掘进机截割头多目标优化设计研究

针对掘进机截割头载荷波动和能耗问题,基于各截齿受力均匀和同时参与截割的截齿数保持恒定的优化策略,对截齿排列参数和截割头运动参数进行了多目标优化设计。优化实例表明,截割头的载荷波动和比能耗得到了明显降低,提高了掘进机的工作可靠性和能量利用率。     

纵轴式掘进机截割头设计参数的研究

截割头设计参数直接决定着截割头的工作性能指标、掘进机工作效率;主要从截割头长度、直径、截齿的排列分布、截割功率及截割比能耗等方面展开了讨论,这对截割头的设计起到了非常大的作用。     

掘进机截割头运动参数的优化设计

运用计算机技术,对掘进机截割头的运动参数作模拟研究和优化设计,建立了基于截割头负载转矩波动和截割比能耗最低的优化设计模型,以计算出最优的掘进机截割头运动参数。     

掘进机截割头性能评价试验分析

在参阅了掘进机截割头设计理论与有限元分析理论的基础上,针对EBZ200H机型设计了4款新型的截割头,利用模拟截割岩壁对其分别进行性能测试,通过切割比能耗、截齿损耗率、截齿受力、对机身振动等多角度全面评价各截割头样件的实际性能,并筛选出最合理的设计方案。     

横轴式掘进机截齿有限元应力分析

截割头是掘进机的重要组成部件之一，影响截割头截割效果的因素除了煤岩的物理性质、掘进机的工作及工艺参数外，其截齿（包括截齿排列及其所受的载荷）也是影响截割头截割效果的重要因素之一。因此有必要对掘进机截割头单齿进行应力分析，以确定截齿在截割煤岩时其最大应力出现的位置，为掘进机截割头的设计和截齿的排列、工作结构及参数的优化等提供一定的理论依据。     

掘进机截割头运动参数的优化设计

根据单个截齿受力模型,采用计算机模拟的方法建立了基于截割头负载转矩波动和截割比能耗最小的优化设计数学模型,寻求最优的掘进机运动参数。根据序列二次规划(SQP)优化方法,编写了优化设计程序。优化设计实例表明,截割头的负载转矩变差系数减小了13.9%,截割比能耗降低了16.9%,有效改善了截割电机的负载特性,提高了能量利用率。     

不同工况下掘进机截割性能多目标优化

为了提高掘进机的截割效率，以掘进机截割部的运动参数为设计变量，研究悬臂式纵轴掘进机的截割头自转速度、摆动速度等运动参数对截割性能的影响，用MATLAB模拟各性能参数变化规律，以单个截齿载荷分析为基础，建立截割头各向载荷数学模型，根据现场经验给定运动参数设计空间，建立截割头的截割阻力、负载转矩、截割比能耗和截割生产率目标函数，采用线性加权法将多个优化目标转为单个目标，分别给出正常工况和夹矸工况的加权系数，求解截割运动参数最优配置，在EDEM仿真软件中对优化前后的截割性能进行验证，结果表明最优运动参数下的掘进机综合截割性能更优，截割能力、破岩能力提升，截割比能耗降低，生产率得到了显著提高，产尘量得到了一定程度的控制。     

EBZ315掘进机截割头设计

通过EBZ315掘进机截割头的整个设计过程,详细介绍了掘进机截割头各个主要参数的确定原则和方法。优化了截割头截齿的空间排布,计算了平均单齿截割力,阐述了设计合理的截割头应满足的要求。     

S55型掘进机截割头的设计计算

截割头在掘进机中是最重要的部分 ,根据截割头的工作特点提出了截割头截齿分布的方法及如何计算截割头焊缝强度、截齿座焊缝强度的方法 ,便于机械加工及焊接 ,来实现截割头产品的大批量生产     

纵轴式掘进机截齿受力与有限元分析

简单介绍了纵轴式掘进机镐形截齿截割机理和动力学参数计算,运用分析软件对截齿进行有限元分析,可以得出截齿工作时最易受损的位置,为掘进机截割头的设计和优化提供一定的理论依据。     

岩石裂隙对掘进机截齿截割破岩的影响

为了优化掘进机截割头设计,进一步提高破岩效率与巷道掘进速度,用数值仿真模型研究了不同裂隙位置对截齿截割岩石的影响及截割力变化规律.结果表明:与均质岩石相比,截割含裂隙岩石的进给阻力较小;随着裂隙区域与齿间距离的增大,截割阻力会逐渐增大,同时截割阻力的峰值平均力也呈增大趋势;统计了不同裂隙位置的截割比能耗,发现当裂隙与齿...     

截割头齿座参数化定位技术研究

为提高掘进机截割头的设计效率、齿座定位精度和检测能力,提出了由设计模块、制造模块和检测模块组成的截割头齿座参数化定位系统。截割头参数化设计专用软件按照一定约束条件对截齿布置参数进行快速计算;根据工业机器人工作原理和齿座空间排布特点,研制了高精度齿座定位机器人系统,实现了齿座在截割头表面的快速准确定位;通过齿座定位机器人结合非接触式双目视觉测量技术,提出了齿座定位精度的数值检测方法。对掘进机截割头进行设计制造和定量检测的生产应用结果表明,截割头齿座参数化定位技术能够满足各类型截割头产品的高精度制造。     

横轴式掘进机截割头运动参数优化及载荷模拟分析

掘进机截割头的运动参数（横摆速度v和转速n）对截割头的载荷波动和截割比能耗都有很夭的影响,而截割头的运动载荷特性义不仅影响掘进机的生产效率,而且关系到掘进机的使用寿命,因此,对截割头的运动载荷及参数进行优化及模拟分析具有较大的意义。随着计算机的推广应用及模拟理论的不断完善,利用计算机对掘进机截割头的载荷特性作模拟分析及优化研究成为有效的方法。本文利用计算机模拟的方法建立优化设计数学模型,以截割头的横摆速度v和转速n作为设计变量,选择负载变差系数、截割比能耗和理论生产率作为目标函数,对设计变量进行了参数优化,并对优化结果进行了分析。     

基于工业设计思想的悬臂式掘进机截齿布置设计

基于现代工业设计思想,从高效节能,美观实用出发,研究了截割头截齿的布置原理,并针对截割头的工况和煤岩的性质,获得了截割头的最佳截线间距,确定了截齿的截线数,得出了确定截齿布置的方法。利用研究计算方法针对某掘进机的截割头,进行了优化设计。     

基于岩石截割试验的悬臂式掘进机设备优化选型

如何将悬臂式掘进机与金属矿岩体特性、采矿方法、采矿工艺相结合,进行合适的设备选型,成为制约掘 进机顺利使用及效率发挥的重点。通过分析悬臂式掘进机截齿截割破岩过程,以金属矿掘进机机械采矿为研究背 景,提出了悬臂式掘进机设备优化选型方法。以实际矿山为研究对象,获取矿山现场岩样来开展单截齿截割破岩试 验,测试截齿破岩的最大截割力与比能耗。将１６０、２００、２６０、３８０型号悬臂式掘进机截割头截齿截割力转化为单截齿 截割破岩力,并与截齿截割破岩试验结果进行对比,以此推荐满足破岩能力要求的掘进机截割功率。基于上述研究 成果,对实际工况下截割效率与生产能力进行预测,详细测算其采矿作业技术经济指标,从而实现对悬臂式掘进机进行 优选,最终推荐适用于矿山的悬臂式掘进机设备型号为２６０型。通过上述方法创新了地下非煤矿山掘进机设备选型方 法,弥补了传统仅靠岩石单体强度经验推荐掘进机的缺陷,适用于我国非煤金属矿山的悬臂式掘进机设备优化选型。     

EBZ260纵轴式掘进机截割头的设计计算

根据煤岩破碎的相关理论对EBZ260掘进机截割头的外形和截齿排列进行设计,同时对截割头进行载荷计算,确保截割头受力均衡,提高排屑能力和使用寿命。     

截齿顺次破岩机制的细观数值模拟及截线间距优化研究

为优化镐型截齿在截割头上的布置以提高掘进机截割效率, 借助PFC^3D颗粒离散元数值模拟软件构建了两把截齿顺次截割岩石的三维模型, 对不同截割深度和截线间距组合工况进行了模拟试验, 分析了镐型截齿顺次破岩机制和最优截线间距与截割深度的比值(s/h)。结果表明, 岩石在截齿作用下的破坏模式以张拉破坏占主导, 并伴随挤压和剪切的综合破坏; 截齿顺次截割时, 两相邻截齿之间存在明显的协同作用, 前刀在岩石内残留的裂纹使得岩石易于截割, 可以提高后刀的截割效率; 在模拟试验范围内, 随着s/h值增加, 比能耗呈先减小再增加的变化规律, 模拟结果表明最优s/h值约为3。该研究可为掘进机截割头排布设计提供参考依据。     

基于遗传算法掘进机截割头多目标模糊可靠性优化

针对掘进机能耗和载荷波动问题,基于遗传算法的多目标模糊可靠性优化策略,对截割头运动参数进行优化设计.优化结果表明,截割头升角减少11.6%,横摆阻力降低6.45%,纵向力降低12.16%,负荷转矩降低11.29%,比能耗降低21.04%,截割头的载荷波动和比能耗得到显著降低,有效提高了掘进机的工作可靠性和能量利用率.     

纵轴式掘进机截齿排列及制作方法的探讨

本文以S100掘进机为例,对纵轴式掘进机截割头截齿排列表示方法及截割头的制造过程做了归纳性的总结,为以后掘进机截割头设计和制造提供了参考.     

EBZ-135掘进机截割头结构优化设计

 摘要：掘进机是巷道掘进的主要设备。该文就某企业掘进机存在截割头振动较大、截齿受力不均的问题,用ANSYS/LS-DYNA10.0软件建立了截割头和煤岩的数值模拟模型。通过仿真得到了截割头和各截齿的受力。再根据受力情况,反复调整优化了截齿截线间距,使得截割头和各截齿所受力的差异系数趋于平衡。同时,差异系数的减小,使掘进机的振动得到了有效控制,截割性能明显提高。