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本文围绕采煤机试切滚筒煤岩识别的研究背景,将采煤机试切滚筒作为研究对象,为解决煤岩识别效率低下及被动式煤岩识别方法的问题,基于相似理论提出了试切滚筒进行煤岩界面识别的方法,通过理论分析及数值模拟相结合的方式,对单片式试切滚筒、螺旋式试切滚筒截割不同岩石含量煤岩壁时产生的截割力进行了详细研究。以MG300/700-QWD型号采煤机为基础,根据相似理论建立了直径为300mm、450mm、600mm、750mm和900mm的试切滚筒,且通过SOLIKWORKS建立了单片式和螺旋式试切滚筒三维模型,后联合Hypermesh、LS-Prepost以及LS-DYNA软件进行了试切滚筒的有限元分析。通过单截齿截割不同截深煤和石灰岩得到的截割力与Evans理论模型、Roxborough理论模型、Goktan理论模型、高魁东模型以及李雪峰模型计算结果进行对,发现与Evans理论模型结果相似,进一步分析单片式试切滚筒截割力发现,当滚筒直径固定时,单片式试切滚筒均值截割力和峰值截割力随滚筒直径增大呈线性增长,当岩石含量固定时,单片式试切滚筒均值截割力随滚筒直径增加呈指数增长,而峰值截割力随滚筒直径增加呈线性增长。而螺旋式试切滚筒与单片式试切滚筒截割力增长规律存在一定差距,当滚筒直径固定时,螺旋式试切滚筒均值截割力和峰值截割力随滚筒直径增大呈线性增长,当岩石含量固定时,螺旋式试切滚筒均值截割力和峰值截割力随滚筒直径增加呈指数增长。单片式试切滚筒和螺旋式试切滚筒在均值截割力和峰值截割力上的最小差距是直径为300mm试切滚筒截割岩石含量10%煤壁时产生的截割力之差,分别为0.1kN和0.77kN,最大差距为直径为900mm试切滚筒截割岩石含量50%煤壁时产生的截割力之差,分别为3.73kN 和 20.81kN。试切滚筒截割截割力的变异系数在直径为750mm时,随岩石含量增加呈现单调下降趋势,且所有变异系数中最小值为直径900mm单片式试切滚筒截割岩石含量为30%煤壁时得到的截割力信号,其值为0.333;变异系数最大值为直径600mm螺旋式试切滚筒截割岩石含量为10%煤壁时得到的截割力信号,其值为0.9,变异系数值越大说明其截割力相对波动程度越大,反之相反,后通过截割信号的EMD分解,得到的趋势项中变异系数小的信号其趋势项更稳定,刚好验证变异系数越小信号越稳定的结论。