李 明

（霍州煤电集团吕梁山煤电有限公司方山木瓜煤矿， 山西 方山 033000）

引言

采煤机是煤矿开采中最为关键和重要的机电装备，其性能好坏会对采煤效率产生决定性的影响。而采煤机中螺旋滚筒又是比较关键的结构件，螺旋滚筒的性能好坏会对采煤机运行过程的效率、可靠性和稳定性产生重要的影响。受技术水平的限制，很长一段时间以来，在对采煤机螺旋滚筒进行设计时，普遍基于实践经验进行设计，导致设计结果并非最优解。随着计算机模拟仿真技术的快速发展，将先进的计算机技术应用到机械结构设计中已经非常普遍，不仅能显著降低设计周期，还能够提升机械结构的设计效果。基于此，本文利用EDEM 有限元软件对采煤机的螺旋滚筒进行静力学分析，研究不同结构参数对滚筒性能的影响，实现滚筒结构的优化。

1 螺旋滚筒有限元模型的建立

1.1 模型的建立

考虑到采煤机螺旋滚筒的实际结构相对比较复杂，主要由筒毂、端盘、截齿和叶片等部分构成[1]。可以首先在UG 三维建模软件中对滚筒的结构进行几何建模。建模时为了提升后续计算的速度，可以对部分非关键结构进行省略处理，比如倒角、倒圆结构等。研究的采煤机螺旋滚筒其截齿采用的是三头顺序式排列，筒毂直径和整个滚筒的直径分别为590 mm和1250 mm，叶片直径及其螺旋升角分别为1100 mm和20°。采煤机螺旋滚筒的三维几何模型，如图1所示。

图1 采煤机螺旋滚筒的三维几何模型