镐型截齿截割煤岩过程的截割力研究

为探究镐型截齿截割煤岩过程中截割力的变化及其影响因素,以Evans镐型截齿直线截割力模型为基础,提出了镐型截齿旋转截割力模型;利用滚筒采煤机镐型截齿截割煤岩轨迹表达式,推导了镐型截齿截割过程中,截割角及截割厚度变化的表达式;在截割参数范围内,计算出镐型截齿截割角在截割过程中最大变化可达±4°;根据镐型截齿旋转截割力模型,在截割厚度一定的条件下,计算并分析截割力与截割角及半锥角的关系,得出当镐型截齿半锥角为36°时,截割力在截割过程中最大截割厚度前后能够保持平稳变化;将截割角及截割厚度变化计入截割过程中计算截割力,发现影响截割厚度主要因素的牵引速度对截割力影响最大,而角速度与截割半径对截割力的影响依次减小。所得公式与结论可为镐型截齿及采煤机的设计提供理论参考。     

镐形截齿截岩过程的温度场研究

为研究不同运行参数下镐形截齿的温度分布及其变化规律,在ABAQUS软件中建立截齿截割岩石有限元模型,并进行热力耦合仿真分析,得到不同运行参数下截齿的温度分布云图以及截割过程的温度随时间变化曲线。研究结果表明:其他条件一定时,随着截割速度的增大,齿尖升温速度及平衡温度增大,但温度分布无明显变化;截割深度的变化对平衡温度及温度分布二者皆有明显的影响,随着截割深度增大,高温区域由齿尖逐渐向齿体扩展;锥角的变化对温升速度和平衡温度无明显影响,但对温度场有明显影响,温度分布面积随着锥角的增大而增大。为进一步研究截齿磨损及失效提供理论依据。     

镐形截齿破煤截割力的计算及影响因素分析

根据煤岩体的抗压强度，给出了镐形截齿破煤过程中截割力的计算公式。煤岩截割试验结果证明了截割力公式基本正确，在此基础上对破煤过程中镐形截齿截割力的影响因素进行了分析。     

不同锥角对镐形截齿耐磨性能的影响

针对掘进机工作时截齿磨损严重,造成大量经济损失的实际,为了探究影响截齿磨损的因素,利用ABAQUS软件的显式动力分析模块对掘进机用镐形截齿的截煤过程进行了数值模拟,得到了不同合金头锥角镐形截齿在截割煤体过程中的应力分布云图以及截割全过程的应力曲线。     

优质镐型截齿生产工艺

分析了目前国产镐型截齿存在的质量问题，提出一套新的生产工艺，以解决传统生产工艺引起的截齿质量问题．     

镐形截齿截割磨损研究

为了研究镐形截齿截割夹矸煤岩时截齿磨损的关键因素,对镐形截齿磨损形式进行分析,得出镐形截齿截割夹矸煤岩的磨损机制,根据夹矸煤岩的物理特性配制试验煤样,通过对镐形截齿结构的分析,并在牛头刨床上进行镐形截齿截割试验。试验结果表明,镐形截齿截割夹矸煤岩时齿身上部磨损较剧烈,有明显的磨损划痕,且划痕偏向基本一致,合金头一侧有大块崩落,其余部分有可见裂纹。试验得出镐形截齿截割夹矸煤岩的磨损特性,对镐形截齿的设计及应用具有指导意义。     

采煤机滚筒冲击截齿安装角的设计

介绍了采煤机滚筒上冲击截齿安装角的设计，以使截齿获得最佳冲击效果。     

镐型截齿截割煤岩数值特性研究

在充分研究镐型截齿破煤机理及其在截割过程中的受力特点的基础上,利用三维建模软件建立在不同轴向倾斜角下镐型截齿和煤岩的物理模型,并将其导入Hypermesh中,经结构简化和网格划分后得到其有限元模型;再将其有限元模型导入ABAQUS中,合理地定义材料属性和施加载荷以及相关参数模拟其截割工况。通过研究轴向倾斜角为0、5°、10°和15°时镐型截齿受到的应力和位移,发现应力主要集中在镐型截齿的齿尖,而且轴向倾斜角越大,镐型截齿齿尖受到的应力和位移呈线性增长。     

镐型截齿破损分析及新工艺研究

对国产镐型截齿破损的主要形式进行了分类和原因分析,表明国产镐型截齿过早破损的主要原因在于材料和工艺。以此分析为基础,提出了一套新的采煤机镐型截齿生产工艺     

滚筒采煤机截齿安装角的角位特性分析

截齿截割安装角直接影响着滚筒采煤机工作时的截割阻力,因此准确安装截齿方位非常重要。介绍了该安装角在滚筒上的空间位置,建立了安装角与滚筒以及截齿空间参数之间的数学模型,分析了截齿安装时的几何约束特性。     

镐形截割刀具截割性能试验台设计研究

介绍了国内外采掘机械截割性能试验台的研究现状,针对不同截割试验台在截割试验中存在的问题,提出了镐形截割刀具截割性能试验台的研究目的及设计方案。介绍了试验台硬件部分结构组成及主要功能,开发了截割试验数据采集系统和数据专用分析软件。该试验台能够对井下采掘机械刀具截割过程进行实验室试验及截割性能分析。     

截线间距与截齿截深的比值对截齿截割力的影响

为了研究截齿在破岩过程中的截割力,进一步提升截齿截割效率,用SolidWorks建立了截齿截割岩石的三维模型,使用HYPERMESH对模型进行网格划分,利用ANSYS/LS-DYNA动态仿真软件,建立了截齿破岩三维有限元模型,采用Holmquist-Johnson-cook(HJC)模型对岩石材料进行了数值模拟,研究了切削厚度分别为2.5、5、7.5 mm时,不同截齿中线间距所对应的截线间距与截齿截深的比值对截齿截割力的影响,结果表明:改变截线间距来改变截线间距与截齿截深的比值时,截齿所受的截割力会产生波动,不同的截齿截深所造成的截齿最小作用力对应的比值不同;同时,截齿截深所影响的截齿作用力在实验中占较大一部分,因此,在合适的截齿截深的条件下,合理改变截线间距与截齿截深的比值可以有效减少截齿所受的截割作用力,提高截齿的寿命。     

矿用采煤机截齿现场使用状况分析

阐述了镐型截齿在煤矿开采过程中的重要性,指出了不同厂家不同质量截齿在现场使用过程中出现的问题,通过对比分析,提出了高性价比产品的优势及推广价值。     

截齿排布圆周角对纵轴式掘进机截割头设计性能的影响

以变升角螺旋线纵轴式截割头为基础,采用三维设计结合仿真的方式,对截齿按等圆周角间距排布的QC型截割头和按不等圆周角间距排布的UC型截割头进行了设计计算。计算过程的外部参数均相同。当截割头转速为30r/min,横向移动速度为0.04m/s,钻入深度为截割头全长时,QC型截割头主要破岩区切屑图单元面积平均值比UC型截割头大11.7%,可获得更大的岩屑块度;且有效截齿数变动量和截割合力变动量均较小,载荷稳定性更好。仿真模拟结果表明,虽然QC型截割头制造相对复杂,但设计性能优于UC型截割头。     

采煤机截齿堆焊前后的耐磨性试验

采煤机截齿齿体的耐磨性直接影响到截齿的寿命和采煤的效率,对截齿进行堆焊可以直接提高其耐磨性。根据实验室试件实验的方法,对比截齿堆焊前后的耐磨性,最终分析出堆焊能提高采煤机截齿的耐磨性。     

测量掘进机截割头截齿空间角度的方法

为对截割头上截齿轴线的空间角度进行测量与控制,提出一种新的测量方法,可以测量截齿轴线上的两点空间坐标位置,通过坐标变换取得所需辅助平面上点的坐标,根据轴线上两点位置与辅助平面上的点的位置,可以通过解析方法得到截齿的空间角度,以此检验截齿空间角度的正确性。     

采煤机滚筒端盘截齿角对截割载荷特性的影响

以采煤机滚筒端盘截齿为研究对象,应用非线性仿真软件ABAQUS建立端盘截齿与煤岩的刚柔耦合模型,利用模型的动态仿真过程,研究了截齿载荷随3种轴向倾斜角和二次旋转角不同的变化规律。研究表明:截齿截割瞬间,截割阻力随着轴向倾斜角和二次旋转角的增大而增加,牵引阻力和侧向阻力变化平稳。     

采煤机镐形截齿疲劳寿命分析及优化

为了寻找采煤机镐形截齿合理的安装姿态,并分析和提高镐形截齿的疲劳寿命,以MG600采煤机滚筒为研究对象,利用UG建立4种不同切向安装角度截齿的MG600采煤机滚筒,通过LS-DY-NA对这4种采煤机滚筒截割煤壁的过程进行模拟,得出镐形截齿所受的截割阻力图,将所求得的截割阻力数据导入MATLAB中求出截割阻力均值,在UG/NASTRAN中将此截割阻力均值加载到不同切向安装角度的截齿上并分析其疲劳寿命.研究结果表明,切向安装角度为45°镐形截齿的疲劳寿命最长,且不易折断.