斜切工况下采煤机滚筒截割煤岩仿真分析.pdf

第 4 4卷 第 1期 2 0 1 8年 1月 工矿 自 动化 I nd us t r y an d M i ne Aut o ma t i on Vo 1 ． 4 4 No ． 1 J a n．2 0 1 8 ’ ’ 。 i实验研究 I． ◆ ’ 文 章编号 1 6 7 1 2 5 1 X 2 0 1 8 0 1 0 0 6 4 0 5 D OI 1 0 ． 1 3 2 7 2 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 1 2 5 1 x ． 2 0 1 8 ． 0 1 ． 2 0 1 7 0 9 0 0 1 1 斜切工况下采煤机滚筒截割燥岩仿真分析 原彬 ， 王义 亮 ， 杨 兆建 1 ． 太原 理工 大学 机械 工程学 院 ， 山西 太 原0 3 0 0 2 4 ； 2 ． 煤矿综采装备 山西省重点实验室，山西 太原0 3 0 0 2 4 摘 要 为研 究斜 切 工况 下采煤机 滚 筒 的运 动规 律 及 受 力特 性 ， 利 用 ADAMS建 立 了斜切 工况 下 采 煤机 虚拟样 机模 型 ， 通 过运动仿 真得 到 了斜 切 工况 下采煤 机滚 筒运 动 曲 线 ， 并 以该 曲 线作 为 滚 筒运动 边 界条 件 ； 采 用 L S DY NA 对斜 切 工况 下采 煤机 滚 筒截 割煤 岩进行 了模 拟仿 真 ， 得到 了斜切 工 况下 滚 筒受 力特性 。仿 真结果表明 斜切工况下滚筒的截割 阻力和牵引阻力逐步增大并最终趋于稳定， 且截割阻力约为牵引阻力的 2倍 ； 滚 筒轴 向力呈 先增 大后 减 小趋 势 ， 最 大轴 向力 出现在 滚筒 轴 向位 移达 到 最 大 时， 且 滚 筒轴 向 力与 轴 向 位移 密切相 关 ； 滚筒 力矩主要 由截 割 阻力和轴 向 力产 生 ， 且 力矩 大 小变化趋 势与产 生 力矩 的作 用力的 变化 趋 势一 致 。 关键词 煤 炭开采 ； 采 煤机 ；滚筒 ；斜切进 刀 ；截割 煤岩 中图分 类号 T D 4 2 1 ． 6 文 献标 志码 A 网络 出版 时间 2 0 1 7 1 2 2 6 1 1 1 6 网络 出版地址 h t t p ／ ／ k n s ． c n k i ． n e t ／ k c ms ／ d e t a i l ／ 3 2 ． 1 6 2 7 ． T P ． 2 0 1 7 1 2 2 3 ． 0 7 4 7 ． 0 0 2 ． h t ml Si mul a t i o n a na l y s i s o f s h e a r e r d r u m c u t t i ng c o a l r o c k u n d e r o bl i q u e c u t t i n g c o n d i t i o n YUAN B i n ， WANG Yi l i a n g 一， YANG Z h a o j i a n ， 1． Co l l e ge o f M e c ha ni c a l En gi n e e r i ng，Ta i y ua n Un i ve r s i t y o f Te c h no l o gy，Ta i y ua n 03 0 0 2 4，Chi na； 2． S h a n x i Ke y L a b o r a t o r y o f Fu l l Me c h a n i z e d C o a l Mi n i n g Eq u i p me n t ，Ta i y u a n 0 3 0 0 2 4，Ch i n a Ab s t r a c t I n o r d e r t o s t udy mo v e me n t r ul e a nd f o r c e c h a r a c t e r i s t i c O f s he a r e r d r u m u nd e r o bl i q u e c ut t i ng c o nd i t i on，v i r t ua l p r ot ot yp e mo de l o f s h e a r e r u nd e r o bl i q ue c ut t i ng c o n di t i o n wa s e s t a b l i s he d b y u s e o f ADAM S，a n d mo v e me n t c u r ve o f s he a r e r dr u m wa s ob t a i ne d t hr o u gh m o t i o n s i m u l a t i on，whi c h wa s u s e d a s d r u m mo v e me n t b o u n d a r y c o n d i t i o n．L S - DYNA wa s u s e d t o s i mu l a t e s h e a r e r d r u m c u t t i n g c o a l r o c k u n d e r o b l i q u e c u t t i n g c o n d i t i o n，a n d f o r c e c h a r a c t e r i s t i c o f d r u m u n d e r o b l i q u e c u t t i n g c o n d i t i o n wa s ob t a i n e d．The s i m u l a t i o n r e s ul t s s ho w t ha t c ut t i ng r e s i s t a nc e a nd t r a c t i o n r e s i s t a nc e o f d r um g r a d ua l l y i n c r e a s e a nd e ve nt u a l l y b e c o m e s t a bl e un de r o bl i q ue c u t t i n g c o nd i t i o n，a nd t he c u t t i n g r e s i s t a n c e i s 2 t i m e s a s m u c h a s t he t r a c t i o n r e s i s t a nc e ．A x i a l f o r c e o f d r u m f i r s t i nc r e a s e s a nd t he n d e c r e a s e s ，t he m a x i mum a x i a l f o r c e O C C U R S whe n a xi a l d i s pl a c e m e nt o f dr u m r e a c he s t he m a x i mum ， a n d t he a x i a l f o r c e a n d a x i a l d i s pl a c e me n t o f d r um a r e c l os e l y r e l a t e d．To r q u e o f d r um i s ma i nl y ge n e r a t e d by t he c u t t i n g r e s i s t a n c e a nd 收稿 日期 2 0 1 7 - 0 9 0 4 ； 修回 日期 2 0 1 7 - 1 2 1 3 ； 责任编辑 盛男。 基金项目 山西省煤基重点科技攻关项 目 MJ 2 0 1 4 0 5 0 2 ； 山西省研究生联合培养基地人才培养项 目 2 0 1 6 J D1 4 。 作者简介 原彬 1 9 9 1 一 ， 男 ， 山西河津人 ， 硕士研究生 ， 研究方 向为现代设 计理论与方法 ， E - ma i l 1 8 2 9 8 3 6 9 8 6 5 1 6 3 ． c o m。通信作 者 王义亮 1 9 6 9 一 ， 男 ， 山西静乐人 ， 教授 ， 硕士研究生导师 ， 博士 ， 研究方 向为机械现代设计 、 机 械结构及系统动力学 、 机 电一体 化、 结构振动 与噪声分析及控制等 ， E ma i l wa n g y i l i a n g wy l 1 6 3 ． c o rn。 引用格式 原彬 ， 王义亮 ， 杨兆建． 斜切工况下采煤机滚筒截割煤岩仿真分析口] ． 工矿 自动化 ， 2 0 1 8 ， 4 4 1 6 4 6 8 ． YUAN B i n ， W ANG Yi l i a n g ， YAN G Z h a o j i a n ． S imu l a t i o n a n a l y s i s o f s h e a r e r d r u m c u t t i n g c o a l r o c k u n d e r o b l i q u e c u t t i n g c o n d i t i o n [ J j ． I n d u s t r y a n d Mi n e A u t o ma t i o n， 2 0 1 8 ， 4 4 1 6 4 6 8 ． 2 0 1 8年 第 1 期 原 彬 等 斜切 工 况 下采煤 机 滚筒截 割 煤岩仿 真 分析 6 5 t he a xi a l f or c e ，a n d c ha ng e t r e nd o f t he t o r qu e i s c ons i s t e n t wi t h t ha t of t he f o r c e g e ne r a t i ng t he t o r q ue Ke y wo r d s c o a l mi ni n g；s he a r e r；d r u m ；ob l i qu e c ut t i n g f e e d；c ut t i ng c oa l r o c k 0 引言 滚 筒是 采 煤 机 的重 要 工 作部 件 ， 在 截 割 煤 岩过 程 中滚筒 的受 力状 况对 采煤 机整 机及 其寿 命有 直接 影 响 。斜 切工 况下 采煤 机滚 筒 的运动 和受 力 比较复 杂 ] ， 滚 筒轴 向力 较 大 ， 摇 臂振 动 幅度 大 ， 容 易 造 成 截 齿 断裂 、 滚筒 变形 和摇 臂 根 部 断裂 。 因此 ， 研 究 斜切 工况 下采 煤机 滚筒 的受力 特性很 有 必要 。 目 前 ， 大 多数研 究 局 限 于采 煤 机 滚 筒 直线 截 割煤 岩 时 的受 力情况 l ， 而研 究斜切 工况 下 采煤机 滚 筒截 割 煤 岩 时未能 充 分 考 虑 滚 筒 的 运 动特 点 。鉴 此 ， 本 文利 用 AD AMS软 件 建 立 了斜 切 工 况 下 采 煤 机 虚 拟 样 机模 型 ， 得 到斜 切 工 况 下 采 煤 机 滚 筒 的运 动 规 律 ， 并应 用非 线性 动力 学 软件 L S D YNA 对 斜切 况 下采 煤机 滚筒 截 割 煤 岩 的 过 程进 行 了数 值 仿 真 ， 得 到滚 筒在 斜切 工况 下 的受 力特性 。 l 采 煤机虚 拟 样机 建模 与运 动仿 真 1 ． 1 -a 0 板 输送 机 弯 曲段 模 型 采 煤机 斜切 进 刀主要 依靠 刮 板输送 机 弯 曲段 的 引导 实现 ， 刮板 输送 机 弯 f H 1 段 参 数 直接 决 定 采 煤 机 滚 筒 的运动 状态 。刮板输 送 机弯 曲段 的相 关工 艺参 数 由弯 曲段 中部槽 的横偏 量 、 数 量 、 偏角 决定 7 。 刮 板输送 机 弯 曲段 中部槽 横偏 量 由式 1 确 定 f n 】 ／ s i n 口 i≠ 0 一 {。。 1 l 0 一 0 式 中 a 为 刮 板 输 送 机 弯 曲段 第 i i l ， 2 ， ⋯ ， ” ， 为 刮板输 送机 弯 曲段 中部槽 数 量 节 中部 槽横 偏量 ， mm； z 为 单 节 中部 槽 长 度 ， mm 为 刮 板 输 送 机 弯 曲段 第 i 节 中部槽 偏 角 ， 。 。 刮板 输送 机 弯 曲段 中部槽 数量 由式 2 确 定 2 n 根据 综采 工作 面作 业 要 求 ， 刮 板 输 送 机 水平 弯 曲角 度 不 大 于 1 。 ， 为保 证 推 溜 过 程 平 稳 ， 刮 板 输 送 机 度应 大于 2 1 m， 刮板 输送 机 弯 曲段 总体 横 偏量 要大 于滚 筒 的结构 宽度 。最 终确 定 刮板输 送 机弯 曲 段 长 度 为 2 4 n 3 ． ， 中 部 槽 数 量 为 1 3节 ， 具 体 参 数 见 表 1 。 利 用 UG 建立 刮 板 输送 机 弯 曲段 模 型 ， 如 图 1 所 示 。 表 1 刮板输送机弯曲段 中部槽参数 Tab l e 1 Par a me t e r s o f m i dd l e p a n o f be nd i ng s e c t i o n o f s c r a pe r c on ve y or 参数 中部槽序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 l 1 2 1 3 偏角／ 。 0 ． 5 6 1 ． 1 2 1 ． 6 8 2 ． 2 4 2 ． 8 O 3 ． 3 6 3 ． 9 2 3 ． 3 6 2 ． 8 0 2 ． 2 4 1 ． 6 8 1 ． 1 2 0 ． 5 6 横偏量／ ram 1 7 ． 2 4 5 1 ． 7 1 1 O 3 ． 4 3 1 7 2 ． 3 8 2 5 8 ． 5 5 3 6 1 ． 9 4 4 8 2 ． 5 3 5 8 5 ． 9 2 6 7 2 ． 0 9 7 4 1 ． 0 4 7 9 2 ． 7 6 8 2 7 ． 2 3 8 4 4 ． 4 7 图 1 刮 板 输 送 机 弯 曲段 模 型 F i g ． 1 M o d e l o f b e n d i n g s e c t i o n o f s c r a p e r c o n v e y o r 1 ． 2 采煤机 虚 拟样 机模 型 将 刮板 输 送 机 弯 曲段 模 型 导 入 AD AMS软 件 中 ， 建 立斜切 工 况下 采煤 机虚 拟样 机模 型 ， 如 图 2所 示 。设 置采 煤 机牵 引 速 度 V 为 1 5 ． 6 m／ mi n 。滚 筒 几何参数见表 2 ， 根据 文献 [ 1 1 1 2 ] 计算接 触参数 ， 见 表 3 。 1 ． 3仿 真结 果 设 置 仿 真 时 间 为 3 0 0 S ， 步 长为 0 ． 0 1 S ， 对 采 煤 图 2 斜切工 况下采煤机虚拟样机模型 Fi g．2 Vi r t u a l pr ot o t yp e mod e l o f s he a r e r u nd e r o b l i q u e c u t t i n g c o n d i t i o n 表 2滚筒几何参数 Fa bl e 2 Dr um ge ome t r i c p ar a me t e r a ● 一 l 卜 ∞ 行 ￡ ________l，、 l●E●f a 6 6 工矿 自动 化 2 O 1 8年 第 4 4卷 表 3 采煤机虚拟样机模型接触参数 Ta bl e 3 Con t a c t p ar a me t e r s o f v i r t ua l pr ot ot yp e mo de l o f s he a r e r 接触刚度／ 最大切人 碰撞恢 复 最大阻尼／ 接触类型 ． Nmm 深度／ F il m 因数 N S mm 1 机斜 切进 刀 进 行 运 动 仿 真 。在 AD AMS后 处 理 中 绘制 斜切工 况下 采煤机 滚筒 运动 曲线 ， 如图 3 所 示 。 4 ， 、3 妄 2 l O 3 f 1 6 0 9 0 I 2 0 l 5 O l 8 0 21 0 2 4 0 2 7 0 3 0 0 时间／ s a 滚筒相对刮板输送机偏角 0 0 8 0 0 6 0 0 40 0 2 0 0 0 3 0 6 0 9 0 l 2 0 l 5 0 1 8 O 2 1 0 2 4 0 2 7 0 3 0 0 时间／ s b滚 筒轴 向位 移 罔 3 斜 切 1 二 况 下 采煤 机 滚 筒 运 动 曲线 Fi g ．3 Sbe a r e r dr um mov e me nt c ur ve u nd e r o t l l i q ue c ut t i ng c on di t i on 南网 3 a 可知 ， 采 煤机 在 斜 切 进 刀过 程 中 ， 滚 筒相 x ,t a 0 板 输 送 机 的 偏 角 先 增 大 后 减 小 ， 在 l 5 0 S 时达 到最 大 ， 为 3 ． 2 。 。南 图 3 b 可 知 ， 采 煤 机 在 斜 切进 刀过程 中 ． 滚筒轴 向位移 先增 大后减 小 ， 最 终稳 定在 滚 筒直 线 截 割煤 岩 时 的 截深 ． 其 中在 1 9 0 S时 滚筒 轴 向位 移 最 大 ， 达 到 9 5 0 mm。仿 真 结 果 和 实 际情 况相符 ， 仿真 结 果 可作 为 斜 切 lT况 下 滚筒 受 力 仿真 时 的滚 筒运 动边 界条件 。 2 斜切工 况下 采煤机 滚筒截 割煤岩 仿真 2 ． 】 滚 筒受 力 滚 筒截 割煤岩 时所 受载荷 为 各个截齿 所受 载荷 的矢量 叠加 。根 据 力 学平 衡 原 理 ， 滚 筒 所 受 载 荷可 等 效 为 作 用 在 滚 筒 质 心 的 一 向力 和 i 向 力 矩 “ 。 ， 如图 4 所 示 。三 向力 即沿 牵 引方 向的 牵 引阻 力 F 、 垂 直于牵 引方 向 的截 割阻 力 F 、 滚 筒轴 向力 F ， M ， M ， M分 别 为 由 F ， F F 产 生 的 i 向 力矩 。 F 图 4滚 筒 受 力 Fi g． 4 Fo r c e On dr u m 2 ． 2 采 煤机 滚筒截 割煤 岩有 限元模型 利 用 I S D YNA 软 件 建 立 斜切 工况 下 采 煤 机 滚 筒截 割煤岩 有 限元 模 型 ， 如 图 5所 示 。滚 筒 采用 1 O节 点 四面体单 元 S OL I D 1 6 8 ， 煤 岩 模 型选 用 8节 点 六 面体 单 元 S O I I D 1 6 4 ， 单 元 积 分 形 式 为单 点 高 斯 积分 。选择 1 9 3号 D P材 料作 为煤岩 本构模 型 ， 煤 岩材 料参数 见表 4 。仿 真过 程 中 主要 分析 滚 筒受 力 ， 其 变 形 可忽 略 不计 ， 因此 选 用 RI GI D 刚 体 材料 作为滚 筒和截 齿 的本 构模 型 ， 并约 束滚 筒 沿 牵 引方 向的转 动 自f “度 和垂 直 于牵 引方 向 的移 动 自由 度 ， 滚 筒材 料参数 见表 5 。 图 5 斜切 I 况下采煤滚筒截割煤岩有限元模 型 Fi g． 5 Fi ni t e e l e me nt mod e l of s h e a r e r dr u m cu t t i n g c o a l r o c k t i nd e r obl i qu e c ut t i ng c o nd i t i o n 表 4煤 岩 材 料 参 数 Ta b l e 4 C o a l r o c k ma t e r i a l p a r a me t e r 弹性模星／ G P a 泊松 比 根据 滚筒截 割 煤 岩 的实 际 工况 ， 定 义滚 筒 与煤 岩 的接触类 型为 面面接 触 中的侵蚀 接触 。对煤 岩添 加全 约束 ， 煤岩 没被 截割 的面 添 加非 反 射 边 界 条件 来模 拟无 限大 的煤岩 。将滚 筒在斜 切工况 下 的运动 2 0 1 8年 第 1期 原 彬 等 斜切 工况 下采 煤机 滚 筒截割 煤岩 仿真 分析 6 7 曲线 以表格形式导人 L S D YNA 中， 作为滚筒运动 边界条件施加在滚筒上并进行仿真求解 ， 输 出数据 类型为 L S DYNA类型 ， 仿真时间设置为 3 0 0 s 。 2 ． 3仿 真 结果及 分析 通过前处理器完成仿真后 ， 采用 L S DYNA后 处理器 L S P RE P OS T对仿 真结果进行分 析， 滚筒 三 向力及 三 向力矩 曲线 分别 如 图 6 、 图 7所 示 。 1 9 2 蒂 O 言 ● 至 -叵 3 O 6 0 9 0 1 2 O l 5 0 1 8 O 2 1 0 2 4 0 2 7 0 3 0 0 时间／ s 图 6 滚筒三 向力 曲线 图 7滚 筒 三 向力 矩 曲 线 Fi g ． 7 Dr u m t h r e e - d i r e c t i o n t o r q u e c u r v e 从 图 6可看 出 斜切工况下采煤机滚筒截割阻 力和牵引阻力均逐步增大并最终趋 于稳定 ， 且截割 阻力 约为牵 引 阻力 的 2倍 ； 滚 筒 轴 向 力 则呈 先 增 大 后 减 小 的变化趋 势 ， 且 最 大 轴 向力 出 现 在滚 筒 轴 向 位 移达 到最 大 时 。从 图 7可 看 出 斜 切 工况 下 滚 筒 力矩主要为由截割阻力和轴 向力产生 的力矩 ， 且力 矩大小变化趋势与产生力矩的作用力的变化趋势一 致 ， 由牵引阻力产生的力矩可忽略不计 。 3 结 论 1 利 用 AD AMS软件对 斜切 工况 下采 煤机 虚 拟样机模型进行运动仿真 ， 分析了斜 切工况下采煤 机滚筒运动规律 ， 解决 了斜切工况 下采煤机滚筒截 割煤岩仿真时滚筒运动边界条件难以确定的问题。 2 通 过 L S DY NA 软 件 模 拟 了斜 切 工 况 下 采煤机滚筒截割煤岩时滚筒的三 向力及三 向力矩变 化 ， 仿真结果表明 滚筒的截割阻力和牵引阻力逐步 增大并 最终趋 于稳定 ， 截 割 阻力 约为牵 引 阻力 的 2倍 ； 滚筒轴向力呈先增大后减小 的变化趋势 ， 最大 轴 向力出现在滚筒轴 向位移达到最大 时， 且滚筒轴 向力与轴向位移密切相关 ； 滚筒力矩主要 由截割阻 力 和 轴 向力 产 生 ， 且 力 矩 大 小 变 化 趋 势 与 产生 力 矩 的作用力的变化趋势一致。 参考文献 R e f e r e n c e s [1] 赵丽 娟 ， 田震 ， 刘旭 南 ， 等． 薄煤层采 煤机 滚筒 载荷 特 性仿 真 分 析 [ J ] ．系 统 仿 真 学 报 ， 2 0 1 5 ， 2 7 1 2 3 1 02 31 08 ． Z HA0 L i j u a n，TI AN Z h e n，LI U Xu n a n， e t a 1 ． Si m u l a t i on a na l y s i s o f l o a d c h a r a c t e r i s t i c of t hi n s e am s h e a r e r d r u m[ J ] ． J o u r n a l o f S y s t e m S i mu l a t i o n ， 2 0 1 5 ， 2 7 1 2 3 1 0 2 3 1 0 8 ． [2] 高红斌 ， 杨兆建 ． 滚筒 采煤 机负 载 的波动性 分析 [ J ] ． 机械科学 与技 术 ， 2 0 1 3 ， 3 2 7 1 0 5 4 1 0 5 9 ． GA0 Ho n g b i n ， YANG Zh a o j i a n ． An a l y s i s o n t h e l o a d f l u c t u a t i o n o f r o l l e r s h e a r e r [ J ] ．Me c h a n i c a l S c i e n c e a n d Te c h n o l o g y f o r Ae r o s p a c e En g i n e e r i n g， 2 0 1 3 ， 3 2 7 1 0 5 4 1 0 5 9 ． [3 ] 赵丽娟 ， 何 景强 ， 许军 ， 等． 截齿 排列 方式对 薄煤 层采 煤机 载 荷 的 影 响 [ J ] ．煤 炭 学 报 ， 2 0 1 1 ， 3 6 8 1 401 - 1 40 6． ZHA0 Li j u a n， HE J i n g q i a n g， XU J u n， e t a 1 ． E f f e c t o f pi c k a r r a ng e me n t o n t he l o a d o f s he a r e r i n t he t hi n c o a l s e a m[- J ] ． J o u r n a l o f C h i n a C o a l S o c i e t y ， 2 0 1 1 ， 3 6 8 1 4 0 1 1 4 0 6 ． [4 ] 陈洪月， 刘烈北， 毛君 ， 等． 激励与滚筒振动耦合下采 煤机动 力 学 特 性 分 析 [ J ] ． 工 程 设 计 学 报 ， 2 0 1 6 ， 2 3 3 2 2 8 2 3 4 ． CHEN Ho n g y u e ， LI U Li e b e i ， MA0 J u n， e t a 1 ．Th e a n a l y s i s o f t h e s h e a r e r d y n a mi c f e a t u r e i n t h e c o u p l i n g r e l a t i o n b e t we e n t h e t h e mo t i v a t i o n a n d t h e d r u m v i b r a t i o n [ J ． C h i n e s e J o u r n a l o f E n g i n e e r i n g D e s i g n ， 2 0 1 6， 2 3 3 2 2 8 2 3 4 ． [5 ] 周游， 李国顺 ， 唐进元． 截齿截割煤岩的L S _ DY NA仿 真模拟[ J ] ． 工程设计学报 ， 2 0 1 1 ， 1 8 2 1 0 3 1 0 8 ． Z H0U Yo u， LI Gu o s h u n， TANG J i n y u a n ． S i mu l a t i o n a n d a na l ys i s f or pi c k c ut t i ng r oc k b y LS DY NA[ J ] ． Ch i n e s e J o u r n a l o f En g i n e e r i n g De s i g n， 2 0 1 1， 1 8 2 1 O3 1 O8． [6 ] 张强 ， 王海 舰 ， 吴泽光 ， 等． 滚筒 式采煤 机煤 岩截 割力 学特性及测试 系统研 究 [ J ] ． 工 程设 计 学报 ， 2 0 1 7 ， 2 4 4 4 5 9 4 6 4 ． ZHANG Qi a n g， W ANG Ha i j i a n ， W U Z e g u a n g， e t a 1 ． Re s e a r c h o f c o a l r o c k c u t t i n g me c h a n i c a l c h a r a c t e r i s t i c a n d t e s t s y s t e m f o r d r u m s h e a r e r [ J ] ． Ch i n e s e J o u r n a l o f En g i n e e r i n g De s i g n， 2 0 1 7， 2 4 4 4 59 46 4． [ 7] 郝志勇 ， 张佩 ， 闫闯 ， 等． 采 煤机端 盘截 齿载 荷特 性研 究I- j ] ． 机械强度 ， 2 0 1 7 ， 3 9 2 3 6 0 3 6 6 ． 第 4 4卷 第 1 期 2 O 1 8年 1月 工矿 自 动 化 I nd us t r y a n d M i ne Aut o ma t i o n V0 L 4 4 No ． 1 J a n ．2 01 8 文章编 号 1 6 7 1 2 5 1 X 2 0 1 8 0 1 0 0 6 8 0 6 DO I 1 0 ． 1 3 2 7 2 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 1 2 5 1 x ． 2 0 1 8 ． 0 1 ． 0 0 3 煤体中超声波参数的实验研究 刘 冠华 ， 杨晨。 ， 刘浩雄 1 ． 中国矿业大学 安全工程学院，江苏 徐州 2 2 1 0 0 8 ； 2 ． 武汉科技大学 资源与环境工程学院， 湖北 武汉4 3 0 0 8 1 摘要 采用声发射 实验技术对大安山无烟煤与三河尖肥煤的超声波波速、 衰减 系数、 超声波的时域特征 和频 域特征 进行 了研 究 。研 究结 果表 明 ， 受 空 隙率和含 水率等 的影 响 ， 无烟 煤 中的平均 波速 大于肥 煤 中的平 均 波速 ， 其衰减 系数 平均值低 于肥 煤 的衰减 系数平 均值 ； 超 声 波的 时域 特征 和频域 特征 受煤 的品质 和波形 频 率的影响 ， 无烟煤 的 主频幅 值 大于肥煤 ， 衰减 周期 小于肥 煤 ， 并且 随 着波 形频 率 的增 加 ， 衰减 时 间下 降 ， 透 射 波形的 能量更加 聚 集于主频 。这 些结论 可 为采掘前 煤炭 品质 和种类 的定性提 供理 论依 据 关键词 煤炭品质 ；煤炭种类；无烟煤； 肥煤；超声波；衰减 系数；时域 ； 频域 中图分类号 T D3 1 5 文献标 志码 A 网络 出版 时间 2 0 1 7 1 2 2 1 1 4 3 0 网络 出版地 址 h t t p ／ ／ k n s ． c n k i ． n e t ／ k c ms ／ d e t a i l ／ 3 2 ． 1 6 2 7 ． T P ． 2 0 1 7 1 2 2 1 ． 0 6 5 6 ． 0 0 2 ． h t ml 收稿 日期 2 0 1 7 0 5 1 6 ； 修回日期 2 0 1 7 1 0 2 0 ； 责任编辑 张强 。 作者简介 刘冠华 1 9 9 3 一 ， 男 ， 河南安 阳人 ， 硕士研究生 ， 研究方 向为煤岩瓦斯动力灾 害防治 ， E - ma i l 8 0 5 1 1 2 1 4 8 q q ． c o rn。 引用格式 刘冠华 。 杨晨 ， 刘浩雄． 煤体 中超声波参数的实验研究E J ] ． 工矿 自动化 ， 2 0 1 8 ， 4 4 1 6 8 7 3 ． L I U Gu a n h u a ， YAN G C h e n ， L I U Ha o x i o n g ． An e x p e r i me n t a l r e s e a r c h o n u l t r a s o n i c p a r a me t e r s o f c o a l E J ] ． I n d u s t r y a n d Mi n e Au t o m a t i o n， 2 0 1 8， 4 4 1 68 - 7 3 ． [ 8] [ 9] [ 1 O ] [ 1 1 ] HAO Zhi yo ng，ZHANG Pe i ，YAN Chu a ng，e t a 1 ． An a l y s i s o n t h e i n f l u e n c e o f t h e l o a d t h e e n d p l a t e o f t h e d r u m s h e a r e r J ] ． J o u r n a l o f Me c h a n i c a l S t r e n g t h ， 2 O 1 7 ， 3 9 2 3 6 O 3 6 6 ． 刘克铭 ， 徐广 明． 刮板 输送机 横向推移 弯曲段力 学模 型E J ] ． 黑龙江科技大学学报 ， 2 0 0 9 ， 1 9 1 6 1 6 3 ． LI U Ke mi n g，XU Ou a ng mi n g．Ca l c ul a t i o n mode l o f AF C l a t e r a l b e n d i n g[ J ] ．J o u r n a l o f He i l o n g j i a n g I n s t i t u t e o f S c i e n c e a n d Te c h n o l o g y， 2 0 0 9，1 9 1 6 1 63 ． 刘 品强． 刮板 输送 机 中部槽 的强 度分 析及优 化 [ D] ． 天津 河北工业大学 ， 2 0 0 7 ． 李强． 采煤机斜切进刀工况下力学特性及测试系统研 究 [ D ] ． 阜新 辽宁工程技术大学 ， 2 0 1 4 ． 黄 中华 ， 张晓建 ， 周玉军． 渐开线齿轮啮合碰撞力仿 真 [ J ] ． 中南 大学学 报 自然科 学版 ， 2 0 1 1 ， 4 2 2 3 79 - 38 3 ． HUANG Z h o n g h u a ． ZHANG Xi a o j i a n． ZHOU Yu j u n ．S i mu l a t i o n o f c o n t a c t f o r c e o f i n v o l u t e g e a r me s h i n g[ J ] ．J o u r n a l o f C e n t