论文关键词：截齿模态分析 有限元法 动态设计

　　论文摘要：采煤机截齿截割煤体时，截齿承受随时间而变化的动载荷。为了掌握采煤机截齿工作时应力、位移的分布情况，避免共振现象的发生，对它进行模态分析和动态设计具有重要意义。所述模态分析和动态设计的内容和步骤，可为采煤机截齿的设计提供理论依据。

    1引言

　　采煤机截齿是直接破碎煤体的刀具。它在工作中经常受到强烈的冲击和磨损，更换截齿的工作也很频繁，它消耗量的大小直接关系到采煤成本的高低，因此，设计出结构合理、选材正确的截齿具有重要意义。

　　2采煤机截齿的截煤原理和外载荷

 　 通过讨论采煤机截齿的截煤原理，正确确定截齿所承受的外载荷，为截齿的动态设计及优化配置做好准备。

 　 综合截齿截煤过程可以看出，采煤机截齿在正常工作时的受力是相当复杂的，截齿的截煤过程是“密实核”的形成、发育、收缩、再发育、再收缩直到消失的过程。同时，截齿所承受的截割阻力、推进阻力和侧向力也随之变化，即截齿将承受随时间变化的动载荷。

 　 采煤机截齿外载荷的特性与截齿的几何参数有一定的关系。当截角较大时，刀具前面对煤体的力朝向煤体内部，煤因受到强烈的挤压而形成“密实核”，这时截割阻力较大，推荐值为55—65。；前角因与截角互为余角，所以前角的影响正好与截角相反；当后角小于5。时，截割阻力和牵引阻力要显著增大，推荐值为6—12。。

 　 截齿在滚筒圆周表面上的排列方式也直接影响着截齿外载荷的特性。为了减小外载荷的波动，提高机器运转的平稳性，截齿排列应遵守以下基本原则：端盘截齿应倾斜安装；端盘截齿所截出的截缝宽度不宜过大，以免增加截齿载荷，一般取80—120rlln3为宜；截齿应均匀地分布在滚筒的圆周上，使同时截入的截齿数基本保持不变，以保持采煤机工作的稳定性；截线距的大小是根据煤质硬度决定的，在中硬煤质里，截线距以40—60rlln3为宜，截线距过大，会造成单齿负荷增加，影响采煤机的工作稳定性；在螺旋叶片上的截齿，一般按0。安装，既不倾斜于煤壁，也不倾斜于采空区，这样可以充分发挥截齿的截割作用，减少侧向力。

    3模态分析在采煤机截齿动态设计应用中的方法

    以模态分析为基础的结构动态设计是近年来振动工程界开展的最广泛的研究领域之一。模态分析在采煤机截齿动态设计应用中的方法主要有以下几方面：