螺旋钻采煤机钻头的载荷谱分析

论文摘要

随着螺旋钻采煤机在薄煤层煤矿开采的广泛使用,其性能受到越来越多的关注。钻头是螺旋钻采煤机的重要工作部件,因此研究钻头参数对于合理设计螺旋钻采煤机钻头很有实际意义。为了研究螺旋钻采煤机钻头的力学特征和动力学行为,首先通过截齿受力分析,给出了单个截齿上各阻力的计算方法,在此基础上建立了钻头三向载荷的数学模型;利用编制的Matlab程序,模拟得到在不同煤岩、不同结构参数以及不同截齿参数下钻头的载荷波动曲线,分析各参数对螺旋钻采煤机工作性能的影响;最后为了研究其动载荷特征,分析钻头载荷在频域上的分布。应用随机过程理论和概率统计理论,利用计算机模拟程序模拟出钻头的载荷谱曲线。载荷谱的研究为钻头的设计以及钻头结构动力改进提供了参考依据。研究结果对于合理选择螺旋钻采煤机、正确地确定钻头的结构参数、改善螺旋钻采煤机的性能、提高钻采效率有重要的意义和参考价值。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 国内外螺旋钻采煤机的研究现状
• 1.1.1 国外螺旋钻采煤机的研究现状
• 1.1.2 国内螺旋钻采煤机的研究现状
• 1.2 研究螺旋钻采煤机的意义
• 1.3 本文所要研究的内容
• 2 螺旋钻采煤机钻头载荷的计算
• 2.1 钻头结构
• 2.2 建立钻头的三维实体模型
• 2.2.1 齿尖包络线及齿尖位置
• 2.2.2 钻头参数化建模
• 2.3 钻头载荷的计算
• 2.3.1 钻头截齿的受力
• 2.3.2 钻头截齿载荷的计算公式
• 2.3.3 钻头载荷的计算公式
• 2.4 本章小结
• 3 螺旋钻采煤机钻头载荷的模拟
• 3.1 Matlab 软件介绍
• 3.2 截割不同煤岩时钻头载荷的模拟
• 3.3 不同钻头结构参数时钻头载荷的模拟
• 3.3.1 不同钻头直径
• 3.3.2 不同钻头锥角
• 3.3.3 不同螺旋叶片升角
• 3.4 不同钻头截齿参数时钻头载荷的模拟
• 3.4.1 不同截齿数量
• 3.4.2 不同截齿排列
• 3.5 本章小结
• 4 螺旋钻采煤机钻头的载荷谱分析
• 4.1 钻头载荷概率密度分布形式
• 4.2 随机载荷的相关性
• 4.3 截割功率谱
• 4.3.1 普通时间函数的频谱分析
• 4.3.2 随机钻头载荷的频谱分析
• 4.4 钻头载荷功率谱的模拟
• 4.4.1 钻头载荷的自功率谱
• 4.4.2 钻头载荷的互功率谱
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集