基于DEM-MBD的刮板输送机直角转弯中部槽输运-磨损特征

摘要

转弯中部槽作为直角转弯刮板输送机实现煤炭转弯输送的关键部件，其磨损特征直接关系到设备可靠性和使用寿命。针对煤散料转弯输运规律及转弯中部槽的磨损特征，基于多体动力学与离散元法，建立了直角转弯中部槽输运-磨损特征DEM-MBD耦合仿真模型，分析了转弯中部槽转弯前、中、后3个位置处煤散料的堆积形貌和分布特征，探究了转弯中部槽严重磨损区域分布及其磨损机理，研究了煤散料输运速度和给料速率对直角转弯中部槽的磨损影响。结果表明:煤散料在转弯前段形成偏向煤壁侧明显的堆顶，在转弯段呈现“内侧高、外侧低”的非对称分布，外侧速度显著高于内侧，在转弯后段煤散料呈现均匀的类抛物线堆积轮廓;刮板链进入转弯段内侧区域与退出转弯段外侧区域为压强集中区域，且为严重磨损区域，链速提高与给料速率增加均会造成转弯中部槽磨损加剧;在固定给料速率条件下，转弯中部槽平均磨损深度与链速二次方呈正相关关系，在固定给料速率70 kg/s条件下，当输运速度从0.8 m/s提升至1.0 m/s时，转弯中部槽平均磨损深度增幅(55.20%)与磨损深度理论增幅(56.25%)高度吻合。研究可为高强度直角转弯刮板输送机设计提供参考，为转弯中部槽结构优化、局部耐磨强化提供理论依据，促进直角转弯刮板输送机在极薄煤层综采工作面的推广应用。

关键词

极薄煤层 / 转弯中部槽 / 离散元法 / 输运特征 / 磨损特征