采煤机滚筒截割性能数值模拟

张 强 ，张晓宇

（1.山东科技大学 机械电子工程学院，山东 青岛 266590；2.辽宁工程技术大学 机械工程学院，辽宁 阜新 123000）

0 引言

滚筒截割性能影响采煤机工作性能.因此，研究采煤机截割性能非常重要.国内外对采煤机滚筒截割性能作出大量分析.张强[1]等研究冲击截齿破煤特性；毛君[2-3]等研究滚筒截深、转速、煤层倾角对三向载荷的影响；邓广哲[4]等研究采煤机截割压裂煤层的截割比能耗模型；张晓龙[5]等研究截齿平均切削力；AYHAN[6]等研究锥形与圆柱形筒毂滚筒的截割性能；ROJEK[7]等研究刀具切削岩石过程；庞明杰[8]研究截线距对滚筒截割性能的影响；田震[9]等分析滚筒截割力矩；范晓东[10]等研究截齿安装角对采煤机截割性能的影响；盛永林[11]优化薄煤层采煤机截割部；赵丽娟[12]等研究截齿排列方式对采煤机性能的影响；周方跃[13]等研究新型阶梯滚筒的截割性能；刘送永[14]等分析不同类型截齿在截割煤层时的转矩规律；敬毅[15]研究采煤机最佳截割速度.

笔者利用数值模拟的方法，研究截齿安装角、截齿齿尖尖角、转速对生产率、块煤率、三向阻力、三向转矩、截割比能耗、截割功率的影响规律，为采煤机截割理论奠定理论基础.

1 仿真模型及仿真参数建立

1.1 模型假设与简化

数值模拟前，对模型进行假设与简化：

（1）将煤粒模型均简化为球形，并简化滚筒模型，仅建立轮毂、齿座、截齿、螺旋叶片、端盘.

（2）假设滚筒在截割过程中表面不发生磨损及变形现象；假设截齿、齿座和滚筒剩余……