掘進(jìn)機(jī)割巖的截齒安裝角度研究.pdf

1、為了研究掘進(jìn)機(jī)截齒割巖的安裝角度與截齒截割性能之間的關(guān)系,并得到合理的截齒安裝角度,首先對現(xiàn)有研究與實(shí)際工程中所采用的截齒安裝角度進(jìn)行了分析,確立了文章中所研究的截齒安裝角度。通過將截齒安裝角度分別按照截割功能角與安裝工藝角進(jìn)行描述,進(jìn)一步建立了兩種描述方式下角度的轉(zhuǎn)換方法。在假設(shè)截齒的截割阻力和牽引阻力服從Gamma分布、側(cè)向力服從正態(tài)分布并考慮其相關(guān)性的條件下,運(yùn)用隨機(jī)過程等理論并通過MATLAB編程對截割載荷進(jìn)行了計算機(jī)模擬,得到

2、了截割阻力、牽引阻力和側(cè)向阻力的大小及變化規(guī)律。通過ABAQUS建立了考慮硬質(zhì)合金頭的柔性體截齒和基于Extended Liner Drucker-Prager本構(gòu)模型的巖石實(shí)體模型。利用顯式動力學(xué)分析模塊ABAQUS/explicit對建立的有限元模型進(jìn)行仿真,得到了截齒三向力的大小及變化規(guī)律。將仿真結(jié)果與數(shù)學(xué)模型模擬結(jié)果進(jìn)行比較,驗證了有限元模型的可靠性。通過改變有限元模型中截齒的位置參數(shù),研究了截齒切削角與旋轉(zhuǎn)角對截齒截割時所受力

3、與力矩的影響,得到了截齒受載特性隨切削角與旋轉(zhuǎn)角的變化趨勢。進(jìn)一步利用ADAMS所建立的截齒截割動力學(xué)模型,將ABAQUS仿真得到的載荷與力矩特性導(dǎo)入動力學(xué)模型,研究了截齒安裝角度對截齒自轉(zhuǎn)性能的影響,最終給出了合理的截齒截割功能角,并利用第二章的轉(zhuǎn)換方法轉(zhuǎn)換為安裝工藝角。結(jié)果表明:當(dāng)切削角為42°~46°、旋轉(zhuǎn)角為7°~12°時,截齒以較好的姿態(tài)切入巖石,并且有利于截齒的自轉(zhuǎn),可以延長截齒的壽命,提高截割頭的工作效率。通過將其轉(zhuǎn)換為實(shí)