刨煤機(jī)刨刀刨削煤巖力學(xué)特性研究及其優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、刨煤機(jī)是開采薄煤層的采煤機(jī)械，隨著薄煤層開采向自動化、少人或無人工作面開采方向發(fā)展，刨煤機(jī)需求越來越緊迫。刨煤機(jī)在設(shè)計初期就應(yīng)該全面考慮主要零部件的力學(xué)性能、強(qiáng)度和壽命問題，但目前采用的設(shè)計方法大多數(shù)為傳統(tǒng)設(shè)計方法，開發(fā)周期長、成本高，無法預(yù)知刨煤機(jī)關(guān)鍵零部件刨削煤巖時的受力情況。
　　論文主要思路為針對滑行刨煤機(jī)實際使用情況，考慮目前刨煤機(jī)設(shè)計狀況，在對刨煤機(jī)刨刀刨削煤巖實驗研究基礎(chǔ)上，結(jié)合刨煤機(jī)刨削煤巖的理論研究，通過構(gòu)建煤巖

2、損傷本構(gòu)模型，對刨刀刨削煤巖進(jìn)行模擬仿真分析，獲得刨煤機(jī)刨刀刨削煤巖的載荷數(shù)據(jù)，并對刨煤機(jī)刨刀進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。圍繞該思路開展的主要研究內(nèi)容為:
　　(1)通過自行研制的刨煤機(jī)實驗臺和設(shè)計的新型刨刀測力系統(tǒng)，對刨煤機(jī)刨削煤巖進(jìn)行實際測試。得到在不同刨刀結(jié)構(gòu)參數(shù)、不同工況參數(shù)、不同煤巖硬度下刨刀受力測試結(jié)果，分析各種因素對刨煤機(jī)刨削煤巖力學(xué)性能的影響。
　　(2)通過研究刨煤機(jī)刨削煤巖的破碎機(jī)理，分析影響刨削煤巖過程的主要因素，研

3、究了刨刀主要幾何參數(shù)和刨煤機(jī)工況參數(shù)等因素對破碎煤巖的影響。通過分析刨刀刨削力計算方法，對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，分析刨削力的峰值載荷和載荷譜;
　　(3)針對實驗測試所用假煤巖的基本特性，修正了現(xiàn)有的本構(gòu)模型，研究了本構(gòu)單元在變形過程中經(jīng)歷的線彈性變形、蠕變、塑性屈服、硬化以及最后脆性崩裂的幾個階段，建立了適用于論文刨削實驗所用的煤巖損傷本構(gòu)模型;
　　(4)應(yīng)用有限元軟件ANSYS/LS-DYNA建立了刨削過程的動力學(xué)模型，模