在采煤机工作过程中,滚筒是采煤机的关键部位。滚筒载荷谱能正确反映采煤机的工作状况,分析研究采煤机载荷谱,找出各参数与载荷谱间的关系,是合理设计采煤机的前提。此外,合理选择采煤机运动参数对提高采煤机寿命和可靠性都具有十分重要的实际意义。本文通过地面试验、数值模拟和理论计算三种方法,分别得到了采煤机滚筒扭矩值,并对其进行了载荷分析。此外,通过数值模拟和理论计算两种方法,分析研究了采煤机运动参数对采煤机工作的影响。本文主要得到的结论如下:(1)采用理论分析、数值模拟和地面试验对比的方法对典型工况条件下的理论模型和离散元模型进行了验证,说明数值模拟和理论计算均能合理有效地进行滚筒截割扭矩的预测和计算,为截割机具的设计提供了可靠的技术手段。(2)对典型工况条件下截割载荷谱的幅值域、时频域的概率分布、相关性和功率谱密度进行分析,发现采煤机滚筒截割扭矩载荷信号由随机信号和0~10Hz的周期信号合成,且分布服从gamma分布。(3)利用小波分析方法对典型工况条件下采煤机截割扭矩进行分析,得到各频率段的主要频率,其值与采煤机滚筒理论主要频率一致。对各主要频率的幅值进行分析比较,发现叶片头数、每条截线上的截齿数以及采煤机滚筒转速对截割扭矩的影响远大于相邻截齿周向夹角、端盘截齿组数以及叶片截线数对截割扭矩的影响。(4)综合对比牵引速度和滚筒转速对截割扭矩和截割比能耗的影响,发现滚筒扭矩与牵引速度和滚筒转速的比值,即最大截割厚度呈线性关系;滚筒截割比能耗与滚筒转速和牵引速度负0.5次幂的乘积呈线性关系。