螺旋鉆采煤機(jī)鉆頭布齒及其截割過(guò)程動(dòng)力學(xué)分析.pdf

1、螺旋鉆采煤機(jī)無(wú)人工作面采煤法是薄與極薄煤層開(kāi)采最為有效的方法，具有回采工藝簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊、自動(dòng)化程度高、勞動(dòng)強(qiáng)度低、生產(chǎn)效率高、安全性好等特點(diǎn)。螺旋鉆頭作為螺旋鉆采煤機(jī)的工作裝置，是采煤機(jī)最核心的部件，其設(shè)計(jì)直接關(guān)系到采煤機(jī)的破煤效果和生產(chǎn)效率，是采煤機(jī)開(kāi)發(fā)最為重要的關(guān)鍵技術(shù)。
　　針對(duì)目前國(guó)內(nèi)采煤機(jī)存在的螺旋鉆頭設(shè)計(jì)理論的研究較少且大多數(shù)為套用其他類型鉆頭的設(shè)計(jì)理論或類比的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)的問(wèn)題，本文圍繞螺旋鉆頭基礎(chǔ)設(shè)計(jì)理論，對(duì)螺旋

2、鉆頭的結(jié)構(gòu)、截齒分布規(guī)律、截割過(guò)程動(dòng)力學(xué)及其影響因素等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了研究。論文的主要工作如下：
　　1）分析了螺旋鉆頭的結(jié)構(gòu)組成及其工作機(jī)理，建立了截齒的空間位置表達(dá)方法及其運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，進(jìn)行了相應(yīng)的Matlab仿真計(jì)算，分析了截齒旋轉(zhuǎn)半徑、鉆頭轉(zhuǎn)速對(duì)截齒速度、加速度的影響，截齒運(yùn)動(dòng)軌跡線的螺距對(duì)破煤效果的影響，及鉆頭產(chǎn)生偏移的機(jī)理和抑制方法，為螺旋鉆頭布齒設(shè)計(jì)及載荷分析提供了運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律。
　　2）分析了螺旋鉆頭截齒排列特

3、點(diǎn)及其對(duì)破煤效果的影響，確立了規(guī)徑齒和中心齒旋轉(zhuǎn)半徑的確定原則，提出了標(biāo)準(zhǔn)切屑厚度徑向排列方法和最佳截距軸向排列方法，并結(jié)合螺旋線布置原則，對(duì)截齒進(jìn)行了徑向、軸向和周向布置，建立了截齒的整體布置模型，并分析了相關(guān)排列布置參數(shù)的選取方法和原則，為鉆頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和載荷分析奠定了理論基礎(chǔ)。
　　3）研究了螺旋鉆頭破煤機(jī)理，建立了截齒及鉆頭平均載荷模型，結(jié)合此模型，運(yùn)用隨機(jī)過(guò)程理論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，建立了截齒及鉆頭的隨機(jī)載荷模型，并采用Mat

4、lab對(duì)鉆頭隨機(jī)載荷進(jìn)行了模擬計(jì)算，得到了鉆頭隨機(jī)載荷譜曲線及各項(xiàng)載荷的統(tǒng)計(jì)量，其結(jié)果較好的反映了鉆頭載荷的隨機(jī)變化過(guò)程；同時(shí)，分析了四項(xiàng)切削制度參數(shù)對(duì)鉆頭載荷以及破煤效果的影響規(guī)律，提出了切屑厚度、截距、鉆進(jìn)速度及鉆頭轉(zhuǎn)速的選取計(jì)算原則。
　　本文有關(guān)螺旋采煤機(jī)鉆頭的截齒布局、截割過(guò)程動(dòng)力學(xué)以及截割參數(shù)選取等的研究方法及理論，為螺旋采煤機(jī)鉆頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和相關(guān)切削制度參數(shù)的合理選取計(jì)算提供了理論基礎(chǔ)，對(duì)提高螺旋采煤機(jī)的生產(chǎn)效率、突