掘進機截割頭運動參數(shù)及截齒布置參數(shù)對其截割性能影響研究.pdf

1、截割頭是懸臂式縱軸掘進機的的核心部件，其功能主要是用來破碎煤。截割頭工作性能的優(yōu)劣，直接影響著掘進機的工作效率、可靠性、煤炭的經(jīng)濟效益以及截割現(xiàn)場的粉塵濃度高低。鑒于此，依照截割頭結(jié)構(gòu)參數(shù)和實際生產(chǎn)工況建立掘進機截割頭截割煤壁的仿真模型，來研究截割頭結(jié)構(gòu)參數(shù)和運動參數(shù)對其截割性能的影響，在優(yōu)化截割頭結(jié)構(gòu)設(shè)計、改善截割頭截割性能方面具有重要意義，同時為掘進機實際截割操作提供指導(dǎo)。
　　本課題主要進行了四部分研究。第一部分中運用三維數(shù)

2、字化產(chǎn)品設(shè)計軟件UG建立了掘進機截割頭和煤壁的三維模型，利用顯式動力學(xué)分析軟件LS-DYNA對于不同截齒切削角度、傾斜角度和截線距的截割頭進行了截割煤壁的仿真，通過后處理軟件LS-PREPOST可以看到截割頭截割煤壁的動態(tài)仿真過程，并提取出不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下截割頭的三向力曲線及等效應(yīng)力曲線，通過對載荷的統(tǒng)計分析，得到各結(jié)構(gòu)參數(shù)較合理的取值；第二部分中對截割頭橫截工況和鉆進工況8組不同橫切速度、鉆進速度和轉(zhuǎn)速組合的情況進行了截割仿真，計算出對

3、應(yīng)運動參數(shù)組合時的截割比能耗，分析了不同運動參數(shù)組合對截割頭所受載荷、扭矩與截割比能耗的影響。第三部分是依據(jù)相似理論，搭建了煤壁截割試驗臺。設(shè)置了八組不同的運動參數(shù)進行截割試驗來研究截割頭在截割煤壁的過程中所受到的載荷、截割比能耗與橫切速度和轉(zhuǎn)速的關(guān)系。第四部分中利用遺傳算法對橫切速度和轉(zhuǎn)速進行優(yōu)化，通過MATLAB輸出運動參數(shù)和目標函數(shù)取值之間的關(guān)系曲線，優(yōu)化出橫切速度和轉(zhuǎn)速兩個運動參數(shù)的合理匹配值。
　　本文將理論、仿真與試驗