基于LS-DYNA不同硬度煤壁下掘进机截齿强度研究

以不同硬度煤壁下截齿的强度为研究对象,针对掘进机截煤的真实载荷难以提取及负载特点不易规律化的问题,应用LS—DYNA建立了柔性截割头截齿的三维模型,应用光滑质点动力学原理构建煤壁的本构关系。通过对三种坚固性系数,煤壁下截齿截割过程进行模拟,得到掘进机截齿合金头处的应力动态数据及其统计数据。模拟结果显示：齿体合金头的应力集中现象较明显,当7〈f〈12时,应力峰值介于362-622MPa之间,符合强度特性,失效机理是疲劳失效;所得结论为研究截齿失效、增加其使用寿命提供了科学依据。     

等离子冶金复合材料截齿齿体强韧化热处理组织与性能研究

等离子冶金复合材料采煤机截齿的齿体材料由35CrMnSiA改为20CrMnTi,直接利用钎焊硬质合金头之后的高温余热对截齿头部以下的齿身部位碱液淬火且不回火,获得了一定深度的低碳板条状马氏体组织,从而使截齿整体上具备了优良的综合力学性能,简化了生产工艺,降低了生产成本。作者研究还发现在截齿头部等离子冶金合金层与钎焊缝之间存在软带,该软带的存在导致合金层磨损之后的加速磨损,以及齿头硬质合金径向应力挤压齿库使空隙扩大导致硬质合金刀头过早脱落,针对上述问题提出了相应的改进方向。     

掘进机截割中截齿磨损影响因素数值模拟分析

采用有限元仿真分析的方式,分别对不同截割速度与截割深度下的截齿应力进行分析.结果表明,截割深度增加,截齿的应力区域明显增加,截齿的合金头齿体连接位置处是受到应力最大的位置,且容易与煤岩产生接触,而造成磨损.在实际应用过程中,应避免合金头齿体连接位置处与煤岩产生接触,避免造成接触磨损,从而提高掘进作业的效率.     

复合莫氏锥度联接的金刚石截齿抗压性能研究

针对目前截齿存在的合金钢齿体易磨损造成的截齿齿头脱落失效问题,提出复合莫氏锥度联接的截齿新结构。应用ANSYS有限元软件,对复合莫氏锥度联接结构的金刚石截齿在单一正压力载荷作用下的抗压性能进行了有限元分析。结果表明,在普通结构截齿上复合莫氏锥度联接结构对PCD层的抗压性能影响不大。在齿头锥孔底部端面与钢制齿体锥台根部端面之间的间隙,采用焊料填充焊接可提高截齿在静载荷作用下的抗压性能以及抗齿头脱落性能。莫氏锥度结构中,锥体尺寸变化对齿头锥孔和齿体锥台的应力影响不大。     

怎样选好矿用截齿的刀体材料及热处理方式？

矿用截齿是采煤及巷道掘进机械中的易损件之一，是落煤及碎煤的主要工具，它的性能好坏直接影响采煤机械生产能力的发挥、功率的消耗、工作平稳性和其他相关零部件的使用寿命。截齿的种类很多，一般结构是在经淬火、回火处理的低合金结构钢刀体上镶嵌硬质合金刀头。截齿在工作时承受高的周期性压应力、切应力、冲击负荷。其主要失效形式为刀头脱落、     

运动参数对螺旋滚筒截割过程的动力传递问题影响分析

利用ANSYS/LS-DYNA软件建立了复杂煤层条件下螺旋滚筒与煤岩的耦合模型,基于不同工况进行截割过程的动态模拟,提取了滚筒与截齿的工作载荷,并分析了载荷的变化规律。通过对螺旋滚筒截割煤岩的动力学分析得到了由煤到岩变化时螺旋滚筒的应力云图及载荷变化曲线,获取了滚筒与截齿的应力应变等参数的时间历程曲线。研究表明:螺旋滚筒截割煤岩混合界面时,煤岩出现大量崩落,工作载荷波动变大;截齿的最大应力主要集中在合金头齿尖局部接触区域及齿柄头部的轴肩处,齿座最大应力主要集中在其根部;改变牵引速度比改变滚筒转速对滚筒载荷与应力影响更明显。研究成果为薄煤层采煤机螺旋滚筒的结构设计及其截割性能的提高提供了重要参考。     

浅谈采煤机和掘进机的截齿失效原因及改进措施

采煤机和掘进机截齿失效与磨损、硬质合金刀头崩刃和脱落、齿体弯曲和折断等有直接关系。通过采用多种方式解决磨损问题、选择适合的截齿刀具、优化工作方式等,确保延长采煤设备的使用寿命,提升截齿的使用效率,为顺利进行煤矿开采提供助力。     

截齿的钎焊工艺

通过对截齿材质42CrMo与硬质合金刀头YG11、YG13c钎焊工艺的分析研究，进一步提高钎焊强度，进而提高截齿的使用寿命。     

截齿安装约束的动力学性能研究

基于CAD和ANSYS软件建立掘进机截割部截齿的数值模拟仿真软件，并在设置仿真条件的基础上，分别对截齿在不同冲击时刻下截齿头部和刀杆尾部的应力、应变情况进行对比，得出不同截齿安装约束下对应的动力学性能，为后续提升截齿安全性和可靠性奠定基础。     

纵轴式硬岩掘进机截齿安装参数对截割性能的影响研究

截割头是纵轴式硬岩掘进机进行岩石截割工作的核心部件,截齿布置是截割头设计的重点和难点。截齿布置得合理与否直接决定了截割头的性能。在截割头运行参数和截齿布置参数确定之后,截割头截齿齿尖点的位置、截齿形成的截割槽间距和截齿截割岩石的厚度随之确定,截齿安装参数则直接关系到截割头上的截齿能否顺利地切入岩体并进行岩石截割,以及截割岩石形成的截割槽的形状。文中采用LS-DYNA显示动力学仿真软件进行数值模拟研究,通过分析确定了截齿安装参数的最佳值。     

新型贝氏体钢截齿特点及热处理

截齿是落煤和碎煤的主要工具。截齿是在齿体上焊有硬质合金的截齿刀头构成。截齿的性能优劣影响采煤机质量与采煤效率。目前各国齿体材料多用含有Cr、Ni、Mo等合金元素的中碳优质合金钢,如40CrMo等。我国多用35CrMnSi钢经调质处理使用,截齿体的硬度一般为HV320左右。但是由于调质处理先于焊接硬质合金刀头,造成距齿尖30mm内硬度下降到HRC12以下,远不能满足性能要求。现在的采煤机多为滚筒式,所以截齿以回转凿岩的方式工作。在采煤过程中,截齿要受到煤层的阻力和侧向阻力,还受到很大的冲击载荷,若齿体强度不足或韧性低,将导致截齿刀头沿肩部断裂。另外,在采煤过程中,截齿和煤的摩擦力,使其严重磨损。目前国内常用的35CrMnSi钢截齿失效形式有: 1)截齿刀头脱落。刀头脱落原因,一是钎焊质     

截割参数对截割头磨损程度影响的研究

为了分析截割头在复杂工况下的磨损情况,利用ABAQUS数值模拟软件对截割头齿尖锥角、截割速度和截割深度对截割头的磨损情况进行分析,给出了不同齿尖锥角、截割速度和截割深度对截割头的磨损机理,为提高截割头的使用寿命和截割头强度提供了方法。     

镐形截齿钎焊层力学性能研究现状与不足

镐形截齿钎焊层力学性能直接影响硬质合金头的焊接质量。国内外学者对钎料选择和钎焊工艺及过程控制对焊接接头力学性能的影响研究较多,在计算机软件模拟静力学或动力学作用下钎焊层力学性能研究较少。总结研究现状与不足,寻找准确研究方向是非常必要的。     

掘进机截割头截齿的布置研究

为进一步提升掘进机的掘进效率,降低掘进能耗,保证最终巷道的成型质量,重点对掘进机截割头机器截齿的布置参数进行理论分析,尤其是对截齿截割角度的优化采用数值模拟手段进行分析,主要从单齿截割工况和多齿截割工况下的数值模拟截割头的受力、能耗等因素确定最佳截割角度,为煤矿高效生产奠定基础.     

基于ANSYS/LS_DYNA的掘进机截齿截割煤岩动力学分析

利用ANSYS/LS_DYNA软件建立了截齿和煤岩的有限元模型,应用LS_DYNA的显式动力分析算法,对单个截齿截割煤岩的动力学过程进行了模拟,得到截齿在截割煤岩过程中受到的动态力变化曲线及煤岩的应力云图,对截齿在不同安装角及不同截割速度时,截齿在截割过程中的受力进行模拟,对比分析不同工况下截齿的受力大小,获得最佳的截齿安装角及工作速度,为截割头上截齿的分布及安装提供指导。     

采煤机截割煤岩石的数值模拟研究

针对采煤机在实际生产过程中截割部所承受的载荷为交变状态，再加上环境的恶劣性导致截齿的性能受到影响。以截割部截齿为研究对象，基于计算机分析软件建立截齿和煤岩层的装配模型，并结合现场参数完成模型中参数设置；开展截割速度、截割深度和截割角度对截割煤岩层时截齿的应力场合温度场数值模拟研究，为确定最佳截割工艺参数，提升装备的使用性能奠定基础。     

截割头体的加工工艺难点及解决措施

EBZ160掘进机是我公司自主研发、制造的半煤岩重型掘进机,截割头是EBZ160掘进机工作机构上的核心部件,同时也是最复杂的部件。其技术要求高,制造难度大,其性能的好坏直接影响截割头的生产率、截割比能耗、截齿使用寿命等。截割头主要由截割头体、截齿座、喷嘴座、内花键套和筋板等零件组成,截割头体是其中最难加工的零件。本文对截割头体的加工工艺过程进行了介绍,对工艺难点进行了分析,制定了相应的工艺措施,保证了截割头体的加工质量。     

基于Matlab的掘进机截割过程的动力学建模与仿真

根据掘进机截割机构的实际截割,建立了掘进机的非线性动力学模型和截割机构在工作时作用在截齿上的截割阻力矩的数学模型,利用MATLAB仿真分析软件对截割机构在工作时的动力学特性进行了研究,结果表明,不同的岩壁硬度会对掘进机截割作业时的转速和转矩产生明显的影响,适当地增加截割机构截割头的数量能显著提升截割机构在工作过程中的稳定性。     

悬臂式掘进机截割头截齿的优化与改进

针对悬臂式掘进机截齿磨损严重、过载停机以及截齿受力不均而被损坏等情况,通过建立截割头和煤岩的3D模型,分析截割头载荷的数学模型,对截割头截齿部分进行受力分析,针对截割头的截齿排列提出合理性方案,使各截齿受到外力差异减小,进而提升掘进机的性能并获取更大的生产价值。     

矿用EBZ200掘进机截割头排布设计及结构性能分析

为了提高掘进机截割头的切削效率和减小截齿的能耗量,采用MATLAB软件对截割头的截齿排布方式进行设计,提升截齿分布的合理性.通过LS-DNYA软件对设计后的截割头与煤炭接触的切削过程进行有限元仿真分析,计算截齿载荷、截齿能耗分别与切削角和旋转角的对应关系及变化规律,得出截齿分布的最佳切削角和旋转角的设计范围.研究结果可为掘进机截割头在工程中的实际应用提供依据.