掘進(jìn)機(jī)截割頭設(shè)計(jì)及有限元仿真研究.pdf

1、我國(guó)對(duì)煤礦的需求日益增加，掘進(jìn)機(jī)是采煤機(jī)械中必不可少的設(shè)備，截割頭是掘進(jìn)機(jī)主要承擔(dān)截煤作業(yè)的部件。目前，國(guó)內(nèi)掘進(jìn)機(jī)的設(shè)計(jì)水平已達(dá)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，但國(guó)產(chǎn)截割頭的設(shè)計(jì)依然存在較多問題，不能滿足實(shí)際需求，其成套截割頭主要采用國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品。在截割過程中，國(guó)產(chǎn)截割頭截齒消耗量較大，且易于損壞；而國(guó)外截割頭截齒磨損較小，效率較高，但存在價(jià)格壟斷，具有技術(shù)保護(hù)，對(duì)我國(guó)掘進(jìn)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展嚴(yán)重制約。以掘進(jìn)機(jī)截割頭及截齒為重點(diǎn)研究對(duì)象，從理論入手，結(jié)合數(shù)值分析和有限

2、元仿真對(duì)截割頭進(jìn)行設(shè)計(jì)，尋求截割頭結(jié)構(gòu)最優(yōu)參數(shù)，并通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證仿真的正確性，為截割頭的設(shè)計(jì)提供新的方法和研究基礎(chǔ)。
　　推導(dǎo)了掘進(jìn)機(jī)截割頭截齒包絡(luò)線、截齒螺旋線、截齒圓周角和截齒安裝角度的數(shù)學(xué)模型，并以截割頭受載情況、載荷波動(dòng)、截割比能耗和截割產(chǎn)塵量的數(shù)學(xué)模型反映截割頭的截割評(píng)價(jià)指標(biāo)。
　　利用MATLAB GUI對(duì)截齒排布、切削圖、截齒安裝角度轉(zhuǎn)換和截割頭性能指標(biāo)進(jìn)行界面化設(shè)計(jì)，得到了截齒齒尖點(diǎn)的三維坐標(biāo)，分析了截割頭

3、形狀參數(shù)、截齒安裝參數(shù)和工況參數(shù)對(duì)切削圖和偏載系數(shù)的影響，說明了截割頭性能指標(biāo)影響因素。
　　利用Pro/E軟件建立了截割頭及截齒截割煤巖的三維參數(shù)化幾何模型，探討了截割頭、截齒齒身、合金頭和煤巖體的物理材料參數(shù)，利用HyperMesh對(duì)三維煤巖體模型進(jìn)行了網(wǎng)格劃分，在LS-DNYA中對(duì)截割頭及截齒截割煤巖建立了有限元仿真模型。
　　通過云圖和關(guān)系曲線表達(dá)了截割頭及截齒截割煤巖有限元仿真結(jié)果，分析了截割頭及截齒載荷、載荷波動(dòng)