采煤机螺旋滚筒结构优化设计

采煤机滚筒和截齿受力分析及优化

采煤机滚筒和截齿受力分析及优化采煤机螺旋滚筒作为截煤和装煤的核心部件,其工作性能的优劣直接影响着采煤机的工作效率和煤炭的质量。

以往采煤机滚筒截割受力的研究在研究方法和理论分析上存在着许多问题和不足。

因此,以实际生产工况和滚筒原始模型参数为依据建立采煤机滚筒截割煤壁的仿真模型,模拟截煤的动态过程,研究滚筒部分结构参数对其截割性能的影响,进而改进和优化滚筒结构,课题在提高采煤机截割性能及滚筒结构设计方面具有指导意义。

本课题主要进行三部分的研究。

第一部分利用UG建立采煤机螺旋滚筒的三维模型,使用离散元软件PFC对煤壁宏观参数进行标定并建立煤壁模型,分析滚筒截割煤壁的动态过程,验证了离散元法分析滚筒截煤动态过程的可行性;第二部分在前面内容的基础上研究截齿安装角度和截线距对滚筒截割性能的影响,绘制整个截割过程中滚筒的截割力曲线,得到单位时间内滚筒截落的煤壁颗粒体积以及截割比能耗,通过统计对比分析,对截齿安装角度和截线距两个重要结构参数进行优化。

第三部分利用有限元软件ABAQUS对3组不同螺旋叶片升角的滚筒截割煤壁的过程进行仿真分析,求取相对应的截割力的平均值和标准差,通过分析滚筒整体受力大小和波动程度,得到使滚筒截割性能较好的叶片升角取值。

研究结果表明:从滚筒受力情况和截割比能耗来看,在相同截割条件下选用截齿安装角度为45°的滚筒较其余四种安装角度更为合适;整个截割过程中截线距较小的滚筒整体受力较小,但截割载荷波动并不一定较小,截线距为70mm的滚筒截割比能耗较小,综合滚筒受力情况和截割比能耗来看,滚筒截线距应取60~70 mm为宜;螺旋叶片升角对滚筒截割受力是有一定影响的,叶片升角20°的滚筒整体所受截割力较小,叶片升角18°滚筒载荷波动较小,升角22°滚筒截割受力情况较差,不宜选用升角过大(22°)的滚筒进行截割。

通过分析研究得出了滚筒结构参数包括截齿安装角度、截线距和螺旋叶片升角对滚筒截割性能的影响,为合理的选择滚筒结构参数提供了参考和依据。

采煤机螺旋滚筒振动可靠性分析

采煤机螺旋滚筒振动可靠性分析采煤机螺旋滚筒是采煤机的重要部件，用于帮助采煤机将煤矿剥离并输送到地面。

由于长时间高强度的工作，螺旋滚筒会产生振动，影响采煤机的可靠性。

对采煤机螺旋滚筒的振动可靠性进行分析是十分重要的。

需要对螺旋滚筒的结构进行分析。

螺旋滚筒一般由滚筒、轴承、轴承座、传动装置等部分组成。

滚筒是主要的工作部件，承受矿石的冲击和摩擦力；轴承和轴承座则起到支撑和保护滚筒的作用；传动装置通过电机将动力传递给滚筒，实现滚筒的旋转。

需要对采煤机螺旋滚筒的工作情况进行分析。

螺旋滚筒在采煤机工作时，会受到矿石的冲击和摩擦力的作用，从而产生振动。

这些振动会传递到滚筒、轴承和其他部件上，对其造成不同程度的影响。

针对螺旋滚筒振动可靠性的分析，可以从以下几个方面进行考虑：1. 材料选择：采煤机螺旋滚筒的材料要具有良好的抗振性能。

通过选择高强度、低变形的材料，可以减少螺旋滚筒在工作过程中的振动。

2. 结构优化：通过对螺旋滚筒的结构进行优化设计，可以减少振动的产生。

采用减振装置或增加减振的支撑点，能够有效降低螺旋滚筒的振动水平。

3. 动力系统：采煤机螺旋滚筒的动力系统对振动可靠性有着重要影响。

通过合理的动力匹配和控制，可以减少螺旋滚筒的振动幅度。

5. 检测与维护：定期进行螺旋滚筒的振动检测和维护，以及对异常振动的及时处理，可以保证螺旋滚筒的可靠性。

采煤机螺旋滚筒振动可靠性的分析需要考虑材料选择、结构优化、动力系统、润滑系统以及检测与维护等因素。

只有综合考虑这些因素，并进行适当的改进和控制措施，才能提高螺旋滚筒的可靠性，并确保采煤机的正常工作。

采煤机螺旋滚筒的研究

采煤机螺旋滚筒的研究作者：孙福宝来源：《装饰装修天地》2017年第21期摘要：本文概要阐述螺旋滚筒的结构，通过对滚筒叶片头数、叶片升角、截齿的配置形式的合理选择，使采出的块煤多，能耗小，同时提高滚筒的装煤效果和使用寿命。

关键词：采煤机；螺旋滚筒；叶片升角；截齿1 螺旋滚筒的结构及旋向1.1 滚筒的结构螺旋滚筒是采煤机的主要工作机构，用于破煤和装煤，其性能直接影响采煤机生产效能和煤炭生产质量。

采煤机螺旋滚筒是一个带有螺旋叶片的圆柱体，截齿装在焊于螺旋叶片上的齿座套中，工作时滚筒转动并作径向移动，截割破碎煤炭，再由螺旋叶片把煤沿滚筒的轴线方向推运出来，装进工作面运输机。

螺旋滚筒的结构如图1所示。

1.2 滚筒的旋向（1）单滚筒采煤机。

单滚筒采煤机的滚筒应位于采煤机机身的下顺槽侧。

其优点是煤不经机身下的输送机运输以免堵塞煤流。

左工作面使用右旋滚筒；右工作面使用左旋滚筒。

（2）双滚筒采煤机。

薄煤层采煤机或小直径滚筒时：滚筒的转向为“前逆后顺”（又称内旋，即两滚筒向采煤机内侧旋转）。

这样可以提高前滚筒的装煤效率，同时也可增加采煤机的稳定性。

大直径滚筒时：滚筒的转向为“前顺后逆” （又称外旋，即两滚筒向采煤机外侧旋转）。

其优点：煤尘较少，碎煤不易抛出伤人，装煤的能耗较低，装煤和截煤的效率都比较高。

2 截齿的选择采煤机螺旋滚筒采用的截齿分为扁形截齿（又称刀形截齿）和锥形截齿（又称镐形截齿）两类。

目前绝大多数螺旋滚筒采用镐形截齿。

镐型截齿的优点是：齿身强度大不易折断，耐磨；截齿在割煤时可以自转自修刃，截齿损耗低；工作时截角较小，齿身受到的弯矩较小，有利于降低比能耗；形状简单，制作方便。

但在少数煤质韧性和粘性较大的煤层中，还适合选用刀形截齿。

3 螺旋滚筒主要参数的确定3.1 滚筒直径单滚爬底板筒采煤机滚筒直径约等于煤层平均厚度。

3.2 滚筒截深目前多数采煤机采用的截深为0.63或0.7m。

在薄煤层中，滾筒直径较小，为了提高的生产率，在工作面条件允许时，可选用截深0.8～1.0m。

采煤机滚筒设计范文

采煤机滚筒设计范文1.滚筒类型根据采煤机滚筒的结构形式和使用条件，可以分为固体滚筒和空心滚筒两种类型。

固体滚筒由一整块钢铁材料制成，适用于较硬煤层的开采；空心滚筒由多片钢板焊接而成，可以通过冷却水或泥浆进行冷却，适用于煤层较软的开采。

2.滚筒结构和材料采煤机滚筒主要由外筒、内筒、轴承、链轮和链条等部件组成。

外筒采用耐磨、高强度的合金钢板焊接而成，内筒则采用耐磨合金钢制成。

滚筒内部还需要安装刀盘和刀片，以便夹取煤炭。

轴承选用耐磨、耐腐蚀的滚动轴承，并根据设计要求进行润滑。

3.滚筒参数滚筒参数是滚筒设计的关键，直接影响到采煤机的开采效率和安全性。

常见的滚筒参数包括直径、宽度、转速和凿岩能力等。

滚筒直径和宽度的选择需要根据煤层的硬度、厚度和倾角等因素来确定，一般较硬的煤层需要较大直径的滚筒。

滚筒转速的选择需要平衡开采效率和煤尘爆炸的风险，一般较高转速有利于提高采煤效率，但也增加了煤尘爆炸的可能性。

凿岩能力是指滚筒对煤岩的破碎能力，一般与滚筒外径、刀盘直径和刀片数量相关。

4.滚筒维护滚筒在使用过程中需要进行定期的维护和保养，以保证其正常运行和延长使用寿命。

常见的维护工作包括检查滚筒的轴承、链轮和链条的磨损情况，及时更换磨损部件；检查滚筒的冷却系统，确保冷却效果良好；清洗滚筒表面，避免积尘影响散热效果；注意滚筒的润滑，使用合适的润滑剂进行润滑。

综上所述，采煤机滚筒的设计是一个复杂而重要的工作，需要考虑滚筒类型、结构和材料、参数选择以及维护等多个方面的因素。

合理的设计可以提高采煤效率和安全性，减少设备故障和维护成本。

螺旋卸煤机旋臂优化设计及改造方案

螺旋卸煤机旋臂优化设计及改造方案螺旋卸煤机是一种常见的工业输送设备，用于输送固体物料。

其结构主要由进料口、螺旋旋转部分和卸料口组成，其中螺旋旋转部分是螺旋卸煤机最关键的部分。

在螺旋卸煤机中，螺旋旋转部分负责将物料从进料口移动到卸料口，因此优化设计和改造这一部分非常重要。

首先，我们需要了解螺旋卸煤机旋臂的工作原理。

螺旋卸煤机旋臂的旋转过程中，会产生惯性力和离心力，这些力会影响物料的传输情况。

为了减小惯性力和离心力对物料的影响，需要对螺旋卸煤机进行优化设计和改造。

优化设计方案：1. 增加螺旋卸煤机旋臂的长度。

增长旋臂长度可以使旋臂数量减少，并能减小旋转速度，从而减少离心力对物料的影响。

2. 改变旋臂长度的角度。

优化角度的设计可以使物料沿着旋臂无阻力斜向前进，从而减小惯性力对物料的影响。

3. 增加旋臂上的翼片数量。

在旋臂上加上翼片可以增加旋转的稳定性，使得塞料现象发生的可能性降低，同时也能减小离心力对物料的影响。

改造方案：1. 更换旋臂材质。

将旋臂更换成更加轻便耐用的铝合金或碳纤维材质，可以减少旋臂的质量，从而减小惯性力对物料的影响。

2. 增加旋臂的直径。

增加旋臂的直径可以增大旋转面积，分散离心力的作用，从而减小离心力对物料的影响。

同时，也能增加旋臂的承重能力。

3. 增加减速器。

在螺旋卸煤机的驱动装置上增加减速器，可以降低螺旋卸煤机的旋转速度，从而减小离心力对物料的影响。

综上所述，螺旋卸煤机旋臂的优化设计和改造方案可以大大提高其传输效率和稳定性，减少物料的堵塞和失效，从而提高设备的使用寿命和效率。

这对于企业来说，不仅能够提高生产效率，还能降低生产成本，增加企业的经济效益。

采煤机螺旋滚筒结构优化设计

摘要螺旋滚筒式采煤机是迄今为止综采面最重要的工作机器,滚筒作为滚筒式采煤机的关键机构和工作设备,其工作性能和生产效率决定采煤机功能。

因此，建立了螺旋滚筒模型和刀齿模型，而且对螺旋滚筒载荷的分析，还有对螺旋滚筒参数优化设计具有十分重要的意义。

本论文采用理论分析、研究的方法，对滚筒式采煤机截割性能和截割动、力学性质进行了分析研究。

本论文以采煤机截煤理论为依据，建立煤岩特性数学模型、螺旋滚筒模型、镐型截齿模型以及截割载荷模型，研究了煤的性质、镐型截齿参数、螺旋滚筒结构参数和运动参数对螺旋滚筒扭矩、比能耗、块煤率的影响，进一步得到了相关参数间的表达式和规律；以理论数据为依据，以MATLAB为工具，对截割载荷进行了分析，得到了截齿载荷变化的波形和随煤岩性质不同的变化趋势；同时，描述了切割破碎煤负载变化滚筒的过程中，破碎煤模型和动态力学模型滚筒建立切割煤岩的基础上得到采煤机的约束。

本论文对单齿载荷模型和单齿破煤负荷分布的分析，在此基础上的理论，采用随机理论，建立了单齿随机载荷的典范。

在直角坐标系下,对滚筒采煤机滚筒受力进行理论分析,进而建立了随机三向力系和随机三向力矩系的模型,以MATLAB软件做为研究平台,编写了每个随机载荷的理论模拟程序。

在螺旋滚筒基本尺寸给定和特定煤层形式情况下,以滚筒的截齿和螺旋叶片布置形式为设计变量,以降低载的荷波动为目的,并利用MATLAB进行优化计算。

关键词：滚筒式采煤机；截割理论；采煤机滚筒；滚筒截割性能；载荷;AbstractAt present,shearer is the uppermost work equipment in fully-mechanized coal working face ,the screw drum is shearer`s pivotal part and working framework,Its capability stand or fall decide shearer`s work performance and production efficiency.so it is significant to establish pick screw drum`s load model,simulate screw drum`s load, and optimize design for parameters of the screw drum.With regard to this, the theoretical analysis, simulation and experiment are combined to investigate the cutting performance shearer drum and dynamic characteristic of the cutting system in this thsis . According to the shearer cutting theory, Mathematical Model for the coal characteristic , the drum, the pick and the cutting load are built. The influence of the coal characteristic, pick structure parameters and drum structure parameters on the drum cutting torque, cutting specific consumption and lump coal percentage are investigated, and the relationship expression and variation laws are acquired.According to the experiment date and talking the wavelet theory as guidance . Regard MATLAB software as the platform , the detail wave of the load change and the change trend of load along with the coal characteristic change are obtained. And the influence laws of the coal-rock interface form on the cutting system frequency are acquired , too.the load variation is described . Based on the built constitutive model of catastrophe and dynamic model , the cusp catastrophic model of the drum cutting coal is established,and the rigidity and energy conditions are acquired for the shearer cutting availably. On the foundation of the theory which is about the single pick`s average load, analyzed loads`s probability distribution and relevance when a single pick cuts various coal rock, on this basis, utilizing the stochastic process theory, set up the mathematical model about the single pick`s stochastic loads. Under the coordinate of Descartes, analyzed the loads of continuous mine`s cutting drum, and set up the mathematical model about drum`s stochastic strength and moment which include three direction. Regard MATLAB software as the platform, write each stochastic loads`s simulationprogramme. Analyzed the spectrum of simulated load in frequency field, time field and amplitude field ,studied load`s desity of probability distribution, since(or mutual) relevance, since(or mutual) desity of the power spectrum. And analyzed each parameter`s influence to base wave frequency and other main frequency of loads. Set up the fuzzy optimize models which regard reducing the loads fluctuation as the goal function, and regard assigned form of pick and blade , rotational speed of cutting drum, swing speed of rocker arm as designed variable, and optimized the parameters using corresponding optimize function in MTALBA`s optimization toolbox.Keywords: shearer; cutting theory; shearer drum; drum cutting performance目录1绪论 (1)1.1滚筒式采煤机概述 (1)1.2国内外采煤机研究现状 (2)1.3本课题的研究目的和意义 (3)1.4本课题的研究内容和方法 (4)2滚筒式采煤机截煤理论 (5)2.1 煤的特性 (5)2.1.1 煤的结构特性 (5)2.1.2 煤的物理机械性质 (6)2.2 截齿破煤理论分析 (10)2.2.1 截齿破煤过程 (10)2.2.2 截齿截煤截割力模型的建立 (11)2.3 滚筒截煤理论分析 (13)2.3.1 滚筒受力分析 (14)2.3.2滚筒运动学分析 (16)3采煤机螺旋滚筒结构设计与参数分析 (18)3.1采煤机螺旋滚筒参数的计算 (18)3.2 截齿结构设计及参数确定 (23)3.2.1 齿尖夹角及其对螺旋滚筒截割性能的影响 (24)3.2.2齿身锥角及其对螺旋滚筒截割性能的影响 (25)3.3螺旋滚筒结构设计及参数确定 (26)3.3.1截深的选定及其对螺旋滚筒截割性能的影响 (27)3.3.2截齿排列的设计及其对螺旋滚筒截割性能的影响 (27)3.3.3截线距的确定及其对螺旋滚筒截割性能的影响 (29)3.3.4螺旋升角的确定及其对螺旋滚筒截割性能的影响 (31)3.4端盘结构设计及其参数确定 (31)3.5螺旋滚筒运动参数确定 (32)3.5.1运动参数对螺旋滚筒截割性能影响的理论分析 (33)3.5.2运动参数对螺旋滚筒截割性能影响的结论 (34)4 MATLAB优化方法和优化程序设计 (35)4.1MATLAB中的M文件 (36)4.1.1 M文件的组成 (36)4.1.2 M文件编辑器 (36)4.1.3 M文件的编写 (37)4.2 优化程序设计 (39)参考文献 (41)致谢 (42)1绪论1.1滚筒式采煤机概述机械化采矿工程年中的重要设备是螺旋滚筒式采煤机，螺旋滚筒式采煤机是典型的机电和液压系统，直接决定着采煤的效率，有大质量(20~200T) 、大功率(300~2400kW)和高产量(100~1000万吨/年)等的特点，在机械化采矿设备中，使用量占到 90%以上。

采煤机滚筒优化设计

摘要对中厚煤层的开采在煤矿生产中有重大的经济利益，而采煤机的滚筒在开采过程中有相当重要的作用，其好坏直接影响到采煤的效率，基于此，本文对MG500/1130—WD交流电牵引双滚筒采煤机的滚筒进行了实际分析与设计。

本篇论文通过查阅相关文献资料、寻求毕业设计指导老师的帮助以及与同学商量、探讨的方式，对采煤机的整体结构、截割部结构设计进行了阐述，重点介绍了截割部的滚筒。

论述了截割方向、速度、截距，煤层特性与比能耗之间的关系，分析了地质环境以及机械结构对滚筒寿命的影响，并针对某一地质环境，重点对滚筒的螺旋叶片、截齿配置，滚筒的制造工艺，进行了优化分析设计，同时对采煤机滚筒在工作时的受力情况进行了分析。

通过上述工作的整合，得出在这一地质环境下采煤机滚筒的优化值，并通过Autocad画出了滚筒主要部件的图形。

从而基本完成了毕业设计论文的要求，较为圆满的完成了任务。

关键词：滚筒；螺旋叶片；截齿配置AbstractIn the mining of thick coal seam in coal mine production is a major economic benefit, while the roller in the mining of coal mining machinery in the process to have very important function, its direct influence on the efficiency of coal mining, and based on this, the paper to MG500/1130—WD electric traction shearer drum of the analysis and design. In this thesis, with the way of literature study，ask for the help of the teacher of graduation design and discussing with my students。

模糊理论在采煤机螺旋滚筒结构参数优化设计中的应用

ＬｏｚｏＩ．ｎ，ＬｕｎａＢｏ — ｈｎ，ＬｆＩＪａｉ
（．ｐｒｍｅｔｏｅｈｎｃｌＥｎｉｅｒｇｉｏｕＩｓｔｔｏｅｈｏｏｙｉｏｕ５００Ｃｉａ；１ＤｅａｔｎｆＭｃａｉａｇｎｅｎ，ＪａｚｏｎｔｕｅｆＴｃｎｌｇ，Ｊａｚｏ４４０，ｈｎｉｉ
ｔｒｌｐａｔｒｏｓｉａｃｔｉｇｒｍｏｓｅｒｒｕｃｅｔｙｏｓｄｒｔｅｆｚｙｈａｔｒｏｖｒｏｓａｔｒｕａａｍｅｅｓｆｐｒｌｕｔｎｄｒｕｆｈａｅｓｆｉｎｌｃｎｉｅｓｈｕｚｃａｃｅｓｆａｉｕｆｃｏｓｉｒ
吕宝占，晋，娟李李
（．作工学院机械工程系，南焦作４４０２周口师范学院，南周口４６０１焦河５００；．河６００；３焦作起重运输机械有限责任公司，南焦作４４０．河５００）
ｔｅａｔｒｓｒｔｎｏｄｔｎａｄｕｊｃｉｎｆｎｔｎａｅｅｅｔｄｎｈｓａｅ．Ｔｅｄｓｇｒｓｌａｅｈｓｍｅｉｍｅｅｔｃｉｃｎｉｏｓｎｓｂｅｔｕｃｉｓｒｓｌｃｅｉｔｉｐｐｒｈｅｉｉｏｉｏｏｎｅｕｔｒｓ
计变量和选取约束条件及其隶属函数，进行求解，滚筒参数的设计结果更能符合工作实际，而提高采并使从煤机的工作效率。

采煤机滚筒设计

毕业设计说明书题目名称：采煤机滚筒设计说明书院系名称：机械设计制造及其自动化班级：学号：学生姓名：指导教师：2015年10月采煤机滚筒的设计摘要采煤机是煤矿综采工作中的关键机械设备之一，大功率、高强度、高可靠性是现代采煤机发展方向。

本论文完成了采煤机滚筒的设计，对滚筒中的组成部件都做了具体分析计算，重点对滚筒的结构进行了优化设计。

包括滚筒的布局设计及三维建模。

文中主要介绍了目前国内外采煤机的研究现状及未来发展趋势，同时介绍了采煤机滚筒的类型、工作原理和主要组成，还介绍了采煤机滚筒的具体结构。

本文运用大学所学的知识，提出了采煤机滚筒的结构组成、工作原理以及主要零部件的设计中所必须的理论计算和相关强度校验，构建了采煤机滚筒总的指导思想，从而得出了该采煤机滚筒的优点是高效，经济，并且运行平稳的结论。

关键字采煤机滚筒；结构；组成；结论The design of shearer drumAbstractThe shearer is a medium-low power electric haulage shearers mining medium-thick seam, for coal seam thickness , mining height ,coal bed pitch less than it, it can be used for hard coal mining.This paper completed the design of shearer rocker arm, including the layout and three-dimensional modeling of speed reducer, it described the current status of domestic and international coal mining research and future development trends, the type of shearer, working principles and main components，it also introduced the specific structure of shearer rocker.In the design process, completed the calculation and design of the reducer drive scheme and related components. First, completed the rocker reducer transmission ratio , speed and transfer power distribution calculation. Secondly, the completion of the design and check of five shafts and the shaft driving gears inside the rocker arm shell,simply introduced the assembly relationships and intensity checking of the planetary gear train. Thirdly, the completion of the selection and check the spline for connection. Finally, the three-dimensional modeling.Key words:pneumatic manipulator; cylinder ;pneumatic loop ;degrees目录摘要 (1)Abstract (2)1.绪论 (4)1.1课题的来源与研究的目的和意义 (5)1.2采煤机概述 (7)1.3滚筒采煤机的工作原理 (7)1.4设计思路的提出 (9)1.5本课题研究的内容 (9)1.6 Solidworks设计基础 (10)1.6.1草图绘制 (11)1.6.2基准特征，参考几何体的创建 (12)1.6.3拉伸、旋转、扫描和放样特征建 (12)1.6.4工程图的设计 (13)1.6.5装配设计 (15)2.采煤机滚筒总体结构的设计 (17)2.1采煤机滚筒的总体方案图 (17)2.2采煤机滚筒的工作原理 (18)2.3截齿的配置 (18)2.4截齿的材料以及截齿的固定 (19)2.5采煤机年产量的计算 (19)3.各主要零部件强度的校核 (19)3.1轮毂强度的校核与计算 (20)3.2螺栓强度的校核计算 (21)4.采煤机滚筒主要零件的三维建模 (21)4.1轮毂的三维建模 (21)4.2连接套的三维建模 (21)4.3采煤机滚筒的三维建模 (21)5.三维软件设计总结 (26)结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)1引言1.1 课题的来源与研究的目的和意义机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。

用正交实验法优化采煤机螺旋滚筒

3.2：截割比能耗优化：比能耗的大小，标志着生产率的高低。

因此在此次优化设计时比能耗是最重要的考察指标。

采煤机截割部消耗整机功率的80%-90%，比能耗主要是指截割部的，而且还应包括装载比能耗，但是由于装载的比能耗很小，而且当v变化时能耗值变化不大，因此忽略了装载时的能耗。

滚筒截割所消耗的比耗能wH为：H w=P60BHV(kw∙h∕m3)式中：P-功率(KW) ;B-截割深度；(m)H-采高(m) V-采煤机牵引速度(m∕min)（1）滚筒的直径(D)a）螺旋滚筒直径（D c）D c =αH ma x式中：α——螺旋滚筒装煤效率；对小直径滚筒，α=0.59～0.63；对大直径滚筒，α=0.56～0.59。

H max——采高，计算时取最大采高，取3.3m。

则：D c =0.56×3.3=1.84m由于综采工作面双滚筒采煤机一般都是一次采全高，故滚筒直径D应稍大于最大采高之半，即D c＞1/2×H max。

目前采煤机滚筒直径已经系列化，分别为0.6m、0.65m、0.7m、0.8m、0.9m、1.0m、1.1m、1.25m、1.4m、1.6m、1.8m、2.0m、2.3m、2.6m。

计算结果要按照滚筒系列化标准进行圆整后，最后确定滚筒直径。

根据上述计算参数，并结合采煤机系列化标准，初步确定采煤机滚筒直径为1.80m。

（2）滚筒的截深(B)截深是指采煤机一次循环的推进量，选择滚筒的截深要与现有的滚筒系列和选定支架等设备配套。

为有效地利用煤层的压张效应，现代采煤机的截深都小于1m 。

截深过小，采煤机生产率受到影响，但加大截深，会使支架的步距加大，顶梁长度和千斤顶行程也要加大；同时也使采煤机电机功率及运输机的输送能力加大。

为了顶板管理和劳动组织的方便，截深应略小于液压支架推移千斤顶的行程，这样便于调整支架。

因此，要综合权衡利弊，选用合理截深。

目前采煤机的截深有：0.5，0.6，0.7，0.75，0.8，0.9及1.0m 等几种。

采煤机螺旋滚筒振动可靠性分析

采煤机螺旋滚筒振动可靠性分析采煤机螺旋滚筒是煤矿井下最常用的采煤设备之一，其主要作用是将煤岩从巷道和采煤面上采出，并通过输送机将其送出矿井。

由于采煤机螺旋滚筒长时间工作在恶劣的井下环境中，受到煤岩和煤尘的侵蚀，因此其振动可靠性对煤矿采掘生产具有非常重要的意义。

本文以某煤矿采煤机螺旋滚筒为研究对象，通过数据采集和分析，探讨了采煤机螺旋滚筒振动可靠性的影响因素与分析方法，并给出了相应的解决方案。

采煤机螺旋滚筒振动的原因非常复杂，主要包括以下几个方面：1、滚筒自身固有振动采煤机螺旋滚筒在工作过程中会产生自身的固有振动，这是由于滚筒的质量、刚度及其振动模态等因素所决定的。

2、喇叭口变形采煤机螺旋滚筒喇叭口在工作中容易出现变形，这一问题主要是由于煤岩和煤尘的侵蚀以及滚筒本身的质量问题所引起的。

3、轴承故障采煤机螺旋滚筒轴承故障是导致振动的主要因素之一，主要表现为滚珠损坏、滚道损坏、油脂老化等。

4、皮带偏心皮带偏心是由于皮带张力、传动组件等问题引起的，会导致采煤机螺旋滚筒产生额外的振动。

二、振动信号分析方法为研究采煤机螺旋滚筒振动特征，需采用相应的信号分析方法，常用的分析方法有：1、时域分析时域分析是对采煤机螺旋滚筒振动信号进行实时监测、采集和处理的一种分析方法，可以获取振动信号的振幅、频率和相位等信息。

频域分析是将采煤机螺旋滚筒振动信号通过傅里叶变换等数学方法转换为频域信号进行分析，可以准确地确定振动信号的频谱成分。

3、小波分析三、解决方案对于采煤机螺旋滚筒振动问题，可以采用以下方法进行解决：1、加强维护管理加强采煤机螺旋滚筒的定期维护和保养工作，对于发现的故障及时处理，可以大大减少采煤机螺旋滚筒的振动问题。

2、优化结构设计通过改进采煤机螺旋滚筒的结构设计，如加强滚筒的刚度、减小喇叭口变形等，可以降低振动幅值，提高采煤机螺旋滚筒的振动可靠性。

3、应用振动控制技术采用振动控制技术对采煤机螺旋滚筒进行控制，可以有效地降低振动幅值，提高采煤机螺旋滚筒的振动可靠性。

采煤机螺旋滚筒故障分析及优化

采煤机螺旋滚筒故障分析及优化张复旺【摘要】在分析采煤机螺旋滚筒可能出现故障的损坏部位和故障形式的基础上,根据力学理论和煤岩破坏理论,总结滚筒出现故障的主要原因,对不同的故障形式采取对应的预防改进措施,即:通过优化滚筒叶片参数、合理选择端盘模块的布置位置及末端齿座的安全防护装置,减少采煤机滚筒故障概率,有效延长其工作时间.【期刊名称】《机械管理开发》【年(卷),期】2018(033)009【总页数】3页(P128-130)【关键词】采煤机;磨损;螺旋滚筒;故障【作者】张复旺【作者单位】汾西集团高阳煤矿, 山西孝义032300【正文语种】中文【中图分类】TD355引言采煤机螺旋滚筒的安全运行是井下采煤作业正常生产的重要保障，由于采煤机工作环境比较恶劣，影响因素较多，采煤过程中岩石及落煤的破坏，使得采煤机上的滚筒往往是最易发生故障的部件，滚筒如果发生故障，综采的装煤和落煤就无法继续正常进行，需要尽快安排维修人员进行抢修。

滚筒失效，需要从井下升到地面进行维修，完成之后还得运回井下，极大地耽误了正常生产的时间，增加了维修成本和经济支出。

所以对采煤机滚筒进行全面的故障分析和改进具有重要意义。

1 滚筒故障位置及原因分析通过对以往采煤机滚筒故障的统计分析，不难发现发生故障的主要位置是尾部叶片和齿座，所以需要对这两个部件位置进行重点分析。

1.1 齿座失效齿座失效主要分为两方面，一方面是内孔的磨损，另一方面是齿座外围的磨损，尤其是紧接端盘的齿座最易发生磨损失效。

一旦齿座发生磨损故障，截齿就无法安装在齿座上，滚筒也就无法正常作业。

造成内孔磨损的主要原因是截齿所受的载荷力超过了安全载荷，载荷越大，摩擦力也就越大，磨损程度也就变得严重；齿座外壁的磨损故障主要是齿座经常与煤壁发生作用，煤壁比较坚硬，就会造成齿座外壁磨损[1]。

对于最易发生磨损的应靠近端盘齿座，主要是因为滚筒端盘一直被煤岩包裹着，所以此处的端盘截齿受到的煤壁作用力更大，齿座内孔发生磨损失效的概率也就较大；而且端盘角度截齿如果出现严重磨损且未采取措施，就会引起齿座外壁与煤壁发生磨损，使得外壁出现磨损故障。

采煤机螺旋滚筒振动可靠性分析

采煤机螺旋滚筒振动可靠性分析
采煤机螺旋滚筒是煤矿生产中的关键设备，主要用于采煤作业中的煤岩破碎和卸载。

然而，采煤机螺旋滚筒在作业过程中容易出现振动问题，这会对设备的可靠性和安全性产
生不利影响。

因此，本文以采煤机螺旋滚筒为研究对象，对其振动可靠性进行分析。

首先，采煤机螺旋滚筒的振动可靠性问题主要表现在以下几个方面：
2.运行状态不稳定。

在采煤作业中，采煤机螺旋滚筒的负载、工况等都会不断变化，
这会对其运行状态造成影响。

如果不能及时调整，就容易导致振动过大的问题。

3.制造工艺不规范。

采煤机螺旋滚筒的制造工艺不规范也会影响其振动可靠性。

例如，如果制造过程中配合间隙过小，会导致轴承过早磨损，造成振动加剧。

针对上述问题，本文提出了以下几种解决措施，以提高采煤机螺旋滚筒的振动可靠
性：
1.优化机械结构设计。

在采煤机螺旋滚筒的机械结构设计中，应考虑采煤机的主干煤
厚度、采煤工艺等因素，合理选择节流板和停车架间距，从而避免机械结构设计不合理引
起的振动问题。

2.采用智能控制技术。

可以采用智能控制技术，及时感知采煤机螺旋滚筒运营状态，
调整控制参数，从而实现自动化运行和稳定工作。

3.提高制造工艺水平。

对于采煤机螺旋滚筒制造过程中存在的工艺问题，应加强管理
和监控，提高制造工艺水平，从而使采煤机螺旋滚筒的质量更加稳定可靠。

总之，针对采煤机螺旋滚筒的振动可靠性问题，可以采取上述的有效措施，从而提高
设备运行的安全可靠性，保障煤矿生产能够顺利进行。

采煤机滚筒参数优化设计研究

FORUM 论坛装备182 /矿业装备 MINING EQUIPMENT□ 谢颖斌西山煤电集团官地矿工程准备队煤炭资源是我国能源行业的重要支柱，所以我国对煤炭行业的发展也极为重视，安全绿色开采已经成为了煤矿开采的大势所趋。

而随着开采深度的逐步增加，采煤机的性能将会受到一定的束缚，采煤量下降，影响矿山整体的经济效益。

所以对采煤机进行一定程度的优化是提升采煤机在复杂工况下的开采量的重要途径。

刘泽平针对采煤机在行进过程中的齿轮变形和齿轮折断等问题进行研究，通过ABAQUS 数值模拟软件对齿轮行进过程中的应力进行了分析，对行走轮的形状进行了优化，解决了采煤机行进过程中齿轮应力集中现象。

丁永成对采煤机摇臂液压升降系统进行了分析，并通过仿真研究对液压升降系统进行了优化，降低了液压升降系统的压力损耗。

马联伟通过建立牵引部的二级行星架模拟了工况下的应力分布情况，发现行星架主要受扭矩力的作用，易破坏的部位为花键的连接处，成功的优化了行星架的负载能力，提升了采煤机的寿命。

朱玉胜等人为了降低采煤机的截割损耗，通过数值模拟软件对采煤机的滚筒截割煤层的过程进行运算，得到了采煤机滚筒的线距、转速、牵引力的最佳匹配组合。

本文在参考了前学者的研究后，以MG500/1180-WD 型采煤机为研究对象，对采煤机滚筒的截割参数进行分析与优化，得到了采煤机滚筒在工况下的优化设计，并对比了滚筒优化前后生产效率，验证了优化设计的可行性。

1 约束条件优化分析对于采煤机而言，截割煤体的厚度直接关系到其系统工作的稳定性，同时会很大程度上影响采煤机的截割功率和扭矩。

矿井所用采煤机的结构等已经确定，故截割煤体厚度的主要影响因素为采煤机滚筒转动速率和牵引速率。

为了提采煤机滚筒参数优化设计研究高机器的截割效率，需要进行参数优化。

本次所研究的采煤机型号为MG500/1180-WD，此采煤机为双滚筒采煤机，滚筒直径为1.8 m，功率为2×500 kW，截割深度为0.8 m，牵引力为760/450 kN，功率为2×75 kW。

文献翻译-采煤机滚筒的优化设计

附录A采煤机滚筒的优化设计陶驰东陈翀(机械工程学院，中国矿业大学，徐州221008)摘要：在模拟实验的基础上，采煤机滚筒优化设计软件已有了很大的发展，采煤机滚筒的主要参数也已经被优化，优化技术与模型实验相结合使得采煤机滚筒的设计理论更完善。

关键词：采煤机滚筒；模拟实验；优化设计采煤机滚筒是现代采煤机械的主要工作机构。

1993年，我国有三亿多吨煤是利用采煤机装卸设备完成的。

因此，采煤机滚筒结构和主要参数的优化设计不可避免地带来其工作性能的改进。

如生产率、截煤率和单位能耗等。

这不仅仅是经济效率，更重要的是降低了因采煤粉尘造成的危害性。

这篇论文就是要讨论的是优化技术与模型实验相结合，这样可使得滚筒的设计理论系统更为完善，设计质量更高。

1.采煤机滚筒的模拟实验研究采煤机滚筒技术的模拟实验是具有经济效益和实际效益的，完成装备测试和实验材料的加工意味着信息资料的搜集和整理已经完成。

因此，必要的材料和理论基础已准备好实现我们研究任务。

本文所讨论的采煤机截割过程中的相关参数如表1所示。

这些参数范围含盖了现代采煤机装卸机构的所有可能方面。

模型长度比例为1：4，其他的模型参数依此而得。

考虑到拉力强度和易碎材料的抗压强度的弹性模量之间存在固定的比例关系，简化了模型切削材料的机械参数。

在尺寸模拟分析之后，特征方程式也就建立了。

收集最基本的变化是为了将独立的参数代入相对应的独立的π的方程。

在我们的模型实验里有6个独立的π的方程：B WR /1=π，W D /2=π，W S /3=π W VT /4=π，W BY /5=π，W BN /6=π这里T 是次数。

其他的符号的意思如表格1所示根据第二相似原理，相似现象的相似性标准具有相同的值。

因此，根据相似性特征，模拟实验的结果可以被展开成相似的截割过程。

在实验中采煤机滚筒的受力沿着三个坐标方向，并且滚筒轴转矩可以直接测量出来。

但是，滚筒的单位能耗和载荷波动是不可分割的参数，只能从实验结果中计算出来。

含夹矸煤层条件下采煤机螺旋滚筒优化设计

含夹矸煤层条件下采煤机螺旋滚筒优化设计李明昊;郝哲;范佳艺;赵丽娟;乔捷【期刊名称】《山东科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2024(43)1【摘要】采煤机截割夹矸煤层时,螺旋滚筒易失效。

为提高螺旋滚筒的可靠性,基于刚柔耦合技术、灵敏度设计理论和相关失效性理论进行优化设计;基于破煤机理,对螺旋滚筒的瞬时负载进行数值模拟,建立采煤机刚柔耦合虚拟样机联合仿真模型,通过刚柔耦合虚拟样机仿真获得螺旋滚筒的薄弱区域、应力和振动性能指标;结合可靠性灵敏度理论,分析了关键零件的应力可靠度、振幅可靠度及其动态与渐变灵敏度结果;基于相关失效性理论,得到了螺旋滚筒相关多失效模式可靠度及螺旋滚筒设计变量的可靠性灵敏度,建立改进遗传算法对螺旋滚筒进行可靠性优化设计。

结果表明,滚筒综合可靠度由0.888 5提高到0.977 5。

优化后的螺旋滚筒设计变量灵敏度绝对值均降低,综合可靠性得到提升。

将刚柔耦合技术、可靠性灵敏度设计理论和相关失效性理论相结合,提出一种适用于含夹矸煤层的采煤机螺旋滚筒优化设计方法,为设计高效螺旋滚筒提供了一种有效途径。

【总页数】8页(P119-126)【作者】李明昊;郝哲;范佳艺;赵丽娟;乔捷【作者单位】沈阳理工大学机械工程学院;沈阳航空航天大学机电工程学院;辽宁工程技术大学机械工程学院;辽宁省大型工矿装备重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TD421【相关文献】1.新型极薄煤层采煤机螺旋滚筒截齿排列优化设计2.含夹矸薄煤层综合机械化开采工艺设计优化及应用3.夹矸煤层采煤机斜切进刀过程滚筒载荷特性研究4.含夹矸煤层滚筒磨损特性离散元模拟试验分析5.含夹矸煤层条件下采煤机螺旋滚筒工作性能分析与预测因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

采煤机螺旋滚筒的优化设计

采煤机螺旋滚筒的优化设计庞秀琴【摘要】结合煤质状况,分析影响采煤机滚筒使用效果的设计参数,对提高截割块率、装煤效果、结构强度和延长使用寿命进行优化设计.【期刊名称】《煤》【年(卷),期】2009(018)012【总页数】3页(P39-41)【关键词】采煤机;螺旋滚筒;优化设计【作者】庞秀琴【作者单位】晋城金鼎煤机产业发展有限责任公司,山西,晋城,048006【正文语种】中文【中图分类】TD823.96采煤机螺旋滚筒是一个带有螺旋叶片的圆柱体，截齿装在焊于螺旋叶片上的齿座套中，工作时滚筒转动并作径向移动，截割破碎煤炭，再由螺旋叶片把煤沿滚筒的轴线方向推运出来，装进工作面输送机。

对螺旋滚筒的优化设计的基本要求是:采出的块煤要多，产生的煤尘要少，即截割比能耗要低，截割阻力和牵引阻力要比较均衡地作用在滚筒上。

这些要求若能实现，采煤机的生产率就可以提高。

晋城金鼎煤机产业发展有限公司从1994年以来就不断地进行采煤机螺旋滚筒的技术改造，在提高开采块率方面取得了一定的成果。

2001年针对晋煤集团公司西区3#煤节理发育，整体性差，煤质软脆易碎的特点，参照原电牵引采煤机D1800×32齿的螺旋滚筒结构，又一次进行了技术改造，通过减少截齿数、加大叶片高度和结构的合理改造，完成了D1 800×24齿的高效高块率采煤机螺旋滚筒的优化设计，经成庄矿井下实际使用，在提高块率和改善装煤效果方面，取得了比较满意的效果。

影响滚筒截割块率的因素很多，除煤质本身的性能特点外，主要受滚筒设计方面的截齿数量(m)、截距(t)和工作过程中切削厚度(h)影响，造成采煤的一次破碎。

另外，滚筒在装煤过程中，由于煤炭的相互挤压，容易造成二次破碎。

因此在螺旋滚筒的设计中，应从这两个方面进行考虑，通过优化设计，选择逼近理想的参数，才能达到提高块率，提高装煤效果的目的。

1.1 截距的影响在切削厚度保持不变的条件下，如图1所示，当增大截距时，由于切削断面增大，而相邻截槽的相互影响减弱，截割阻力(Z)随着增大。