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作为煤炭综采工作面的一种主要采掘设备,采煤机被广泛应用于各大小煤矿,其功能是割煤和装煤。采煤机的割煤主要是利用滚筒上的截齿与煤岩进行冲击和碰撞,从而达到实现煤岩脱落的目的。采煤机的装煤主要是通过滚筒螺旋叶片的螺旋面实现的,因此截割部的性能直接决定了采煤机工作性能。由于当前采煤机的滚筒转速是恒定的,都是通过调节牵引速度以适应煤层变化,导致粉尘大、块煤率低、工作环境恶劣等问题,对采煤机截割性能的提高产生极大的局限性。为此本文以传统采煤机为基础进行了分析研究,设计了一种可以实现滚筒转速调节的采煤机截割传动系统,使采煤机在各种煤层条件下都有较好地适应性。①对采煤机的结构、煤岩的物理机械特性、切削厚度和滚筒负载特性进行了分析,得出牵引速度与滚筒转速对切削厚度和滚筒负载的影响,最终分析得出滚筒转速调节的必要性。②在分析采煤机工作过程和行星齿轮机构的基础之上,进行了不同传动方案的选择,最终,在传统采煤机截割系统的基础上,设计了一种可以实现滚筒转速调节的液压混合动力截割传动系统,其中,差动行星齿轮的输入端分别传递截割电机和液压马达的动力,液压马达的动力则来自于调高系统的液压功率。其利用了行星齿轮差动动力耦合功能,通过改变液压泵的排量可以实现滚筒转速的调节。此外,还进行了机械传动系统和液压传动系统的参数匹配。③建立了行星齿轮、液压泵、液压马达等系统主要部件的数学模型,基于AMESim和MATLAB/Simulink软件平台进行了主要部件仿真模型、系统仿真模型、负载模型和PID控制模型的建立。进行了AMESim-Simulink联合仿真,对液压马达转速和滚筒转速的跟踪性能、动态响应及缓冲性能进行了仿真分析。验证了所设计液压混合动力截割传动系统的可行性。结果表明,液压马达转速及滚筒转速具有较好的跟踪性能和动态响应,液压系统可以缓和负载突变产生的冲击。