胡跃飞

（山西霍尔辛赫煤业有限责任公司，山西 长治 046699）

引言

随着我国对煤炭资源需求量的增大，煤矿开采条件更加恶劣，所面临的地质条件更加复杂，对于采煤机械的工作性能有了更进一步的提升要求。采煤机是实现煤炭物料剥落的机械设备，其通过螺旋滚筒的圆周运动，不断地将煤炭物料切落和装载至刮板输送机中。螺旋滚筒面临恶劣的地层条件，在工作过程中受到了较大的载荷力和载荷波动，尤其是包含有硬质石块的薄煤层对螺旋滚筒的结构产生了磨损的不利影响[1]。当螺旋滚筒的磨损情况较为严重时，将降低切削的效率，甚至会出现工作失效的情况，由此给煤矿企业带来较大的人力和物力损失。如何延缓螺旋滚筒的磨损速度和提升螺旋滚筒的使用寿命是煤炭开采工艺过程中的一个关键问题。MG2-70325-BW型采煤机是目前工程中较常见的采煤机型号。通过有限元仿真技术，对该型号采煤机在不同转速和螺旋叶片升角的工况条件下影响螺旋滚筒磨损的规律进行了研究。采用金属磨损仿真的专业软件——EDEM 对螺旋滚筒的磨损情况进行仿真分析[2]。该研究成果为采煤机螺旋滚筒的结构设计优化提供了依据。

1 螺旋滚筒磨损机理

1.1 螺旋滚筒破岩过程分析

螺旋滚筒通过截齿对煤炭进行切削，截齿的安装及材料的选型至关重要，且对螺旋滚筒的工作性能有很大的影响。截齿破岩主要分为四个阶段，分别为变形阶段、裂纹形成、裂纹发展、煤岩崩落[3]。……