刨煤机理论基础及其应用

我国是世界上煤炭资源较为丰富的国家之一，目前煤炭在我国一次性能源结构中仍处于重要位置。刨煤机是一种能够实现薄煤层和中厚煤层机械化和自动化开采的采煤机械，对于提高资源回收率、实现安全高效开采和可持续发展具有十分重要的意义，在我国具有越来越广泛的应用前景。本书深入系统地论述了刨煤机的相关基础理论及其应用，为刨煤机教学、刨煤机设计和厂矿应用构建了较为完善的理论体系。本书可作为科研机构研宄人员、制造厂和煤矿工程技术人员的参考资料，亦可供高等院校、科研院所中机械工程、矿业工程等专业的本科生、研究生和教职员工使用。

第1章 绪论 1
1.1 刨煤机工作原理、总体结构及类型 1
1.1.1 刨煤机工作原理和总体结构 1
1.1.2 刨煤机的类型 3
1.2 刨煤机的发展和应用历程 4
1.2.1 国外刨煤机的发展和应用历程 4
1.2.2 我国刨煤机的发展和应用历程 7
1.3 刨煤机的发展前景 8
第2章 煤的物理机械性质及煤的机械破碎 10
2.1 煤的物理机械性质 10
2.1.1 煤的物理性质 11
2.1.2 煤的机械性质 12
2.1.3 煤岩的坚固性和抗截强度 15
2.1.4 煤层可刨性 18
2.2 煤的机械破碎 21
2.2.1 国内外研究简介 21
2.2.2 煤的机械破碎机理研究 24
第3章 刨煤机静力学分析 31
3.1 刨刀受力 31
3.2 刨头及刨链受力 33
3.2.1 刨头刨削阻力 34
3.2.2 刨头装煤阻力 34
3.2.3 刨头摩擦阻力 36
3.2.4 刨头运行阻力 36
3.2.5 刨链摩擦阻力 37
3.2.6 刨链总牵引力 37
3.3 刨链预紧力计算方法及选取范围 37
3.3.1 刨链预紧力 37
3.3.2 刨链必需预紧力和剩余预紧力计算 38
3.3.3 刨链预紧力选取范围 40
3.4 刨头稳定性分析 44
3.4.1 刨头受力及其稳定性分析 44
3.4.2 刨头稳定性的影响因素分析 47
第4章 刨煤机动力学分析 51
4.1 刨煤机振动的影响因素 51
4.1.1 刨刀载荷变化 52
4.1.2 刨链预紧力 54
4.1.3 链轮多边形效应 54
4.2 刨煤机非线性动力学模型 56
4.2.1 单自由度刨煤机非线性动力学模型 56
4.2.2 多自由度刨煤机非线性动力学模型 60
4.3 刨煤机非线性动力学方程求解及动态响应分析 66
4.3.1 单自由度刨煤机非线性动力学方程求解及动态响应分析 66
4.3.2 多自由度刨煤机非线性动力学方程数值仿真分析 88
4.3.3 多自由度与单自由度刨煤机非线性动力学方程数值仿真分析及比较 117
4.4 煤壁性质和工况参数对刨煤机动力学性能的影响 118
第5章 动载荷作用下刨煤机能耗变化分析 126
5.1 刨煤机能耗和单位能耗模型 126
5.1.1 考虑曲线阻力影响的刨削时和非刨削时刨煤机动力学模型 127
5.1.2 刨削单位能耗模型 129
5.1.3 刨削时刨煤机能耗及单位能耗模型 130
5.1.4 非刨削时刨煤机能耗模型 130
5.2 刨煤机能耗和单位能耗的影响因素分析及仿真 131
5.2.1 刨削单位能耗的影响因素分析及仿真 131
5.2.2 刨削时刨煤机能耗和单位能耗的影响因素分析及仿真 133
5.2.3 非刨削时刨煤机能耗的影响因素及仿真 137
5.2.4 刨削和非刨削时刨煤机能耗比较 139
5.3 滑行刨煤机参数多目标综合优化 140
5.3.1 刨煤机多目标优化数学模型 140
5.3.2 优化求解及实例计算 141
第6章 刨链可靠性及刨链疲劳寿命预测分析 143
6.1 刨链可靠性的影响因素及刨链疲劳破坏 143
6.2 刨链疲劳寿命预测 144
6.2.1 刨链的S-N曲线 144
6.2.2 疲劳累积损伤理论 146
6.2.3 雨流计数法 147
6.2.4 不同因素影响下刨链疲劳寿命预测分析 149
6.3 提高刨链可靠性的措施 152
第7章 刨煤机刨削实验 153
7.1 刨煤机综合实验台简介 153
7.2 刨煤机刨链张力测试及刨链疲劳累积损伤分析 154
7.2.1 测试系统 154
7.2.2 实验过程 155
7.2.3 刨链张力测试结果分析 156
7.2.4 刨链疲劳累积损伤分析 160
7.3 刨煤机功率测试实验及能耗分析 160
7.3.1 刨削时刨煤机功率测试及能耗分析 160
7.3.2 非刨削时刨煤机功率测试及能耗分析 163
7.4 刨煤机综采工作面假壁刨削实验 164
第8章 刨煤机的设计理论与方法 167
8.1 刨煤机工况参数 167
8.1.1 刨煤机运行方式 167
8.1.2 刨煤机理论生产能力与输送机理论输送能力 168
8.1.3 刨头速度与输送机链速 168
8.1.4 输送机装载量分析及平均装载断面积的计算方法 173
8.1.5 刨削深度 178
8.1.6 刨削深度的优化 179
8.1.7 刨煤机驱动功率及刨链强度校核 184
8.2 刨头结构设计 186
8.2.1 刨头长度和宽度 186
8.2.2 刨头高度 186
8.2.3 刨刀排列 187
8.3 刨煤机设计原则 190
第9章 刨煤机应用与运行 192
9.1 刨煤机成功应用范例 192
9.1.1 引进刨煤机的应用 193
9.1.2 国产刨煤机的应用 195
9.2 刨煤机使用中存在的问题 197
9.3 刨煤机的应用前景及发展对策 199
9.3.1 刨煤机在我国的应用前景 199
9.3.2 刨煤机产品系统模型及发展对策 201
参考文献 203