掘進(jìn)機(jī)截割頭動(dòng)力學(xué)分析與優(yōu)化技術(shù)研究.pdf

1、截割頭是掘進(jìn)機(jī)上重要的部件，在工作過程中，截割頭直接作用于煤巖，其性能影響著整個(gè)掘進(jìn)的效率。截齒按照一定的空間位置及角度分布在截割頭頭體上，通過與煤巖體的作用力來完成煤巖的破碎，從而實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)工作。在掘進(jìn)作業(yè)過程中，截割頭的結(jié)構(gòu)參數(shù)、工況參數(shù)以及煤巖特性都對(duì)機(jī)器性能有重要的影響，合理的截割頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、適應(yīng)的煤巖條件和截割工況參數(shù)選擇都能大大提高掘進(jìn)效率。
　　基于參數(shù)化思想研究了截割頭參數(shù)化設(shè)計(jì)與建模技術(shù)，根據(jù)設(shè)計(jì)需要確定了截割頭的

2、外形，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了截割頭頭體的參數(shù)化建模;對(duì)初步的截齒數(shù)量的確定進(jìn)行了計(jì)算，根據(jù)煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建立了截齒和齒座的參數(shù)化實(shí)體模型;對(duì)截齒排布的定位和安裝角度進(jìn)行了研究，實(shí)現(xiàn)了截齒的參數(shù)化排布，進(jìn)而完成了整個(gè)截割頭實(shí)體模型的建立;針對(duì)截齒排布中存在的干涉問題，開發(fā)了截割頭截齒調(diào)整的功能。
　　對(duì)掘進(jìn)機(jī)截割頭動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究，在ANSYS軟件中建立了截割頭截割煤巖的有限元模型，并基于ANSYS/LS-DYNA仿真分析程序?qū)ζ浣馗钸^程進(jìn)

3、行了動(dòng)態(tài)仿真分析，獲得了截割頭截割過程中截齒和整個(gè)截割頭的受力時(shí)間歷程曲線。
　　借助動(dòng)力學(xué)仿真分析對(duì)影響掘進(jìn)機(jī)截割頭性能的煤巖特性、截割頭結(jié)構(gòu)參數(shù)、截割工況參數(shù)等關(guān)鍵因素進(jìn)行了研究。得到了截齒以及截割頭載荷隨煤巖普氏硬度的變化趨勢(shì);比較了等升角和不等升角螺旋線以及不同螺旋頭數(shù)對(duì)截割載荷的影響;分析了截齒安裝打擊角和轉(zhuǎn)角對(duì)截割頭載荷的影響規(guī)律;最后，研究了不同截割頭轉(zhuǎn)速以及橫擺速度下截割頭受力情況，得到較為合理的截割頭工況參數(shù)。<