采煤机滚筒计算机辅助设计系统

时间：2025-07-11

第 16卷第 1期

湘潭矿业学院学报J.XIANσTAN

Vo1. 16 No.lMar.2∞1

2∞1年

3月

MIN. INSf.

文章编号: 1跚-期0(2∞1) 01-∞37 -03

采煤机滚筒计算机辅助设计系统郭迎福罗善明张永忠 2岳文辉 1

(1.湘潭工学院振动、冲击与诊断所，湖南湘潭 411201;2.中国矿业大学，江苏徐州 221∞8)

摘要:以截事j理论为基础，通过对影响采煤机滚筒性能各因素的考虑，建立了采煤机滚筒的计算机辅助设计方法，介绍了采煤机滚筒计算机辅助系统设计软件及其内容、特点和工作过程;利用该软件可以设计新滚筒，也可以对已使用的滚筒进行改造设计，所设计的滚筒可以改善采煤机的截割性能，提高截割效率，增加机器的稳定性.图 4,参 5.

关键词:采煤机;螺旋滚筒;CAD

中固分类号:TD421.6; TD421.6+ 3

文献标识码:A

螺旋滚筒做为采煤机的工作机构，在采煤过程中

数选择;端盘部分截齿排列首先要根据煤层条件、滚筒

起着极其重要的作用，螺旋滚筒设计的好坏直接决定采煤机性能.它的几何参数、工作参数和力学参数直接决定着采煤机对煤的适应性和生产率.因此，一个设计合理的螺旋滚筒应满足的要求是:

的几何参数及工作参数确定端盘截齿排列范围，然后再进行端盘截齿排列.(4)切削图分析:切削图是截齿通过最大切削厚度

的那个面留下的痕迹，它是分析截齿排列优劣的根据之一，切削图断面形状不仅影响截割下煤的块度，而且影响截齿载荷，切削图断面形状越接近"正方形"越好，越为"细长形"越差.切削图面积表示对应截齿的切削

(1)截割比能耗低，截割效率高;(2)各截齿受力均匀，螺旋滚筒平稳性好，力的波动小;(3)截割产生的煤块度大，粉尘小.

量，由此可看出哪些截齿所受载荷过大，哪些截齿没有

但是，由于各煤矿煤层埋藏条件不一样，煤的物理性质不一，以及其它因素影响，采用一种滚筒适应各种煤层条件而很好地发挥采煤机应有的效能是不可能

被充分利用，并能检查出是否有截齿处于单边摩擦或加深截槽的现象.

(5)螺旋滚筒受力分析[4, 5] .根据单齿受力情况，分析滚筒受力，编制螺旋滚筒所受载荷的计算机仿真程序以及以载荷波动最小为目标的优化设计，设计滚筒时要求滚筒所受载荷的波动系数为最小.

的.因此，必须改进传统设计方法，根据使用煤矿具体情况，合理地设计螺旋滚筒，充分发挥采煤机效能.为此，编制了采煤机滚筒计算机辅助系统设计软件，提高了采煤机滚筒设计水平.

(6)制造的可能性:将设计和制造联系起来，主要体现在截齿排列和齿座及喷嘴的布置上.

设计系统软件的内容及特点在编制软件过程中，考虑了以

下几个问题:

(7)设计方案选择和修改:编制的软件可根据设计者要求提供可能的方案供其选择，可以根据有关参数修改设计，直到设计者满意为止.

(1)螺旋滚筒的几何参数[1] .根据具体条件，合理地选择滚筒直径、螺旋升角、螺旋叶片头数.

由此可见，综合考虑截齿排列模式、制造的可能性、煤的性质及截割性能而编制的设计软件，把截齿排列和各参数选择融为一体 i不仅把设计方案和截割过程直观地展现在设计者面前，便于对设计滚筒的性能进行检查，而且通过人-机对话可使设计者寻找一个较为理想的设计方案.

(2)螺旋滚筒的工作参数:合理地确定出螺旋滚筒转速和采煤机牵引速度. (3)螺旋滚筒截齿排列模式的选取[2, 3].滚筒截齿排列包括叶片部分和端盘部分.叶片部分截齿排列有 4种模式，可根据煤层条件、滚筒的几何参数及工作参收稿日期:2000-08-30;修订日期:2朋 -12基金项目:煤炭高校青年科学基金项目(蜘82)

作者简介:郭迎福 (1962 - ),男，甘肃省西和县人，湘潭工学院副教授，博士生，主要从事矿山机械工程研究

湘潭矿业学院学报

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设计系统的实施设计系统的实施包括:参数选择、端盘截齿排列、

叶片截齿排列、切削图分析、滚筒平均载荷的计算机仿真及其波动系数的求解、叶片及端盘部分截齿排列的搭配参数优化和计算机绘图等几部分.

软件运行后，计算机向设计者询问有关设计参数并提供推荐值供设计者参考，当设计者通过键盘回答

完计算机提出的有关问题后，计算机将提供给设计者有关滚筒的几何参数、工作参数和截齿排列模式.这一部分可重复进行直到设计者满意为止.接着，设计者进行端盘截齿排列范围设计，通过人

图 2截齿排列图

Fig. 2 Pick - lacing diagram

机对话，设计者根据具体情况和自己的意愿向计算机输入有关参数，计算机将显示出端盘截齿排列范围图，如图 1所示.图 3切削图

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Fig. 3 Breakout pattern