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作者：王宏伟;郭军军;梁威;耿毅德;陶磊;李进;
单位：太原理工大学山西省煤矿智能装备工程研究中心;山西焦煤集团有限责任公司博士后工作站;太原理工大学机械与运载工程学院;
摘要：在实际生产中，截割破碎过程是多作用耦合的结果，离散元法（DEM）与多体动力学（MBD）双向耦合技术可实现煤机设备与煤壁的信息交互，符合实际生产情况，具有较大的优越性。为提高采煤机滚筒的工作性能，基于DEM-MBD双向耦合机理，结合力学性能试验和模拟试验得到实际工况参数，采用仿真软件EDEM和RecurDyn建立了采煤机滚筒截割煤壁的双向耦合模型，对仿真过程中滚筒所受的转矩和截割力进行分析，证明耦合效果和截割效果较好。设计了单因素试验和正交试验，分析了滚筒运行参数对工作性能的影响规律，并利用SPSS软件得到滚筒转速、截割深度、牵引速度对截割比能耗、装煤率、载荷波动系数的影响程度，通过现场试验验证了模型的可行性。构建了以滚筒转速、截割深度、牵引速度为决策变量，以截割比能耗、装煤率和载荷波动系数为目标的多目标优化模型，利用改进多目标灰狼（MOGWO）算法和优劣解距离法（TOPSIS）对模型进行求解，得出当滚筒转速为31.12 r/min、截割深度为639.4 mm、牵引速度为5.58 m/min时，采煤机滚筒的工作性能最优，此时截割比能耗为0.467 7 kW·h/m~3，装煤率为43.01%，载荷波动系数为0.327 8。
关键词：采煤机滚筒;双向耦合机理;离散元法;多体动力学;多目标优化;改进多目标灰狼优化算法;优劣解距离法
基金资助：山西省揭榜招标项目（20201101005）; 山西省基础研究计划资助项目（202203021222082）
