【摘 要】
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目前我国煤炭生产与开采的困难越来越大。其中硬质煤炭比重的增加是最重要的因素,其限制了采煤效率,使得传统的机械采煤技术已经很难实现高效采煤。为了能使复杂条件煤层实现安全、高效的截割,本文提出采煤机液压冲击截齿冲击破煤,可以有效降低采煤工作成本,具有一定的社会效益和经济效益。本文对冲击截齿结构及系统进行了设计,根据采煤机冲击截齿的主要功能,介绍了采煤机冲击截齿的工作原理,同时,根据冲击截齿的工作原理设
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目前我国煤炭生产与开采的困难越来越大。其中硬质煤炭比重的增加是最重要的因素,其限制了采煤效率,使得传统的机械采煤技术已经很难实现高效采煤。为了能使复杂条件煤层实现安全、高效的截割,本文提出采煤机液压冲击截齿冲击破煤,可以有效降低采煤工作成本,具有一定的社会效益和经济效益。本文对冲击截齿结构及系统进行了设计,根据采煤机冲击截齿的主要功能,介绍了采煤机冲击截齿的工作原理,同时,根据冲击截齿的工作原理设计出冲击截齿的机械结构,说明每个零件的功能,之后将各个零件装配,在机械结构方面保证冲击功能的实现;为满足采煤机冲击截齿内部密封的需要,在装置中设计了相应的密封结构,通过聚四氟乙烯与橡胶形圈组合密封封闭缸体和冲击活塞的两端,为后期分析提供硬件上的支撑。分析了采煤机液压冲击截齿在工作过程中的受力情况,对液压冲击截齿缸体活塞副进行了受力分析,建立起液压冲击截齿工作性能影响因素分析的理论方法,利用MATLAB采用fmincon函数求解冲击截齿工作过程中缸体孔壁与活塞之间的接触压力,分析了ANSYS中的Archard磨损计算模型以及磨损系数的选取,为后续液压冲击截齿工作性能影响因素研究打下理论基础。针对煤壁介质参数、冲击频率、冲击压力三个因素的单因素以及多因素,对液压冲击截齿工作性能影响因素的影响进行研究,确定了研究方案,研究单因素作用与多因素作用下液压冲击截齿缸体疲劳寿命、缸体与冲击活塞间磨损量体积等变化规律。在评价缸体与活塞之间的磨损以及液压冲击截齿缸体疲劳寿命时,采用极差法分析了各种因素的影响大小。结果表明,在评估疲劳寿命时,三个因素中最重要的是煤壁硬度,冲击压力次之,因为疲劳寿命越长越好,因此为了评估疲劳寿命,提出了最佳的选择组合为煤壁普氏系数f4,冲击截齿冲击频率4Hz=f,冲击压力7MPa=P;在评估缸体与活塞之间的磨损时,三个因素中最重要的是冲击截齿冲击频率,冲击压力次之,因为磨损体积越小越好,因此为了评估缸体与活塞之间的磨损,提出了最佳的选择组合为煤壁普氏系数f6,冲击截齿冲击频率2Hz=f,冲击压力13MPa=P。通过矩阵分析可得各种因素对仿真试验综合评估指标的影响排序(主—次)是煤壁普氏系数>截齿冲击频率>冲击压力,且最佳方案为煤壁普氏系数为f4,冲击截齿冲击频率为2Hz=f,冲击压力为7MPa=P。该论文有图32幅,表5个,参考文献84篇。
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