工況條件下采煤機關鍵零部件的動態(tài)可靠性進行了分析與預測；運用子結構模態(tài)綜合法（CMS）對不同測試點加速度與模態(tài)振動的相關性進行了分析。本書根據(jù)某礦煤樣的物理機械性質測試結果，對A、B兩型號螺旋滾筒的綜合性能進行了分析，并將理論計算、數(shù)值模擬結果與MG400/951WD型采煤機工業(yè)性試驗測試結果進行比較。研究結果表明：改進后的B型螺旋滾筒具有良好的煤巖適應性，采煤機工作過程中的穩(wěn)定性及可靠性較高；螺旋滾筒的實際裝煤率與數(shù)值模擬結果基本符合，證明了研究方法的正確性與可行性。
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