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题名运动学参数对滚筒截割夹矸煤岩应力影响规律
被引量：7
- 1
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作者
刘旭南
赵丽娟
周文潮
罗贵恒
杜章雨
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机构
辽宁工程技术大学机械工程学院
中铁电气工业有限公司保定铁道变压器分公司
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出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第10期2926-2933,共8页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51674134)
辽宁省自然科学基金资助项目(20170540420)
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文摘
由于夹矸煤岩赋存条件的复杂性及滚筒截割煤岩过程载荷的非线性,得到滚筒截割煤岩的应力信息非常困难,因此很难从可靠性方面对运动学参数进行匹配。以煤岩截割机理和有限元理论为基础,利用LS-DYNA建立螺旋滚筒截割夹矸煤岩的耦合模型,分别对不同工况进行截割过程的动态模拟,以获取煤岩体、滚筒截齿相关组件的最大应力信息。采用曲面拟合技术分析滚筒转速及牵引速度对煤岩体、滚筒截齿相关组件最大应力的影响规律,建立了相关零件应力关于滚筒转速及牵引速度的规律方程。以采煤机生产率、截割比能耗为目标建立了采煤机滚筒运动学参数的优化方程,并得到了滚筒转速与牵引速度的最佳匹配值,研究表明:当滚筒转速为61. 63 r/min,牵引速度为4. 776 m/min时,采煤机生产率可达190. 64 t/h,截割比能耗仅为0. 868 9 kW·h/m3。截齿合金头、齿体、齿座、叶片的应力分别为:1 339. 4,887. 5,454. 7,105. 2 MPa,岩石和煤体最大应力分别为:59. 15,8. 799 MPa。
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关键词
夹矸煤岩
优化
运动学参数
匹配
-
Keywords
coal gangue
optimization
kinematic parameter
matching
-
分类号
TD421.63
[矿业工程—矿山机电]
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题名截割含夹矸煤岩采煤机运动参数的最佳匹配
被引量：6
- 2
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作者
丁飞
李彬彬
周文潮
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机构
辽宁工程技术大学机械工程学院
中铁电气工业有限公司保定铁道变压器分公司
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出处
《机械强度》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第4期942-948,共7页
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基金
辽宁省自然科学基金项目(201602348)资助~~
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文摘
为了研究采煤机运动参数的最佳匹配,以煤岩材料非线性理论与刚柔耦合多体系统动力学理论为基础,利用Ansys/LS-DYNA软件,建立了采煤机螺旋滚筒与含夹矸煤岩的耦合仿真模型。提取了煤岩破落过程中螺旋滚筒所受的三向力及三向力矩,统计了被截掉煤岩的体积,分析了运动参数与载荷波动系数、截落煤岩体积、截齿安全系数、截割比能耗、装煤率以及生产率之间的关系;运用Matlab优化工具箱,以载荷波动系数、截落煤岩体积、截齿安全系数、截割比能耗、装煤率以及生产率为目标函数,建立了采煤机螺旋滚筒运动参数的多目标优化方程。研究表明:当滚筒转速为86.3 r/min、牵引速度为3.87 m/min时,采煤机运动参数达到最优匹配,此时载荷波动系数为0.272;截割比能耗为0.784 kw·h/m^3;截齿安全系数为2.035;装煤率为57.132%;最大生产率为3.025 t/min。
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关键词
夹矸煤岩
采煤机
LS-DYNA
运动参数
多目标优化
-
Keywords
Coal gangue rock
Shearer
LS-DYNA
Movement parameters
Multi-objective optimization
-
分类号
TD421.6
[矿业工程—矿山机电]
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题名基于单截齿的液压冲击与截割联合破煤岩过程研究
被引量：5
- 3
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作者
贺安民
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机构
国家能源集团神东煤炭集团有限责任公司
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出处
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2018年第8期119-124,共6页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51504121
51774161)
辽宁省自然基金资助项目(201601324)
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文摘
针对煤岩截割过程中存在的截齿磨损严重、截割结构失效等普遍问题,采用预裂与截割联合破煤岩原理,设计了一种液压冲击与截割联合的截齿,并采用EDEM离散元软件模拟截齿液压冲击与截割联合破煤岩的过程,分析有无冲击预裂的破煤岩性能,研究结果表明:煤岩普氏系数的增加均会使2种截割方式的截割效率降低,煤岩普氏系数越大,2种截割方式的截割效率差距就越大,且有冲击作用方式的截齿可以输出更大的截割力;截齿在有冲击作用下的截割效率相比无冲击作用下的截割效率最高提升了15%以上,在截割力输出性能最大提升20%以上,因此,该冲击预裂方式有助于破碎煤岩。
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关键词
液压冲击
联合破煤
夹矸煤岩
截割性能
离散元法
-
Keywords
hydraulic impact
combined breaking coal
coal and rock with gangue
cutting performance
discrete element method
-
分类号
TD421
[矿业工程—矿山机电]
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题名不同运动参数对截齿截割含夹矸煤岩性能影响模拟研究
被引量：1
- 4
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作者
任春平
张训洪
赵中旭
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机构
黑龙江科技大学机械工程学院
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出处
《中国矿业》
北大核心
2024年第6期148-157,共10页
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基金
国家自然科学基金项目资助(编号:52204131)
黑龙江省首批“揭榜挂帅”科技攻关项目资助(编号:2021ZXJ02A01)。
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文摘
我国薄煤层资源储量丰富,但其煤层赋含夹矸,截齿截割含夹矸煤岩时载荷波动比较剧烈,夹矸的存在使煤矿开采难度增大,也很大程度上影响着截齿的截割性能。为研究截齿截割含夹矸煤岩的截割性能,利用Pro/E构建截齿三维模型,运用有限元软件ABAQUS确定含夹矸模拟煤岩,建立截齿截割含夹矸煤岩的有限元模型,采用单因素研究方法,研究不同牵引速度、滚筒转速对截齿截割力均值、截割力峰值均值、单位时间落煤质量、载荷波动系数和比能耗的影响规律,分析煤层破碎的动态过程,研究不同运动参数下截齿截割性能。研究结果表明:随着牵引速度的增大,截齿截割力均值、截割力峰值均值和单位时间落煤质量呈增大趋势,比能耗呈减小趋势,载荷波动系数基本不变;随滚筒转速的增加,截齿截割力均值、截割力峰值均值和单位时间落煤质量呈减小趋势,比能耗呈增大趋势,载荷波动系数基本不变。该研究为提高复杂条件下采煤机截割破碎性能和研制截割复杂煤层的强力滚筒奠定了基础。
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关键词
截齿
夹矸煤岩
牵引速度
滚筒转速
截割性能
-
Keywords
pick
coal rock containing gangue
traction speed
rotate speed of the roller
cutting performance
-
分类号
TD421
[矿业工程—矿山机电]
-
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题名关于含夹矸煤岩采煤机螺旋滚筒截齿磨损问题分析研究
被引量：2
- 5
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作者
王超
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机构
霍州煤电集团云厦白龙矿建分公司
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出处
《山东煤炭科技》
2023年第8期141-144,共4页
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文摘
针对目前薄煤层夹矸煤岩采煤过程中采煤机螺旋滚筒磨损严重,造成人力物力浪费等问题,白龙矿建分公司牵头,以采煤机截齿为研究对象,通过三维软件对采煤机滚筒进行建模,按照实际工作状态进行约束设置,通过ADAMS进行前处理,使用EDEM仿真软件进行仿真分析,确定各因素对截齿磨损的影响程度,最后得出了采煤机最佳配合参数。
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关键词
夹矸煤岩
滚筒截齿
EDEM
磨损
-
Keywords
coal gangue rock
drum cutting teeth
EDEM
wear and tear
-
分类号
TD421.61
[矿业工程—矿山机电]
-
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题名不同工况对含夹矸煤岩截齿磨损深度影响模拟研究
被引量：1
- 6
-
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作者
任春平
李佰顺
马化凯
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机构
黑龙江科技大学机械工程学院
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出处
《中国矿业》
2023年第11期102-108,共7页
-
基金
国家自然科学基金项目资助(编号:52204131)。
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文摘
为了研究不同工况对截齿截割含夹矸煤岩的磨损深度影响规律,建立截齿-夹矸煤岩耦合的有限元模型,模拟含夹矸煤岩截齿截割过程,探究截齿应力分布、温度分布与磨损深度的关联程度,采用正交试验法分析转速、牵引速度和安装角对截齿磨损深度的影响规律。研究结果表明:在模拟试验参数范围内,截齿应力分布和温度分布影响截齿磨损深度的大小,且截齿应力、温度与截齿磨损深度呈正相关性;相比于不含夹矸煤岩,含夹矸煤岩截齿应力、温度和磨损深度更大;随着截齿牵引速度的增加,截齿齿尖前刀面磨损深度呈增大趋势;随着截齿转速的增加,截齿齿尖前刀面磨损深度呈减小趋势;随着安装角的增大,磨损深度呈先减小后增大的趋势。研究结果可以有效提高采煤机截割性能及效率。
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关键词
煤岩截齿
夹矸煤岩
磨损深度
应力分布
温度分布
-
Keywords
rock pick
coal rock gangue
wear depth
stress distribution
temperature distribution
-
分类号
TD421.61
[矿业工程—矿山机电]
-
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题名含夹矸煤岩截齿安装角对截割力的影响研究
被引量：1
- 7
-
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作者
任春平
张训洪
赵中旭
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机构
黑龙江科技大学机械工程学院
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出处
《煤》
2023年第9期6-9,共4页
-
基金
国家自然科学基金资助项目(52204131)
黑龙江省首批“揭榜挂帅”科技攻关项目(2021ZXJ02A01)。
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文摘
为研究含夹矸煤岩截齿安装角度对截割力影响,运用Pro/E构建镐型截齿和含夹矸煤岩的三维模型,采用ABAQUS有限元软件对截齿截割含夹矸煤岩动态过程进行数值模拟,分析不同截齿安装角度下的应力云图与载荷曲线。结果表明:截齿最大截割力出现在最大切削厚度处附近,改变截齿安装角度,对截齿截割力影响较小;随着截齿安装角的增大,截割力均值和截割力峰值均值呈现先减小后增大的趋势。随牵引速度增大,截齿截割力均值、截割力峰值均值呈增加趋势,该研究为调整截齿安装角来提高截齿破碎性能奠定基础。
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关键词
截齿
安装角
夹矸煤岩
数值模拟
截割力
-
Keywords
pick
installation angle
coal rock containing gangue
numerical simulation
cutting force
-
分类号
TD42
[矿业工程—矿山机电]
-
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题名不同工况下含夹矸煤岩截齿截割载荷数值模拟研究
- 8
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作者
任春平
李佰顺
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机构
黑龙江科技大学机械工程学院
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出处
《煤炭技术》
CAS
北大核心
2023年第12期216-219,共4页
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基金
国家自然科学基金项目(52204131)。
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文摘
为了研究截齿截割含夹矸煤岩的动态过程及其载荷特性,利用ABAQUS模拟软件建立截齿-夹矸煤岩的耦合模型,分别进行不同工况下截齿截割过程的动态模拟,研究不同转速、牵引速度对截割载荷的影响规律。结果表明:随着截齿转速的增加,截齿的三向载荷均值及载荷波动均呈减小趋势;随着截齿牵引速度的增加,截齿三向载荷均值及载荷波动呈增大趋势;通过对截齿轴向、径向和侧向载荷均值拟合可知,转速和牵引速度的变化对径向载荷的影响最大,对侧向载荷的影响最小。该研究对复杂煤层的高效开采及截齿的结构设计奠定一定的基础。
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关键词
截齿
夹矸煤岩
转速
牵引速度
载荷特性
-
Keywords
pick
gangue coal rock
revolving speed
pulling speed
load characteristics
-
分类号
TD42
[矿业工程—矿山机电]
-
