基于改进粒子群算法的采煤机螺旋滚筒的可靠性研究

付 强

（太原煤气化股份有限公司嘉乐泉煤矿，山西 古交 030204）

引言

随着综采技术装备水平的不断提高，作为综采作业重要装备的采煤机得到了广泛的应用，极大地提升了煤矿井下的综采作业效率，同时由于煤矿井下的地质条件极端复杂，采煤机的截割滚筒在进行作业时所受到的截割阻力呈现无规则变化的特点，而且螺旋滚筒的结构特点又直接影响着采煤机的落煤效率，导致采煤机在进行综采作业时螺旋滚筒受到极大的冲击，结构损坏，因此如何对采煤机螺旋滚筒的结构进行优化，提升其工作时的稳定性和落煤效率，是煤炭生产企业迫切需要解决的难题。

1 采煤机刚柔耦合数学建模与仿真

本文以某型采煤机的螺旋滚筒为研究对象，跟据破煤理论原理[1]，对采煤机在工作时作用在螺旋滚筒上的力进行仿真分析，该采煤机工作时螺旋滚筒上截齿的截深为700 mm，其工作额定转速为57 r/min，稳定运行时的牵引速度约为11 m/min，其工作时作用在螺旋滚筒上的载荷分布曲线如图1所示。

图1 螺旋滚筒工作时的载荷分布曲线

首先利用三维建模软件建立采煤机螺旋机构的三维仿真模型，然后分别应用ADAMS仿真分析软件及ANSYS仿真分析软件，对工作时采煤机的螺旋滚筒在受不均匀载荷作用下的应力分布情况进行研究，则应力分布如图2所示，其作用在螺旋滚筒上的应力节点分布曲线如图3所示。

图2 螺旋滚筒应力分布云图

图3 螺旋滚筒最大应力节点的应力变化曲线