矿井采煤机螺旋滚筒截齿关键参数优化设计研究

王稷峰

（阳泉煤业集团长沟煤矿有限责任公司，山西 晋中 032700）

引言

矿井采煤机通过自身的结构设计实现了截煤和装煤的工序。采煤机的螺旋滚筒是截割部的主要组成部件，通过螺旋叶片将脱落的煤炭挤推至刮板运输机。采煤机已实现了高度集成化的一体式机械化设计，能够很好地适应地质条件和恶劣的矿井环境。但是随着对煤炭资源需求量的增加，对采煤机的工作性能有了更高的要求。尤其是作为截割部核心部件的螺旋滚筒承担着整个切削煤炭物料的重任，其中截齿是直接与煤岩接触的零部件。在实际生产过程中，截齿由于受到较大的载荷作用，最容易发生磨损和破坏[1]。因此，应对截齿安装的关键参数进行优化设计，提高截齿在螺旋滚筒上排布的合理性。采用PFC 仿真软件对滚筒截割过程进行计算分析，以降低能量损失和提高截齿使用寿命为目的，对截齿的安装角度和截线距参数进行优化设计，得出能够使截割比能耗最小的数据值。截齿参数优化设计有利于提升采煤机的可靠性和安全性。

1 采煤机螺旋滚筒截齿截割性能的影响因素及评价指标

1.1 螺旋滚筒结构关键参数

采煤机螺旋滚筒结构的关键参数主要分为6 大类，分别为滚筒直径、叶片升角、叶片头数、截齿排布方式、截线距、截齿安装角[2]。通常提升滚筒直径数值将降低滚筒旋转时的线速度，有利于提升煤炭的产出率。但是同时也增加了螺旋滚筒的重量，影响结构稳定性并增加了能量损耗。……