【摘 要】
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采煤机截割煤岩的过程实质是采煤机截齿截割煤岩的过程。在截齿截割煤岩时,煤岩体也反作用于截齿,造成截齿的失效。截齿磨损是截齿失效最主要的形式,掌握截齿磨损的主要因素及其对截齿性能的影响,对降低截齿磨损,减少经济损失,提高采煤机截割效率,具有一定的实际意义。首先,本文介绍了截齿截割煤岩的相关理论。在了解煤岩的物理机械性质、截齿在截割过程中的受力、截齿的磨损机理的基础上,建立了截齿与煤岩的接触模型、截齿
【基金项目】
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国家973计划项目(2014CB046303):无人采掘装备动力传递部件渐变可靠性建模与设计理论;
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采煤机截割煤岩的过程实质是采煤机截齿截割煤岩的过程。在截齿截割煤岩时,煤岩体也反作用于截齿,造成截齿的失效。截齿磨损是截齿失效最主要的形式,掌握截齿磨损的主要因素及其对截齿性能的影响,对降低截齿磨损,减少经济损失,提高采煤机截割效率,具有一定的实际意义。首先,本文介绍了截齿截割煤岩的相关理论。在了解煤岩的物理机械性质、截齿在截割过程中的受力、截齿的磨损机理的基础上,建立了截齿与煤岩的接触模型、截齿截割煤岩的磨料磨损模型以及截齿磨损的计算模型,并由此分析得到影响采煤机截齿磨损的四个主要参素:截齿截割煤岩的速度、深度以及齿尖锥角和截齿的截割角。其次,本文使用数值模拟软件分析了四个主要因素不同数值状态对截齿磨损的影响。由于煤矿的非均质性很大,截齿截割煤岩的过程具有随机性,截齿磨损受到多种因素的影响。在实际工况中,对截齿状态进行实时监控是难以实现的,因此,本文使用ANSYS/LS-DYNA有限元仿真软件建立了截齿截割煤岩的仿真模型,并基于四个参数的不同数值拟定了四种模拟方案,对截齿截割煤岩的过程进行了模拟。通过对截齿截割煤岩的过程进行动态有限元分析及热力耦合分析,并分析截齿在不同参数情况下的受力、应力及温度变化结果,得到四个参数对采煤机截齿磨损的影响情况。最后,分析了影响截齿磨损的四个主要参数和截齿、煤岩的材料参数对截齿可靠性的影响程度。在ANSYS/LS-DYNA建立的仿真模型基础上,将影响截齿磨损的四个参数和截齿、煤岩材料的四个参数设为变量,使用ISIGHT拉丁抽样提取随机变量样本,以BP神经网络方法进行拟合,通过均值一次二阶矩方法计算截齿的可靠度和可靠性灵敏度,随后使用蒙特卡罗方法验证计算准确性。分析截齿无量纲化的均值和方差可靠性灵敏度,得到各随机变量对截齿可靠度的影响情况,为截齿的使用及参数选用提供参考依据。
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