掘进机不同参数截割头截割特性的分析

针对掘进机截割部截齿寿命低、截割效率低的问题,在分析截割头结构及其掘进过程中常见问题的基础上,基于Pro/E搭建三维模型,对不同旋转角、切削角情况下截齿的受力情况进行仿真分析。经分析,得知当切削角在48°～52°的范围之内、旋转角范围在8°～12°之间时截齿所受外力较小。     

采煤机滚筒截割动力学研究

采煤机滚筒截割性能对煤矿开采有着重要的影响,为了对采煤机滚筒进行优化,通过分析截齿与煤壁间的相互关系,研究不同截割角度下截齿的截割状态,同时给出了截割阻力随截割距离的变化规律及截割阻力随截割线速度的变化规律,为采煤机滚筒的优化提供一定的理论指导。     

采煤机滚筒截齿最优参数的研究分析

为了提升采煤机滚筒的截割性能,以采煤机滚筒为研究对象,通过理论分析对滚筒的受力情况进行研究,为后续的数值模拟研究作出铺垫。利用数值模拟软件对不同截齿安装角度及不同截齿距下的截割过程进行分析,绘制截齿的受力曲线,并利用matlab计算出不同截齿安装角度及不同截齿距下的合力标准差及均值,找出了最佳截齿安装角度45°及最佳截齿距70 mm,为类似的研究提供借鉴。     

部分断面掘进机截割头截割性能研究

截割头是掘进机直接实现截割功能的关键部件,其设计在一定程度上直接决定了整机的性能。采用混凝土制作煤岩,对自制煤岩进行单轴压缩试验,确定其抗压强度和弹性模量。针对掘进机截割煤岩过程的复杂性,以部分断面掘进机截割头为研究对象,基于单轴压缩试验所确定的物理参数,利用动力学有限元软件LS-DYNA建立截割头截割煤岩过程仿真模型,探讨了截齿切削角和旋转角对截割载荷、载荷波动和截割比能耗的影响规律。由仿真结果可知,当截齿的切削角在48°~50°范围,旋转角在12°~16°范围时,截割头的截割能力较佳;将由试验确定的自制煤岩截割力矩时域曲线与仿真结果进行对比,验证了所建立的仿真模型的正确性。上述研究为部分断面掘进机截割头截割性能的改善提供了理论基础,同时为其他类型截割或切削问题的研究提供了理论借鉴。     

截齿圆柱段旋转角对掘进机截割特性影响的研究

采用了离散元仿真分析的方案对截齿圆柱段在不同旋转角情况下对掘进机截割作业时的截割载荷、载荷波动及截割能耗比情况进行了分析,根据分析结果表明当掘进机截齿圆柱段的选择角为12°情况下具有最佳的截割性能,能够极大地提升掘进机的截割效率和经济性,具有较大的应用价值。     

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。     

掘进机截齿安装角的优化研究

针对目前掘进机在综采作业过程中截齿磨损量大、使用寿命短、稳定性差的缺陷,提出利用离散元仿真分析的方法对不同截齿安装角情况下的截割稳定性进行分析.根据分析可知,随着掘进机截齿安装角的增加,掘进机的装煤率先升高后降低,当截齿的安装角为45°时具有最佳的截割性能.该研究结果可为提升掘进机的截割稳定性和使用寿命提供参考.     

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.     

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.     

螺旋钻采煤机钻头截齿载荷特性研究

为了研究螺旋钻采煤机钻头上镐型截齿的载荷特性,进而为钻头的设计提供参考依据,采用非线性动力学仿真软件LS-DYNA建立了单齿钻进截割煤岩的有限元模型,利用该模型研究了钻进工况下截齿的受力特点和截齿载荷特性随安装参数的变化规律。研究表明：钻头上截齿的截割工况为半封闭式切削,截齿会承受极大的进给阻力;截齿截割阻力随截割角的增大以二次函数形式减小,随倾斜角的增大以指数函数形式呈现先稳定后急剧增大的趋势;截齿进给阻力与截割角成指数函数关系,与倾斜角成线性关系,随截割角和倾斜角的增大而减小;在避免齿体与煤体干涉条件下,截齿宜选用较大的截割角度;为使钻头截齿拥有良好的截割性能和钻进性能,截齿倾斜角不宜超过30°。      

重型掘进机截割机构的优化分析

应用Matlab仿真分析软件对截割机构上截齿排布对截割时的动力学特性的影响进行了分析,通过对截齿各排列因素的分析选定以不同的截齿截线间距为研究对象[1],根据现有截齿的截线等间距分布规律及截齿截割作业时的截割规律设置优化后的截线间距为由前到后逐渐增加,使截线的间距分布规律和截割机构截割作业时的截割阻力分布规律及截割作业时的煤层的压张效应相符合,从而分析优化前后的截线间距。该优化方案极大地提升了掘进机掘进作业时的稳定性,减轻了截割作业时对截齿的磨损,增加了掘进机截割机的使用寿命。     

掘进机截割机构截割特性的优化研究

针对掘进机在浅薄煤层地质条件下截割机构的截齿磨损严重、使用寿命大幅降低的现状,利用LS-DYNA仿真分析软件建立了截割机构切割过程的仿真模型,对掘进机截割机构的切削角度对掘进机的截割特性的影响进行了仿真分析。结果表明:当掘进机截割机构的切削角度在50°的情况下截割机构具有最优的截割特性。该研究结果可为优化掘进机截齿的截割特性提供理论依据和技术支持,运用该研究结果能显著提高掘进机的工作效率,降低截齿工作时的磨损,提高使用寿命。     

基于数值分析的掘进机截割结构的研究

通过对掘进机截割头受力状态进行分析,得出“钻进工况下参与截割各截齿受力不同,且截割阻力也呈周期性变化”的结论;通过LS-DYDA仿真不同截齿角度及截线间距条件下截割头钻进工况的截割阻力及截割力矩,得出了“通过对截割头参数优化可有效降低阻力峰值及其波动幅值,增强截割头工作平稳性、可靠性,从而延长了截割头的工作寿命”的结论。     

基于裂纹的截齿破岩力学性能研究*

采用颗粒流PFC2D软件建立镐形截齿截割岩石的离散元模型,通过改变截割角度和截割深度,对岩石颗粒裂纹、截齿载荷以及截齿的综合截割性能进行分析。结果表明：截割角度越大,对岩石的剪切作用越明显,产生裂纹的数目越多,但岩石深处颗粒接触失效较少,不利于裂纹的扩展;随着截割深度的增加,岩石参与截割的部分增大,产生裂纹的数目增多;随着截割角度的减小和截割深度的增加,截割切向力和法向力均增大;截割角度为52°,截割深度为3 mm时,截齿的综合截割性能最佳。讨论仿真模型参数,如颗粒间摩擦因数和颗粒的弹性模量对仿真结果的影响。结果表明：随着摩擦因数和弹性模量的增大,得到的截割力也随之增大,其中摩擦因数和弹性模量对截割力的影响分别为0.48和0.37。研究结果为截齿和采掘机械截割系统的设计以及截割工艺的优化提供了参考。     

掘进机旋转角对截割特性的影响研究

为了确定最优的截齿旋转角,通过建立掘进机截割机构的运动学模型,利用ANSYS仿真分析软件,分析不同旋转角度情况下掘进机的截割特性。结果表明:当掘进机的旋转角度为7°时掘进机的截割机构具有最佳的截割特性,能够显著提升掘进机的工作效率和使用寿命。     

基于LS-DYNA的掘进机截齿旋转角的优化研究

对掘进作业时作用在截齿上的截割力进行分析并采用离散元分析的方案建立了模拟截割臂的仿真模型,利用LS-DYNA仿真分析软件对不同旋转角度下的掘进机截割特性进行了研究,结果表明:掘进机截齿在旋转角为44°的情况下具有最优的截割特性,为优化掘进机截割性能,提升截割效率奠定了理论基础。     

采煤机截齿截割角度不同对煤岩破碎率的影响分析

采用离散元仿真模拟的方式,对不同截齿截割楔入角度下的破碎率进行分析.结果表明,当截齿楔入截割角等于半锥角的角度时,此时的破碎率最高,在进行实际应用时,应尽量满足截齿楔入截割角等于截齿半锥角,从而提高截齿的截割效率,提高煤炭开采的效率,满足现代化生产的需求.     

采煤机不同截割厚度对截割性能的影响分析

采煤机工作过程中,截齿的截割过程相对复杂,其截割性能的优劣决定了采煤效率及截齿的使用寿命.截割厚度是影响截割过程的重要参数,不同的截割厚度对块煤率及开采过程中的粉尘量具有重要的影响.依据截割厚度的不同,采用离散元分析的方式对不同截割厚度下的截割性能进行分析.结果表明,随着截割厚度的增加,煤岩破碎率的平均斜率在逐渐增加,此时的块煤率增加,在截割厚度为5～7 cm时,煤岩的破碎率斜率增加较大.在进行实际开采时,应综合考虑多种因素的作用,选取最优的截割厚度,提高截割效率.     

掘进机截齿截割煤岩破坏过程模拟分析

针对截齿截割的破坏过程,建立煤岩及截割头的离散元模型,从煤岩的动态破坏速度的角度对煤岩的截割破坏过程进行离散元仿真分析,结果表明,在初始阶段,主要是截齿对煤岩体产生铲切作用,使得煤岩颗粒沿着截齿面产生向上的运动趋势,且沿着截齿的前端面排出,产生煤体的破碎,形成截煤过程.在掘进机进行截割的过程中,依据煤岩的性质确定合适的截齿截割的参数,从而可以优化截割过程,提高掘进的效率.     

掘进机截齿在不同工况下的截割阻力分析

基于掘进机在进行截割的过程中,由于煤岩的复杂多变,容易引起截齿的载荷变化,引发截割头振动的问题,针对掘进机截割两种典型的工况,采用非线性的动力学分析软件对横截及钻进两种不同工况下的截割阻力进行仿真分析,获得截齿的受力变化特性,为掘进机的减震设计及优化使用提供参考指导.