基于離散元法的掘進機截割頭截割性能研究.pdf

1、掘進機是一種綜合類掘進設(shè)備，在煤炭開采中占有重要地位。作為掘進機核心零部件之一，截割頭工作環(huán)境復(fù)雜，且煤巖分布不均導(dǎo)致截齒受力具有很大的隨機性。目前，國內(nèi)掘進機配套的截割頭主要依賴于進口，在使用過程中截割效率低、截齒消耗量大，無法滿足正常截割要求，并且存在采購成本昂貴、維修服務(wù)困難、無自主知識產(chǎn)權(quán)等問題，嚴重制約了我國掘進機整機產(chǎn)品的發(fā)展和利潤空間。開展掘進機截齒截割煤巖機理研究，分析截齒設(shè)計參數(shù)對載荷特性的影響，將為我國打破國外公司技

2、術(shù)壟斷，實現(xiàn)掘進機整機產(chǎn)品國產(chǎn)化、系列化和工程推廣提供支持。
　　本文以某公司EBZ200懸臂式縱軸掘進機截割頭為研究對象，利用離散元法建立截齒截割過程仿真模型，分析參數(shù)對截齒截割特性的影響，為截齒設(shè)計和安裝尋求理論依據(jù)。
　　探討了掘進機截割頭的設(shè)計與評價參數(shù)，分析了煤巖的摩擦系數(shù)、強度和堅固系數(shù)三個主要性質(zhì)，對掘進機截割頭截齒的截割功能角和安裝工藝角兩個安裝角度進行了說明，并對兩者之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系進行了討論，分析了截割頭的

3、截割性能評價指標，即截齒受力、載荷變差系數(shù)和截割比能耗。
　　利用混凝土制作了煤巖的近似物理模型并對其進行了取芯，通過單軸壓縮實驗得到了取芯試樣的力與位移關(guān)系曲線，并將壓縮過程分為彈性與脆性兩個變化階段。建立了取芯試樣單軸壓縮離散元模型，通過不斷調(diào)整仿真參數(shù)得到了與實驗基本一致的結(jié)果，為截齒截割過程仿真中煤巖物性參數(shù)的正確選取提供了依據(jù)。
　　建立了掘進機截齒截割過程的三維離散元仿真模型，采用Pro/E對截齒和煤巖進行幾何建