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第２９卷 第５期中 国 机 械 工 程 Vol． ２９ No． ５ ２０１８年３月CHINA MECHANICAL ENGINEERINGpp． ５９１-５９６ 基于遗传算法的采煤机螺旋滚筒多目标优化设计 赵丽娟 范佳艺 辽宁工程技术大学机械工程学院, 阜新,１２３０００ 摘要 为实现采煤机螺旋滚筒截煤和装煤时综合性能最优, 基于虚拟样机技术和离散元理论, 得到 了滚筒各截割性能指标与装煤率随不同结构及运动参数的变化规律, 依据机械优化设计理论建立了各 性能指标的评价函数.选取螺旋升角、 截线距、 转速和牵引速度为设计变量, 建立了以不同性能指标为 分目标的多目标优化模型, 利用遗传算法求解得到了最优的结构参数和运动参数.结果表明, 利用遗传 算法优化后滚筒的最大切削面积增大２４７ mm２, 截割比能耗减小０． ０１４ kWh/m３, 截割功率减小 １０． ８ kW, 截割阻力减小７ ０８５ kN, 装煤率提高１． ７％, 有效地提升了滚筒的综合性能.研究结果为滚筒 结构参数和运动参数的选取提供了数据支撑, 具有一定的工程应用价值. 关键词 采煤机; 螺旋滚筒; 综合性能; 多目标优化; 遗传算法 中图分类号TD４２１ DOI１０． ３９６９/j． issn． １００４ - １３２X． ２０１８． ０５． ０１４ 开放科学 资源服务 标识码OSID Shearer s Helical Drum Multi-objective Optimization Design Based on GA ZHAO Lijuan FAN Jiayi College of Mechanical Engineering,Liaoning Technical University,Fuxin,Liaoning,１２３０００ AbstractIn order to realize shearer s helical drum optimal comprehensive perances of cutting and loading,the changing of cutting perance inds and the loading rate changed with the struc- ture and motion parameters were obtained based on the virtual prototype technology and the theory of discrete element． On the basis of mechanical optimization design theory,the perance inds of e- valuation function were established． Helix angle,cutting line spacing,speed and traction speed were selected as design variables,multi-objective optimization model with different perance inds were established,the optimal structure parameters and motion parameters were obtained by GA． The results show that the biggest drum cutting area increases ２４７ mm２,specific energy consumption re- duces ０． ０１４ kWh/m３,cutting power reduces １０． ８ kW,cutting resistance decreases ７０８５ kN and the loading rate improves １． ７ ％,it enhances the comprehensive perance of drum effectively． The re- search provides the data support of the structure and motion parameters selection,it has certain engi- neering application values． Key wordsshearer;helical drum;comprehensive perance;multi-objective optimization; ge- netic algorithmGA 收稿日期２０１７ ０２１３ 基金项目 国家自然科学基金资助项目５１３０４１０５,５１６７４１３４ ０ 引言 螺旋滚筒作为采煤机截煤和装煤的主要工作 机构, 其设计是否合理直接影响采煤机的工作性 能.近年来, 国内外学者在滚筒设计及其性能方面 开展了诸多研究.HEKIMOGLU[ １]研究了叶片参 数对截割阻力的影响, 获得使滚筒截割性能达到最 佳的螺旋升角;BILGIN等[ ２]对 ２２种不同抗压强度 的煤岩试样进行了大量切削实验, 获得的截割比能 耗及截齿受力数值与理论数值相吻合; 刘送永等[ ３] 对煤岩截割试验台上的４种排列方式的滚筒进行 截割实验, 研究发现截齿排列方式对载荷及块煤率 有影响; 陈晓飞等[ ４]以截割比能耗和载荷波动系数 等性能指标为目标对采煤机的滚筒参数进行优化, 结果显示优化后采煤机的截割性能有所提高; 马正 兰等[ ５]对不同煤层的滚筒运动参数进行优化, 使块 煤率得以提高.上述研究仅对滚筒截割性能指标 进行研究, 没有考虑滚筒对装煤性能的影响, 滚筒 兼具截煤和装煤两大主要任务, 综合考虑才能使采 煤机滚筒的性能达到最优. １ 多目标优化设计理论 线性加权和法是处理多目标优化问题常用的 一种方法, 即将目标函数组合成一综合目标函数, 其一般表达如下[ ６] 根据多目标优化问题中各个 目标函数f １x ,f２x , ,flx重要程度, 对 应地选择一组权系数W１,W２, ,Wl, 并有 １９５ 万方数据 ∑ l i＝１ Wi＝ １ Wi≥ ０ Wi＝ １/f ∗ i f ∗ i＝ min x∈D fix １ 用fix 与Wii ＝１ ,２, ,l 的线性组合构成一 个评价函数 Fx＝∑ l i＝１ Wifix ２ 即将多目标优化问题转化为如下等价求解问题 min x∈D Fx＝ min x∈D ∑ l i＝１ Wifix ３ 式３ 的解即为该多目标优化评价函数的最优解. ２ 基于离散元的采煤机装煤性能仿真 ２． １ 采煤机装煤效果仿真参数的设置 为获得装煤过程仿真所需的煤壁参数, 对煤 炭试样进行测试, 煤的物理力学性质指标如表１ 所示. 表１ 煤的物理力学性质指标 Tab． １ The physical and mechanical property indexs of coal 真密度 kg /m３ 天然视密 度 kg /m３ 抗拉强度 MPa 抗压强度 MPa 弹性模量 MPa 坚固性 系数 １ ３３２１ ３０９１． ０８１７． ７１４ ３８８２． ０ 根据采煤机破煤理论, 仿真选择Hertz-M接 触模型[ ７], 在颗粒工厂参数设置模块中, 定义颗粒 形状和尺寸, 在EDEM中调用滚筒的材料参数, 设置 滚筒与煤壁 的接触参数 和煤壁的材 料参 数[ ８].在几何参数模块中设置煤壁的几何参数与 形状[ ９], 定义重力方向与采煤机刚柔耦合模型保 持一致, 仿真保存时间间隔为０． １ s.建立的煤壁 颗粒工厂如图１所示. 图１ 煤壁颗粒工厂 Fig． １ Plant of coal particle ２． ２ 采煤机装煤效果仿真模型的建立及仿真 采用IGES格式建立采煤机截割部模型, 并 导入EDEM中[ １０], 得到的抛射装煤仿真模型如 图２所示. 在煤炭坚固性系数f为２． ０, 截深为８００ mm, 滚筒转速为５８ r/min, 牵引速度为８ m/min的全 图２ 采煤机抛射装煤仿真模型 Fig． ２ Shearers simulation model with ejection 煤工况下, 进行挤压和抛射两种装煤方式的仿真, 得到两种装煤方式下的仿真状态, 如图３所示. a 挤压装煤仿真 b 抛射装煤仿真 图３ 两种装煤方式的装煤效果仿真 Fig． ３ Two types of coal-loading effect simulation 统计两种方式下的装煤率, 其装煤效果如表 ２所示.由表２可知, 在该工况下抛射方式装煤 率为６３． ７７％, 高于挤压装煤的装煤率, 抛射装煤 效果好于挤压装煤, 选取抛射装煤进行装煤性能 研究. 表２ 挤压和抛射装煤的装煤效果 Tab． ２ Coal-loading capability with extrusion and ejection 装煤方式装煤颗粒数未成功装煤颗粒数装煤率％ 挤压装煤 ５ ９４９７ １６８４５． ３５ 抛射装煤 １０ ０３８５ ７０３６３． ７７ ３ 螺旋滚筒综合性能研究 滚筒截煤时要在保证采煤机生产率的前提 下, 尽量降低截割比能耗并减小截割阻力[ １１], 以 保证采煤机工作的稳定性和关键零件的可靠性; 滚筒装煤时要保证将截落下的煤及时装到运输机 上, 以避免煤的堆积而增大采煤机截割阻力, 影响 采煤机的截割进程. ２９５ 中国机械工程 第２９卷 第５期２０１８年３月上半月 万方数据 ３． １ 螺旋滚筒截割性能的研究 在 滚 筒 截 线 距t为６７ mm、转 速n为 ５８ r/min、 牵引速度vq为８ m/min时分别选取螺 旋升角α为８ 、１０ 、１３ 、１５ 和１８ ; 在滚筒螺旋升 角为１３ 、 转速为５８ r/min、 牵引速度为８ m/min 时 分 别 选 取 截 线 距５７ mm、６２ mm、６７ mm、 ７０ mm和７２ mm; 在滚筒螺旋升角为１３ 、 截线距 为６７ mm、 牵引速度为８ m/min时分别选取转速 ４７ r/min、５３ r/min、５８ r/min、６３ r/min和６８ r/min; 在滚筒螺旋升角为１３ 、 截线距为６７ mm、 转速为 ５８ r/min时 分 别 选 取 牵 引 速 度６ m/min、 ７ m/min、８ m/min、９ m/min和１０ m/min.选定 每组参数后通过采煤机滚筒辅助设计软件分别获 得各截割性能指标[ １２], 如表 ３所示. 表３ 不同参数下的各截割性能指标 Tab． ３ Different parameters of the cutting perance inds 参数 螺旋升角α t＝６７ mm,n＝５８ r/min,vq＝８ m/min截线距tmm α＝１３ ,n＝５８ r/min,vq＝８ m/min ８１０１３１５１８５７６２６７７０７２ 最大切削面积 mm２ ２７ ４０６２８ ６９８２７ ８０２２７ ００７２５ ５１５２５ ５３９２８ ３１６２７ ８０２２７ ９７９２８ １３６ 截割比能耗 kWh/m３ ０． ７５４０． ７５２０． ７５８０． ７６００． ７５９０． ７５９０． ７６００． ７５８０． ７５１０． ７５０ 截割功率kW ４２７． ５４２１． ８４２３． ４４２６． ８４２９． ３４２７． １４２５． ８４２３． ４４２２． ２４２１． ９ 截割阻力kN １２２ ０２６１２１ ７４２１２２ ３６０１２２ ６１７１２２ ０９３１２２ ９８５１２３ １６２１２２ ３６０１２１ ６８２１２１ ５６３ 参数 转速nr/min α＝１３ ,t＝６７ mm,vq＝８ m/min牵引速度vqm/min α＝１３ ,t＝６７ mm,n＝５８ r/min ４７５３５８６３６８６７８９１０ 最大切削面积 mm２ ３９ ６５１３１ ６９２２７ ８０２２４ ３３５２０ ０９６１２ ９３１１６ ４１９２７ ８０２２２ ６０２２８ ３３９ 截割比能耗 kWh/m３ ０． ６３５０． ６８００． ７５８０． ７５３０． ７９９０． ８９３０． ８５８０． ７５８０． ７５６０． ７３９ 截割功率kW ４２６． ７４４９． ２４２３． ４４８８． ３５０３． ６３８８． ２３９５． ０４２３． ４４２０． ６４２９． ５ 截割阻力kN １４１ ０１６１３３ ７２６１２２ ３６０１２１ ４１１１１８ ７５７１１８ １４７１１９ ３８５１２２ ３６０１２４ ０１６１２５ ５３７ 由表３可知, 螺旋升角由８ 逐渐增大到１８ 时, 最大切削面积随之先增大后逐渐减小, 这是因 为螺旋升角较小时, 截齿相对位置、 截割时间和截 割顺序的改变导致切削面积增大, 当螺旋叶片升角 增大时, 相邻截线上的两截齿在圆周方向距离变 小, 从而导致上下崩落线变短, 切削面积减小.随 着截线距的增大, 切削面积呈增大趋势, 这是由于 截线距的增大会导致上下崩落线长度的差值逐渐 增大, 进而切削面积增大.滚筒转速从４７ r/min到 ６８ r/min变化时, 滚筒转速越大, 其最大切削面积 越小, 这是因为随着转速的增大, 截齿在对相同大 小煤岩体截割过程中, 截齿与煤壁的接触次数增 多, 导致切削面积随之减小.牵引速度由６ m/min 增大到１０ m/min, 切削面积先增大再减小, 这是 由于牵引速度太小时, 存在的单边摩擦现象会造 成截齿磨损, 影响截齿截割, 导致切削面积较小; 随着牵引速度的增大, 单位时间内参与截割的截 齿切削厚度增大, 切削面积相应增大; 当牵引速度 过大会因截齿过载而影响截割, 切削面积减小. 当螺旋滚筒其他结构参数和运动参数一定 时, 螺旋升角增大, 截割比能耗先减小后增大, 这 是因为螺旋升角的增大使切削面积先增大后减 小, 使截割比能耗发生先减小后增大的变化.截 线距较小时截割比能耗相对较大, 这是因为当截 线距较小时, 截得的煤块过于细碎, 导致煤粉量过 多、 截割比能耗增加; 而当截线距增大时, 会获得 较大的切削厚度, 降低了截割比能耗.转速的改 变只带来了截割比能耗小幅度的波动.牵引速度 由６ m/min增大到１０ m/min, 截割比能耗随之降 低, 因为牵引速度的提高增大了切削面积, 进而降 低了截割比能耗. 截割功率随螺旋升角的增大先降低后逐渐升 高, 这是因为当螺旋升角较小时, 截落煤块较大, 截割比能耗较高, 截割功率低; 而螺旋升角增大 时, 由于截得的煤块较细碎会降低截割比能耗, 导 致电机功率增大.随着截线距的变化, 截割功率 的变化较平缓, 这是由于在滚筒转速及牵引速度 相同的条件下, 单位时间内参与截割的截齿总数 及截割厚度并没有发生变化[ １３], 使得截割功率变 化不大.转速增加, 截割电机功率呈增大趋势, 这 主要是由于转速的提高, 使单位时间内参与截割 的截齿总数增多, 增大了截割功率.牵引速度的 增加会增大截齿在单位时间内的截割厚度, 进而 提高截割电机功率. 截割阻力随螺旋升角的增大呈先减小后增大 再减小的不规则变化, 这主要是由于螺旋升角的 变化引起截齿相对位置、 截齿的截割顺序与截割 时间变化, 导致大块煤崩落随机而使截割阻力不 规律变化.截线距由５７ mm向７２ mm逐渐增 大, 截割阻力在截线距６２ mm时达到最大值, 而 ３９５ 基于遗传算法的采煤机螺旋滚筒多目标优化设计 赵丽娟 范佳艺 万方数据 后逐渐减小, 这是因为截线距的增大会使截割阻力 因切削面积的增大而增大, 当截线距持续增大时会 使煤壁截割不充分导致截割阻力减小.滚筒转速 越大, 其受到的截割阻力越小, 这是因为随着转速 的增大, 同一截线相邻截齿截割时间间隔变短, 单 齿切削量变小, 减小了截割阻力.截割阻力随牵引 速度的增加而增大, 是由于牵引速度的增加会增大 截齿在单位时间内的截割厚度, 使截割阻力增大. ３． ２ 螺旋滚筒装煤性能的研究 滚筒的螺旋叶片是决定采煤机装煤效果的重 要部分, 其中的螺旋升角及截线距对采煤机的装 煤效果有着重要影响[ １４].滚筒的转速和牵引速 度会影响颗粒的运动速度及运动轨迹, 进而影响 采煤机的装煤效果.在滚筒其他参数不变的条件 下, 分别改变截线距、 螺旋升角、 转速和牵引速度, 应用EDEM仿真采煤机在抛射截煤状态下的装 煤效果, 得到的仿真数据如表４所示. 表４ 不同参数下的装煤率统计数据 Tab． ４ Different parameters of coal-loading rate statistics 螺旋升角α截线距tmm ８１０１３１５１８５７６２６７７０７２ 装煤率 ％ ６０． ７９ ６０． ９６ ６３． ７７ ６５． ７８ ６６． ７４ ６４． ６７ ６５． ４６ ６３． ７７ ６３． ０７ ６２． ０３ 转速nr/min牵引速度vqm/min ４７５３５８６３６８６７８９１０ 装煤率 ％ ６３． ２５ ６３． ７１ ６３． ７７ ６３． ３７ ６２． ９８ ６８． ５７ ６５． ２４ ６３． ７７ ６２． ９８ ６１． ５８ 由表４可知, 当螺旋滚筒其他结构参数和运动 参数一定时, 装煤率随着螺旋升角的增大而升高, 这是因为随着螺旋升角增大, 螺旋叶片给予煤颗粒 的装煤 空 间 随 之 增 大.在 截 线 距 从５７ mm到 ７２ mm的增大过程中, 装煤率由低到高再降低, 这 是因为截线距较小时, 先截出的截槽会影响相邻截 齿的截割; 而截线距过大时, 因镐型截齿不能对煤 壁充分截割而使煤壁产生较宽煤脊, 因此截线距过 小或过大都会影响装煤率.滚筒转速从４７ r/min 到６８ r/min变化时, 装煤率先升高后逐渐降低, 这是因为滚筒转速增加使从煤壁截割下的煤颗粒 在滚筒轴向及牵引速度方向上的速度增大, 颗粒 在螺旋叶片推挤作用下流向工作面的能力提高, 被甩向滚筒后方的能力降低; 而当滚筒转速持续 增大时, 会导致落煤所受离心力增大, 使煤沿滚筒 周向被抛出工作面的能力增强, 降低了装煤率. 牵引速度由６ m/min增大到１０ m/min, 装煤率随 牵引速度的增大呈非线性递减, 且变化趋势逐渐 缓慢, 这是由于随着牵引速度的增大, 从煤壁上截 割下的煤炭颗粒在牵引速度方向上的速度增大, 煤颗粒的轴向运动速度减小, 导致颗粒在螺旋叶 片推挤作用下流向工作面的能力减弱, 而向滚筒 后方运动的能力加强, 导致滚筒装煤率逐渐降低. ３． ３ 性能指标评价模型 由表３、 表４的统计数据, 根据式１式３ 可分别得到最大切削面积、 截割比能耗、 截割功 率、 截割阻力和装煤率的评价模型. 最大切削面积s的评价模型为 sx＝ －１２． ８５０ ９x ２ α＋ ２８０． ９８４ ７xα－ ５． ５８９ ６x ２ t＋ ７５２． ４７４ １xt＋ ５． ２２０ ４x ２ n－ ８８８． ６８８ ９xn－ １９０． ８８１ ０x ２ vq＋ ３８７２． ０１８ ０xvq＋ １５ ３４３． ６１１ ８ ４ 截割比能耗H w的评价模型为 Hwx＝ －１． ３３５ １０－５x ２ α＋ ５． ３６０ ８ １０－４xα－ ２． ３２８ ９ １０－５x ２ t＋ ０． ００２ ８xt－ ３． ５７６ ５ １０－５x ２ n＋ ０． ００５ ８xn＋ ０． ００２ ５x ２ vq－ ０． ０４９ ９xvq＋ ０． ６９３ ３ ５ 截割功率N的评价模型为 Nx＝ ０． ０４７ ５x ２ α－ １． １３７ ５xα－ ４． ８３２ ８ １０－４x２t－ ０． ０３１ ９xt＋ ０． ０５３ ６x ２ n－ ５． ２１１ ９xn－ ０． ４４８ ４x ２ vq＋ ９． ６８８ ９xvq＋ ４９８． １２０ ２ ６ 截割阻力P z的评价模型为 Pzx＝ －３． ３００ １x ２ α＋ ９５． ６０２ １xα－ ２． ４４５ ０x ２ t＋ ２８７． ６８６ １xt＋ １０． ７０９ ７x ２ n－ １ ５０３． ４１７ ９xn－ １３． ２１７ ７x ２ vq＋ ６８８． ５２８ １xvq＋ １５２ ０３９． ８６９ ９ ７ 装煤率Q的评价模型为 Qx＝ －０． ００１ ４x ２ α＋ ０． ２０５ ５xα－ ０． ００６ ２x ２ t＋ ０． ７５９ １xt－ ０． ００１ ４x ２ n＋ ０． １５３ ２xn＋ ０． ０８３ ９x ２ vq－ １． ７６２ ０xvq＋ ４５． ５３６ １ ８ 式中,xα为螺旋升角, ;xt为截线距,mm;xn为滚筒转 速,r/min; xvq为牵引速度,m/min. ４ 基于遗传算法的多目标优化设计 ４． １ 设计变量与约束条件的建立 根据上文分析, 选取螺旋升角α、 截线距t、 滚 筒转速n和牵引速度v q 为设计变量 X＝α,t,n,vq T ９ 螺旋升角α、 截线距t、 滚筒转速n和牵引速 度v q 的约束条件为[ １４] ８ ≤α ≤ ２２ ２０ mm ≤t≤ ８０ mm ４０ r/min ≤n≤ ８０ r/min ５ m/min ≤vq≤ １２ m/min １０ ４． ２ 多目标优化评价函数的建立 为衡量采煤机滚筒综合性能, 选取最大切削 面积、 截割比能耗、 截割功率、 截割阻力和装煤率 相结合的综合性能指标为目标函数.以线性加权 和法构造得到目标优化模型的总目标函数如下 minFx＝K１－sx ＋K２Hwx＋K３Nx＋ K４Pzx＋K５－Qx １１ ４９５ 中国机械工程 第２９卷 第５期２０１８年３月上半月 万方数据 式中,K １、K２、K３、K４、K５ 分别为最大切削面积、 截割比 能耗、 截割功率、 截割阻力和装煤率的权重系数. 根据该新型薄煤层采煤机的特殊结构和企业 生产要求, 确定最大切削面积、 截割比能耗、 截割 功率、 截割阻力和装煤率的权系数各为０． ２[ １５]. 根据式４式８ , 构造采煤机综合性能与 螺旋升角α、 截线距t、 滚筒转速n和牵引速度v q 的多目标优化评价函数为 minFx＝ １． ９１９ ９x ２ α－ ３７． ３４４ ７xα＋ ０． ６３０ １x ２ t－ ９３． １１５ ２xt＋ １． １０８ ９x ２ n－ １２４． ０１７ ７xn＋ ３５． ４２６ ７x ２ vq－ ６３４． ４１７ ８xvq＋ ２７ ４２９． ９０７ １ １２ ４． ３ 多目标优化设计 MATLAB提供了先进的遗传算法直接搜索 工具箱GADST, 其流程如图４所示. 图４ GADST组织结构及各函数之间的关系 Fig． ４ The relationship between the GADST organization structure and the function 应用GADST求解优化问题, 设定种群大小 为１００, 精英数目为１０, 交叉后代比例为０． ７５, 最 大进化数为１５０, 停止迭代数为１５０, 适应度函数 值偏差默认为１ １０－６, 应用绘图函数绘制适应 度函数值和最优个体.当遗传算法停止退出、 种 群进化完毕后, 得到种群平均适应度函数值、 最优 个体适应度函数值变化曲线和最优个体, 如图５ 所示.由图５可知, 随着种群代数的不断增加, 最 优个体的适应度函数值不断减小并逐渐收敛趋于 稳定, 最终得 到 的 最 优 个 体 为 α,t,n,vq＝ １２． ０６９,７０． ８０３,５６． １２８,８． ９５６ 对最优个体圆整后, 优化前后的设计变量和目 标函数如表５、 表６所示, 对比表５、 表６中优化前 a b 最优个体 图５ 适应度函数值变化曲线和最优个体 Fig． ５ Value change curve and the best individual of fitness function 后的各项数据可知, 遗传算法优化后, 螺旋升角和 滚筒转速都有所减小, 截线距和牵引速度均有所增 大, 且最大切削面积增大２４７ mm２, 截割比能耗降 低０． ０１４ kWh/m３, 截割功率下降１０． ８ kW, 截割 阻力减小７ ０８５ kN, 装煤率提高了１． ７％, 改善了滚 筒的综合性能, 使采煤机整机性能得到优化. 表５ 优化前后设计变量 Tab． ５ Optimization design variables of before and after 螺旋升角 α 截线距 tmm 滚筒转速 nr/min 牵引速度 vqm/min 优化前 １３． ００６７． ００５８． ００８． ００ 优化后 １２． ００７１． ００５６． １３８． ９６ 表６ 优化前后目标函数 Tab． ６ Objective function of before and after 切削面积 mm２ 截割比能耗 kWh/m３ 截割功率 kW 截割阻力 kN 装煤率 ％ 优化前 ２７ ８０２０． ７５８４２３． ４１２２ ３６０６３． ７７ 优化后 ２８ ０４９０． ７４４４１２． ６１１５ ２７５６５． ４７ 优化量 ２４７－０． ０１４－１０． ８－７ ０８５１． ７ ５ 结论 １ 通过离散单元仿真发现, 该型号采煤机在 该工况下挤压装煤率为４５． ３５％, 抛射装煤率为 ６３． ７７％, 抛射装煤效果好于挤压装煤效果. ２ 分析滚筒的各项性能指标随其结构及运 动参数的变化规律, 发现滚筒的最大切削面积、 截 割比能耗、 截割功率、 截割阻力和装煤率均受到滚 筒截线距、 螺旋升角、 滚筒转速和牵引速度的明显 影响. ３ 遗传算法优化后滚筒的最大切削面积增大 了２４７ mm２, 截割比能耗降低了０． ０１４ kWh/m３, ５９５ 基于遗传算法的采煤机螺旋滚筒多目标优化设计 赵丽娟 范佳艺 万方数据 截割功率下降１０． ８ kW, 截割阻力减小７ ０８５ kN, 装 煤率提高了１． ７％, 滚筒的综合性能得到明显提升. 将遗传算法与虚拟样机技术相结合, 为机械设备的 优化设计节省了时间, 缩短了生产周期. 参考文献 [１] HEKIMOGLU O L．Effect of Angle of Wrap on Cutting Perance of Drum Shearers and Contin- uous Miners[J]． 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