薄煤層刮板輸送機機頭架運輸性能分析及優(yōu)化.pdf

1、刮板輸送機作為綜采工作面煤炭運輸的主要設備，其工作性能直接影響著工作面的采煤和運煤效率。尤其在狹小的薄煤層工作面中，刮板輸送機的設計對采煤工作面的三機配套以及三角煤的開采有重要的影響。機頭架作為刮板輸送機的主要組成部分，承擔著支撐鏈輪和卸載煤炭等重任，其結構設計影響著薄煤層刮板輸送機在機頭架與采煤機的配合和液壓支架的布置，因此對刮板輸送機機頭架的分析與優(yōu)化十分有必要。
　　本文以某型薄煤層刮板輸送機的機頭架為研究對象，研究了其機頭

2、架與過渡槽結構設計對采煤工作面三機配套的影響。根據工作面的使用要求對刮板輸送機機頭架進行了設計優(yōu)化，并用離散元軟件對刮板輸送機的機頭架輸送性能進行了仿真分析，確定了機頭架的最佳設計結構，最大程度地提高了薄煤層中三角煤的開采率，實現了刮板輸送機、采煤機及液壓支架三機的比較理想的配合。
　　本文的主要研究內容如下：首先，為解決某型薄煤層刮板輸送機機頭架的組件之間的尺寸設置與配合問題，建立了薄煤層刮板輸送機機頭架的優(yōu)化問題數學模型。根據

3、機頭架和過渡槽之間的結構關系，以刮板輸送機機頭升角為優(yōu)化變量，將機頭架和過渡段的總長度作為優(yōu)化目標，利用MATLAB編寫了優(yōu)化方程，求解了總長度的最優(yōu)解。優(yōu)化結果表明當機頭架卸載高度相同的情況下，刮板輸送機機頭升角為13°時，過渡段長度最短，最有助于三角煤的開采。
　　其次，為研究煤炭運輸過程中的運輸穩(wěn)定性以及溜槽面的磨損程度，運用三維離散元仿真軟件 EDEM，研究了在煤炭運輸的過程中，機頭的升角、刮板鏈鏈速以及煤炭的內外摩擦系數

4、等因素的變化對煤炭顆粒的能量、速度以及受力的影響。仿真結果表明，當刮板輸送機機頭架升角為13°、刮板鏈鏈速為0.837m/s、內外摩擦系數為0.3的時候，此時刮板輸送機的運輸卸載性能最好，煤炭與溜槽表面之間的摩擦最小，對轉載機產生的沖擊也很小，為薄煤層刮板輸送機的設計制造以及煤質的選取提供了理論依據。
　　最后，為提高薄煤層刮板輸送機的安全性和可靠性，提升三機配套的契合度。通過ANSYS Workbench對刮板輸送機的機頭架進行