刨煤機(jī)刨刀刨削煤巖力學(xué)特性研究及其優(yōu)化設(shè)計(jì)

《刨煤機(jī)刨刀刨削煤巖力學(xué)特性研究及其優(yōu)化設(shè)計(jì)》概括了刨煤機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用情況，總結(jié)了刨煤機(jī)理論研究現(xiàn)狀，闡述了刨煤機(jī)成套裝備配套的基本要求及其開采工藝；自動(dòng)化刨煤機(jī)工作原理，分析了自動(dòng)化刨煤機(jī)成套裝備配套的主要技術(shù)數(shù)據(jù)。介紹了刨頭、滑架、緊鏈器等刨煤機(jī)主要部件結(jié)構(gòu)。總結(jié)了自動(dòng)化刨煤機(jī)工作的核心技術(shù)。分析了影響刨煤機(jī)煤巖適刨性的主要因素。通過(guò)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)能力最大化為目標(biāo)，研究刨煤機(jī)工況參數(shù)優(yōu)化。對(duì)刨煤機(jī)刨頭受力進(jìn)行了分析計(jì)算，得到刨頭裝煤阻力、摩擦力計(jì)算結(jié)果。并對(duì)刨鏈拉力和功率進(jìn)行了計(jì)算。通過(guò)研究刨煤機(jī)刨削煤巖的破碎機(jī)理，分析影響刨削煤巖過(guò)程的主要因素，研究了刨刀主要幾何參數(shù)和刨煤機(jī)工況參數(shù)等因素對(duì)破碎煤巖的影響。計(jì)算了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的刨削力。分析了刨煤機(jī)工作過(guò)程中的峰值載荷及其影響因素，研究了刨刀載荷譜分布規(guī)律，為刨刀力學(xué)特性分析提供理論依據(jù)。針對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試所用假煤壁的特性，研究了本構(gòu)單元在變形過(guò)程中經(jīng)歷的幾個(gè)階段。針對(duì)每個(gè)階段的不同特征，判斷材料單元應(yīng)力應(yīng)變所處的位置，并根據(jù)本構(gòu)關(guān)系特征建立失效的判斷依據(jù)，為刨煤機(jī)刨刀刨削煤巖提供了合理的損傷本構(gòu)模型。對(duì)鏈牽引滑行刨煤機(jī)為研究對(duì)象，針對(duì)刨煤機(jī)刨削煤壁的實(shí)際情況，進(jìn)行非線性動(dòng)力學(xué)模擬。應(yīng)用有限元軟件ANSYS／LS-DYNA建立了刨削過(guò)程的動(dòng)力學(xué)模型，模擬研究了刨煤機(jī)刨削煤巖時(shí)刨刀的力學(xué)特性和相互接觸的動(dòng)應(yīng)力。得到了不同刨刀結(jié)構(gòu)參數(shù)和刨煤機(jī)工況參數(shù)時(shí)的刨刀所受三向力載荷變化曲線；解決了刨刀載荷識(shí)別問題，為刨刀優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了計(jì)算數(shù)據(jù)。通過(guò)自行研制的刨煤機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行刨削煤巖實(shí)驗(yàn)，獲得了單個(gè)刨刀隨煤巖性質(zhì)、刨刀結(jié)構(gòu)參數(shù)和刨煤機(jī)工況參數(shù)變化時(shí)的載荷時(shí)間歷程曲線，同時(shí)獲得了刨頭刨削阻力隨刀間距和刨刀排列方式變化的載荷曲線。分析了各種因素對(duì)刨煤機(jī)刨削煤巖力學(xué)性能的影響規(guī)律。對(duì)比帶有圓柱狀合金刀頭刨刀刨削力實(shí)驗(yàn)結(jié)果與刨刀刨削力計(jì)算數(shù)據(jù)，證明合金刀頭對(duì)刨刀受力存在影響。為刨刀優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了一種新的設(shè)計(jì)方法和手段。

郝志勇，副教授，工學(xué)博士，師從遼寧工程技術(shù)大學(xué)毛君教授。主要從事礦山機(jī)械設(shè)計(jì)及理論等教學(xué)科研工作。主持完成《滑行刨煤機(jī)刨鏈測(cè)力系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)》、《EBZ-200巖巷掘進(jìn)機(jī)液力風(fēng)幕集塵風(fēng)機(jī)研制》、《礦用瓦斯抽放全自動(dòng)放水器研制》、《煤層適刨性及其在刨煤機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究》以及參與完成國(guó)家能源煤礦采掘機(jī)械裝備研發(fā)中心的項(xiàng)目《綜采成套裝備關(guān)鍵技術(shù)研究》、遼寧省科技創(chuàng)新重大專項(xiàng)項(xiàng)目《自動(dòng)化刨煤機(jī)成套裝備》、《刨煤機(jī)與采煤機(jī)滾筒力學(xué)分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)研究》、《薄煤層開采技術(shù)及裝備研究》、《煤炭工業(yè)采掘重大裝備技術(shù)政策研究》等重大科研項(xiàng)目20多項(xiàng)。獲發(fā)明專利1項(xiàng)，實(shí)用新型專利12項(xiàng)。在《煤炭學(xué)報(bào)》、《工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào)》等核心期刊上發(fā)表論文20余篇。獲省、市科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)10多項(xiàng)；撰寫“653工程”培訓(xùn)教材1部。