掘进机实验台的假岩壁截割模拟分析

为了完善煤矿掘进机的厂内实验系统，对实验台前端的假岩壁进行不同性能的取样，本文通过截齿对假岩壁截割的模拟实验，应用LS-DYNA建立柔性体截齿实体模型，根据无网格光滑质点动力学理论构建岩壁的本构模型。通过对三种坚固性系数岩壁截齿模拟，得到截齿硬质合金头处的应力变化及其统计值；模拟结果表明：齿体硬质合金头的应力集中较严重，当9〈〈13时，对应的应力最大值为355～645MPa之间，满足强度要求，损坏由疲劳破坏所致。     

BP神经网络在截齿合金头失效识别中的应用

为实现采煤机截割过程中截齿合金头失效形式的监测和识别,提出一种基于BP神经网络的多特征信号识别截齿合金头失效形式的方法。测试提取截割过程中合金头龟裂、合金头脱落、合金头崩刃和合金头严重磨损4种截齿x,y,z三个方向上的振动特征信号和截割电机电流特征信号,选取特征值信号的最大值、均值和方差作为特征样本对BP神经网络进行学习和训练,建立截齿合金头失效形式的识别模型,实现截割过程中截齿合金头失效形式在线监测与准确识别。实验结果表明,BP神经网络的判别结果和测试样本的实际失效类型相符,能够对截齿合金头失效形式进行准确识别,为实现采煤机截齿在线监测和失效形式识别提供新的方法和手段。     

掘进机截割硬岩的载荷模拟研究

硬岩掘进机已成为目前我国悬臂式掘进机发展的主要趋势,截割头载荷及截割功率问题是硬岩掘进机设计的关键.基于硬岩条件下单个截齿的受力,建立了截割头载荷的数学模型,用Matlab对掘进机截割不同硬度岩石进行了载荷模拟,分析了截割头载荷特性及功率变化规律.结果表明,随着截割对象接触强度增加,截割头的各向载荷均呈非线性的剧增趋势,而转矩及功率随之增加,呈线性变化,所得结论为硬岩掘进机截割功率的选择及整机研制提供了理论依据.     

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.     

悬臂纵轴式掘进机截割头的有限元仿真优化设计

随着煤炭需求的不断增长,掘进机是煤炭开采中不可或缺的一种设备,而截割头则是掘进机的重要组成部分。以掘进机截割头和截齿为研究对象,采用了理论分析与有限元模拟相结合的设计手段,寻求截割头结构最优参数,为截割头的优化设计提供新的思路与依据。     

基于ANSYS的EBZ260掘进机截割头结构性能分析

截割头是掘进机主要的工作部件,受到了比较恶劣的载荷工况,在实际使用中也常出现故障.因此,基于ANSYS对EBZ260掘进机截割头结构强度进行分析,计算了截割头各部件的应力分布情况,计算结果显示截割头各结构强度均基本满足设计要求,但在齿镐杆端面接触处应力集中较为明显,需进行局部优化.为此,提出了两条截割头优化改进意见,以提高截割头性能.     

掘进机截割头齿座定位专用机器人

根据掘进机截割头表面截齿的排列形式,分析截齿齿尖的定位方法和截齿空间姿态的确定,进而设计出掘进机截割头齿座定位专用机器人,用于提高掘进机截割头齿座的定位精度。介绍了这一定位专用机器人的整体结构和手部结构,并给出了应用这一定位专用机器人后掘进机截割头齿座的定位过程。     

提高截齿寿命的措施

截齿的工作环境恶劣，承受的截荷较大，使用寿命较短，文中针对悬臂式巷道掘进机截割头镐形截齿的失效形式，进行了失效原因的分析，应用截齿运动学和力学分析研究的理论，结合实际给出了提高镐形截齿寿命的措施。     

EBZ135型矿用掘进机截割头截齿的受力分析及其优化改进

以EBZ135型矿用掘进机为研究对象,在简要分析其截割头整体结构的基础上,利用UG和ANSYS软件分别建立了截割头的三维几何模型和有限元模型,对其EBZ135型掘进机截割头截齿进行受力仿真分析.结果发现,截割头中36个截齿的受力存在明显的不均匀性,不利于掘进机的稳定与可靠运行.基于ANSYS软件对截割头截齿的排列方式进行优化改进,使得截齿之间的受力变得更加均匀.将改进方案应用到掘进机工程实践中,设备的故障率明显降低,取得很好的实际应用效果.     

基于不同煤岩性质的矿井掘进机截割载荷分析研究

研究了掘进机截割头的全部截割过程，针对影响切削载荷的煤岩特性，多次重复进行不同坚固系数的模拟，推导出三轴力与坚固系数的关系。将仿真结果与理论公式进行了截齿载荷对比分析，取得了一致性的结论。由有限元仿真计算结果数据可知，模拟分析为准确计算截割头载荷提供了可靠的技术数据保证，提高了截割头截割试验的效率，为不同煤岩地质条件下截割头的选择提出指引。研究成果为掘进机结构优化设计提供了依据。     

两种载荷下掘进机截割头转子系统动力学分析

为了研究不同截齿载荷条件下（锐利截齿和磨钝截齿）掘进机截割头和悬臂系统的动力学特性，建立了掘进机截割头-转子-轴承系统的弯扭耦合非线性动力学模型。考虑截割头和转轴之间的花键啮合间隙、滚动轴承接触的非线性因素影响下，推导了掘进机截割头转子系统的动力学微分方程。然后对受到时变载荷下的截割头转子系统动态响应特性进行了分析:在锐利截齿条件下，截割头转子系统在低转速n∈［15，20］时处于混沌和拟周期运动状态，提高转速后系统处于周期运动状态;在截齿磨钝条件下，截割头转子系统的振动明显加剧，混沌运动范围增大，频率幅值波动明显。结果表明：在给定截割煤层硬度、切削厚度等前提下，随着截割转速的升高，系统由混沌运动向周期运动转变。动态分析结果为掘进机的减振和动态设计提供了理论依据。     

不同截线距参数对掘进机截割性能的影响研究

基于掘进机截割头性能的好坏会直接影响掘进机的作业效率及煤炭开采的经济性等,分析不同截线距参数对掘进机截割头性能的影响.结果 表明,随着截线距的增大,掘进机截齿的截割力、截割力矩、截割比能耗都逐渐增大,且截线距参数设置不合理时会影响采煤的效果;在截深一定时,存在最优的截线距值,不仅可以很好地发挥煤壁的崩落效应,使崩落的煤...     

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.     

掘进机截割头截齿参数对截割性能影响的研究分析

为了解决截割头在复杂工况下出现的磨损断裂等问题,以悬臂式纵轴掘进机为研究对象,对截割头截割煤壁过程进行了一定的分析,并对不同的截割参数下截割头的状态进行研究,得到了最佳切削角及合理的截线距选择标准,为类似的研究提供一定的参考。     

掘进机硬岩截割头的优化研究

为有效提高掘进机截割硬岩的能力,介绍了掘进机硬岩截割头的主要失效形式,分析了硬岩截割头失效原因,并提出了一系列掘进机硬岩截割头的优化措施。经工业性试验可知,通过对掘进机硬岩截割头的优化,有效提升了掘进机截割头的耐磨性,减少了配件消耗,降低了掘进机截割硬岩的成本,提高了硬岩掘进效益。     

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。     

联络巷掘进机稳定性的分析研究

联络巷掘进机的稳定性研究是部件选型及整机应用的重要研究依据,针对掘进机工作过程中截割头承受大部分载荷的承载情况,可以将掘进机挖掘煤岩时截齿与煤岩碰撞摩擦使得煤层脱落总结为截齿受力状态。因此,对联络巷掘进机的承载情况进行研究,并结合研究结果对掘进机在运行过程中所能遇到的不同工况以及各种工况下掘进机的运行稳定性进行研究。研究结果表明:在水平摇摆截割、垂直摇摆截割、纵向往复截割三种主要工况以及组合形成的综合工况中,该机均保持较高的稳定性,该研究为掘进机设计及应用提供了可靠的理论依据。     

煤矿用悬臂式纵轴掘进机截割头截齿布置研究

对煤矿用掘进机截割头截齿布置进行研究,用等螺旋升角螺旋线布置截齿,综合考虑截割头运动工况以及煤岩的性质,求取截割头的最佳截线间距,根据截齿切削面积相等原则确定截齿的截线数,最终给出确定截齿最佳分布的方法.针对具体的某掘进机截割头,采用给出的方法进行了布齿分析与计算.     

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.     

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。