運動參數(shù)對碟盤刀具破碎煤巖載荷的影響

劉春生, 李鑫鵬，劉延婷

(1.黑龍江科技大學(xué)， 哈爾濱 150022； 2.黑龍江科技大學(xué) 機械工程學(xué)院，哈爾濱 150022； 3.黑龍江科技大學(xué) 安全工程學(xué)院， 哈爾濱 150022)

0 引 言

提高機械破碎煤巖的效率對礦山開采具有重大意義。國內(nèi)外學(xué)者對破碎煤巖做了諸多研究。Su等[1]從理論、數(shù)值模擬和實驗回歸分析了截齒破巖切削力峰值均值，指出三者之間的強相關(guān)性。Loui等[2]對截齒破碎巖石進行數(shù)值模擬與實驗，得出了切削深度、截齒磨損和巖石性質(zhì)對切削力的影響。Van Wyk等[3]利用離散單元法對比分析了不同刀具切削巖石的理論、模擬和實驗的切削力峰值均值，得出數(shù)值模擬應(yīng)考慮切削深度和刀具磨損的影響。Ushakov等[4]提出了一種沿外擺線多點沖擊破巖的新方法，建立了轉(zhuǎn)速與沖擊頻率的運動方程，可保證載荷均勻分布。Prokopenko等[5]數(shù)值模擬了不同直徑和長度截齒破巖，給出最優(yōu)參數(shù)的截齒強度。程永亮[6]通過雙滾刀切削巖石的數(shù)值模擬和實驗，探究了貫入度對比能耗的影響。翟淑芳等[7]運用廣義粒子動力學(xué)法(GPD法)數(shù)值模擬了TBM滾刀破巖，實驗驗證了GDP法的有效性，給出了節(jié)理和高圍壓對破巖的影響。祝效華等[8]通過模擬PDC切削齒動態(tài)破巖，給出切削厚度、溫度和后傾角等與切削齒破巖效率的關(guān)系。劉春生等[9-12]通過單齒與碟盤刀具破碎煤巖的單因素和正交數(shù)值模擬，根據(jù)統(tǒng)計方法、小波能量熵和功效系數(shù)法等分析了其運動和結(jié)構(gòu)參數(shù)對煤巖的破碎效果的影響。因此，筆者利用ABAQUS軟件正交數(shù)值模擬不同運動參數(shù)下碟盤刀具破碎煤巖，通過方差分析法綜合分析碟盤刀具3運動參數(shù)的影響作用，對進給速度、振動幅值和頻率與載荷之間進行多元非線性擬合，優(yōu)化碟盤刀具運動參數(shù)。……