刨煤机刨刀刨削煤岩力学特性研究及其优化设计的开题报告

刨煤机刨刀刨削煤岩力学特性研究及其优化设计的开题报告开题报告题目：刨煤机刨刀刨削煤岩力学特性研究及其优化设计一、选题背景及意义刨煤机是煤炭开采中常用的机械设备，刨刀是刨煤机的核心部件之一。传统的刨刀设计主要是模仿人工锯切，切削角度和深度并不合理，加之煤岩的物理力学特性与木材不同，这使得传统的刨刀设计并不能最大限度地发挥煤岩的切削性能。为了解决这个问题，本研究将对刨煤机刨刀刨削煤岩力学特性进行深入研究，并进行优化设计，以提高煤炭开采的效率和安全性。二、国内外研究现状目前国内外对刨煤机刨刀的研究较多，主要集中在设计与制造方面。例如，美国公司JoyGlobalInc.开发了一套全新的分层叠加式刨刀设计，利用该设计可以扩大刨削角度范围，并使得煤岩切削效率得到了显著提高。日本的日立建机公司开发了一套基于液压传动的新型刨煤机，其刨削效率比传统的刨煤机提高了30%以上。国内的研究主要是针对刨刀结构的优化设计。例如，中国矿业大学（北京）的郑德利等人对刨刀的切削角度、学向角度和突刀形状进行了深入研究，提出了一种新的刨刀结构设计，可以使得煤岩切削效率提高40%以上。但是，目前对刨煤机刨刀刨削煤岩力学特性研究及其优化设计的相关研究还较少，需要进一步开展深入的探究。三、研究内容与方法本研究拟从以下几个方面开展研究：1.煤岩的物理力学特性研究：主要考察煤岩的硬度、压缩性、自然裂纹等力学特性，为刨刀设计提供基础数据。2.刨刀切削特性研究：根据不同的煤岩硬度和切削角度，研究刨刀的切削力、切削能量、切削温度等特性，并对比分析不同刨刀设计的切削性能。3.刨刀结构优化设计：根据前两项研究的结果，优化刨刀的结构设计，以提高刨削效率和安全性。本研究主要采用实验研究和数值模拟相结合的方法，结合实际刨煤机的使用情况，对刨刀的切削性能和结构设计进行优化。四、研究预期结果1.研究煤岩的物理力学特性并建立相应的模型，为刨刀的优化设计提供基础数据。2.研究刨刀的切削特性，探究刨刀切削力、切削能量、切削温度等特性，为优化设计提供参考。3.通过优化刨刀结构设计，提高切削效率和安全性，为刨煤机的使用和维护提供实际指导。五、研究进度安排本研究预计将于2021年9月开始，1-2月完成煤岩物理力学特性研究及建模，3-4月进行刨刀的切削特性研究，5-6月进行刨刀结构优化设计，7-8月进行实验验证和数据分析，9-10月进行论文撰写和结题。六、参考文献[1]BilginHA,OnarganT,ErtuncHM.AnumericalandexperimentalanalysisoncuttingforceinmillingofAl/Al2O3nanocomposites[J].TheInternationalJournalofAdvancedManufacturingTechnology,2010,51(5):613-621.[2]CucchiaraM,DesogusG,EixarchE,etal.Modelingandsimulationofcuttingprocesses:Frommacro-tonano-scale[J].CIRPAnnals,2013,62(2):715-736.[3]郑德利,潘永根,张云.新型煤岩刨刀结构设计及试验研究[J].煤炭学报,2014,39(7):1320-1327.[4]ZhangQ,LiX,FuX.Studyontheoptimizationofpickspacingbasedonthe