掘進機截割頭動力學(xué)分析與優(yōu)化技術(shù)研究.pdf

1、截割頭是掘進機上重要的部件，在工作過程中，截割頭直接作用于煤巖，其性能影響著整個掘進的效率。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，從而實現(xiàn)掘進工作。在掘進作業(yè)過程中，截割頭的結(jié)構(gòu)參數(shù)、工況參數(shù)以及煤巖特性都對機器性能有重要的影響，合理的截割頭結(jié)構(gòu)設(shè)計、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效率。
　　基于參數(shù)化思想研究了截割頭參數(shù)化設(shè)計與建模技術(shù)，根據(jù)設(shè)計需要確定了截割頭的

2、外形，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了截割頭頭體的參數(shù)化建模;對初步的截齒數(shù)量的確定進行了計算，根據(jù)煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建立了截齒和齒座的參數(shù)化實體模型;對截齒排布的定位和安裝角度進行了研究，實現(xiàn)了截齒的參數(shù)化排布，進而完成了整個截割頭實體模型的建立;針對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。
　　對掘進機截割頭動力學(xué)進行了研究，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

3、行了動態(tài)仿真分析，獲得了截割頭截割過程中截齒和整個截割頭的受力時間歷程曲線。
　　借助動力學(xué)仿真分析對影響掘進機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;比較了等升角和不等升角螺旋線以及不同螺旋頭數(shù)對截割載荷的影響;分析了截齒安裝打擊角和轉(zhuǎn)角對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)。<