刨煤机截割阻力模型研究：单刨刀试验与理论分析

"基于刨煤机单刨刀截割试验的截割阻力模型研究" 这篇科研论文主要探讨了刨煤机在工作过程中如何通过单刨刀截割试验来研究和建立截割阻力模型。作者们——刘芮葭、Chu Viet Dung和Nguyen Viet Tuyen——来自辽宁工程技术大学机械工程学院，他们对刨煤机的工作机制进行了深入的研究。 在煤炭开采中，刨煤机是重要的机械设备，其性能直接影响到煤炭开采效率和安全性。刨煤机的切割阻力是决定其工作效率和能耗的关键因素之一。通过对刨煤机刨刀在截割煤岩过程中的阻力进行分析，研究者们辨识出了刨头在破碎煤岩时所受到的截割阻力。他们提出了一种新的方法，该方法基于单个刨刀的截割阻力、刨刀的截割规律以及设备的运行参数，来确定刨头在任意时刻的截割阻力。 为了构建这个模型，研究团队进行了详细的试验，包括正交试验设计，以获取不同条件下刨刀截割的载荷数据。通过这些数据，他们建立了一个综合的截割阻力试验-理论模型，并开发了相应的算法。在具体实验中，当煤岩阻抗为225 N/cm、崩落角为30°、刨刀数量为14把时，模型预测的刨削阻力达到最大96.86 kN，同时变差系数最小为0.509 53，这意味着在这些参数下，载荷波动较小，有助于提高刨煤机的工作稳定性，更有效地破碎煤体。 实验结果与理论分析显示出良好的一致性，表明所提出的截割阻力模型具有较高的精度和适用性。单刨刀截割试验揭示了煤岩破碎过程的内在规律，为优化刨煤机的设计和操作提供了理论依据。此研究对于提升刨煤机的工作效率，减少能耗，以及保障煤矿安全生产具有重要意义。 关键词涉及的领域包括刨煤机的结构与工作原理、刨刀的设计与截割行为、煤岩的物理特性（如阻抗和崩落角）、载荷谱分析（用于理解设备在不同条件下的工作状态）以及正交试验法（一种多因素实验设计方法，用于优化实验条件并减少实验次数）。 这篇论文通过实证研究和理论建模，深入研究了刨煤机在切割过程中的力学特性，为改善刨煤机的性能和提高煤炭开采效率提供了科学依据。这一研究不仅在技术层面上有重要价值，而且对于推动煤炭工业的技术进步和可持续发展具有深远意义。