掘进机截齿截割岩石仿真与试验研究

为提高截割效率、降低截齿磨损率,建立了钻进和横切2种工况下截齿截割岩石的模型,对2种工况下的截齿进行有限元分析,并以截齿受力、截割功率、截割比能耗为目标函数,实现了对现有截齿形状、安装角度等方面的优化设计,并以此为基础设计了一款新截割头。通过新旧截割头的对比试验研究,可知优化后的截割头无论是在高速或者低速工况下,其截割效率均高于优化前,且新截割头截齿磨损率小于旧截割头。     

锥形截齿的有限元分析及加工仿真

建立B型锥形截齿的立体模型,定义一定的材料、施加约束和载荷,进行有限元分析,得到锥形截齿的应变云图、应力云图;对齿体进行区域车削、轮廓车削、凹槽车削,进行加工仿真,得到锥形截齿的数控代码。     

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...     

横轴式掘进机切割头截齿运动分析

分析了横轴式掘进机切割头截齿运动的规律，给出了其运动速度的一般数学表达式，探讨了影响截齿运动速度的因素。     

提高掘进机切割硬岩截齿性能的途径

针对用于切割硬岩的掘进机截齿的几种主要损坏形式进行了分析，探讨了提高掘进机强力截齿性能的途径。     

掘进机切割头截齿排列表示方法的探讨

以Ｓ１００型掘进机为例，对纵轴式掘进机切割头截齿排列表示方法作了归纳总结，为掘进机切割头设计提供参考。     

不同齿身锥度和合金头直径截齿的截割试验

为研究不同截齿的截割性能,研制了5种不同形状的截齿;并在自制的截割试验台上对5种截齿进行试验,分析了不同截齿截割产生的采煤机滚筒扭矩的最大值、最小值、均值、方差等参数;对截落煤岩的块度进行分级处理,研究不同截齿截割块煤率的大小以及截落煤岩的块度分布规律.分析结果表明：不同形状的截齿,随着截齿合金头直径、齿身锥度的变化,其截割力、块煤率的变化是不同的.阶梯型截齿随着齿尖合金头直径减小、齿身锥度增大,其截割力减小、载荷波动增大、块煤率下降;齿身锥度、合金头大小与截齿截割力的关系服从指数分布,截割煤岩的块度也服从指数分布.对于锥型截齿,当齿身锥度较大、合金头较小时,其截割力较小、载荷波动较小、块煤率较大.     

截齿截割煤体变形破坏过程模拟试验

在自制的截割试验台上进行截齿截割煤体的模拟试验,对截割过程三向力进行在线监测,并对截割过程进行高速摄影,测量了截割物的粒度组成,并对能耗进行测试.试验结果表明：相同截深时锥形截齿截割力比扁型截齿截割力大;截齿截入煤体,在扁型截齿凸脊及锥形截齿齿尖与煤体接触处出现裂纹,随截齿截割前行,裂纹迅速扩展,裂纹扩展方向与煤体的层理、节理有关.     

测量切割头上截齿空间位置的一种方法

描述了悬臂式掘进机切割头上各截齿的空间位置状态， 提出了一种验证截齿在切割头上空间位置的检测方法     

刀形截齿截割阻力的理论和试验研究

根据刀形截齿截割破碎煤岩过程的宏观现象,应用拉破坏理论建立了刀形截齿截割破碎煤岩的理论模型,从而导出了截齿截割煤岩时的断裂角和截割阻力的理论表达式。试验结果表明,理论计算值与试验值非常吻合     

高硬耐磨涂层截齿的试验研究

利用热喷焊技术在截齿头部喷焊一层高硬耐磨合金涂层，以代替日前国内外通用的钎焊硬质合金截齿，克服了硬质合金刀头易脆断、脱落的缺点，使用寿命有所提高。     

单刃倾面扁截齿试验研究

实验对比了新型单刃倾面扁截齿与普通扁截自的切削性能,并采用有限元法计算分析了这两种截齿的应力分布,得出新型单刃倾面扁截齿优于普通扁截齿的初步结论。     

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。     

截齿前角对高强度岩石破坏形态的影响

许多研究人员详细地研究过在截齿宽度、切割深度、前角、截齿间距和岩石强度变化时破碎岩石所需的切割力。现今的岩石切割理论都基于这样的假设:岩石不是受张力破坏就是剪切破坏;通常都认为用机械开挖时大前角截齿切割岩石的效率最高。因此,除了高强度岩石外,一般都希望前角尽     

岩石在截齿切削下断裂过程的仿真研究

为了研究切削厚度对切削力的影响和不同切削厚度下岩石的断裂形式,编译了基于二维离散元软件PFC2D切削仿真程序,模拟了截齿切削抗压强度为84.9 MPa岩石,仿真结果表明二维离散元仿真岩石切削的过程与Evan的密实核理论符合较好,不同切削厚度下的仿真截割力与试验截割力较为接近,相对误差小于10%。     

掘进机截齿破岩机理分析及截割试验研究

为解决竹林山煤业采用的AS系列的掘进机截齿磨损严重、掘进率低问题,从应力分布、截齿碎岩过程分析了掘进机的破岩机理及截齿被磨损原因、损失情况。将原有的AS系列的掘进机更换成截齿具有堆焊技术的EBZ260W掘进机,通过现场工业性实践表明,截齿表面采用堆焊镍基耐磨涂层后,截齿性能优良,掘进速率高。     

采煤机镐形齿与刀形齿截割力试验分析

为分析镐形齿与刀形齿的截割力的关系 ,自制试验台并建立试验测试系统 ,通过对试验数据、理论的分析获得镐形齿的数学模型。     

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。     

新型分段复合镐形截齿试验研究

镐形截齿的各种失效形式中磨损失效占比最大为80%~90%,而其他形式失效仅占10%~20%,由于硬质合金刀头与支承硬质合金刀头的齿体在硬度和耐磨性上差异过大,使得实际使用中硬质合金刀头只产生较少磨损而支撑硬质合金刀头的齿体部分却产生了大量磨损,支承强度急剧下降,最终导致硬质合金刀头脱落,是镐形截齿磨损失效的主要原因。为解决磨损失效问题提出了新的分段复合镐形截齿的解决方案并给出了制造工艺方法,初步实验结果表明,分段复合镐形截齿较传统截齿使用寿命提高约1.6倍。     

利用正交试验法提高截齿焊接质量

分析了影响采煤机截齿焊接质量的各种因素，介绍了采用正文试验法选择焊接因素的最佳配合。