不同工况参数对掘进机截割机构截割头性能的影响分析

由于掘进机的振动冲击主要集中在截割头部位,为提高掘进机的截割工作性能,实现矿井高产高效开采,主要分析不同截齿数、摆动截割速度及煤岩性质等掘进机工况参数,研究其截割机构的影响分布.结果表明:随着截齿数的增大,掘进机截割功率也增大;且随着摆动截割速度和煤岩接触强度的增大,其截割功率增幅明显.     

采煤机滚筒截割动力学研究

为了解决采煤机滚筒截割效率低的问题,利用数值模拟软件对不同截割模式下截线距、切削厚度对截割效果的影响进行了一定的分析,发现在同一切削厚度下,剪切断裂所占的比例随着截线距的增大而增大,同一截线距下剪切断裂所占的比例随着切削厚度的增大而增大.同时随着截线距的增大,截割阻力呈现增大的趋势,为采煤机滚筒的设计提供一定的参考.     

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。     

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.     

截割头点制工装设计

悬臂式掘进机作为井下巷道掘进设备,在矿山开采中起着重要作用。截割头是掘进机的重要组成部分,形状、尺寸和截齿的排列方式对掘进机的工作性能有重大影响。截割头结构复杂,装配参数较多,而且这些参数又相互关联和制约,直接影响整机截割的经济效益、可靠性和工作效率。就此对截割头各参数的点制工装设计方法进行了简述。     

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.     

悬臂式掘进机截割头截齿的优化与改进

针对悬臂式掘进机截齿磨损严重、过载停机以及截齿受力不均而被损坏等情况,通过建立截割头和煤岩的3D模型,分析截割头载荷的数学模型,对截割头截齿部分进行受力分析,针对截割头的截齿排列提出合理性方案,使各截齿受到外力差异减小,进而提升掘进机的性能并获取更大的生产价值。     

双滚筒采煤机合理截割参数研究

为了解决截割参数不合理造成效率低的问题,利用数值模拟软件对不同截割参数下截割效果进行研究,发现相关截割对煤壁单元产生的拉伸破坏作用比非相关截割要强很多,此时的煤壁易于被截落。同时随着截线距的增大,截割受到的截割阻力也就增大,随着截厚比的增大,此时截割比能耗呈现先逐步减小后缓慢增大的趋势,同时截线距与切削厚度比值为3.5～4时,此时的截割比能耗最低、截割效率最佳,为采煤机合理参数的选定提供一定的参考。     

EBZ-260型掘进机截割头截割性能研究

通过对EBZ-260型掘进机截割头的截割性能进行分析和研究,深入了解和掌握了相关截割头的数据参数、设计结构及载荷等情况,进一步研究了截割头的受力情况、形状结构及其截齿运行轨迹及安装分布等特性,可为截割工作提供必要的数据参考及理论基础,有利于重要部件的有限元分析,对研究掘进机整机受力的情况、截割的性能、所具备的可靠性及稳定性等方面具有重要作用.     

EBZ-135掘进机截割头的优化设计

为解决掘进机在实际横切和钻进工况下截割头振动严重导致掘进效率低的问题,基于ANSYS仿真软件对设备在两种工况下各个截齿的受力情况进行分析,结合仿真结果对五个区段截齿的截线距结构参数进行优化,最后基于ANSYS仿真软件对优化后截割头各个截齿受力情况及差异系数进行对比,验证优化的效果.     

基于有限元分析的煤矿掘进机截割头优化设计研究

根据煤矿掘进机截割头的工程问题,研究了掘进机截割头的优化设计。以旋转角速度、摆动速度、截齿切削角、截齿倾角作为优化变量,选择合力平均值和切削载荷变化系数作为优化目标。通过正交试验和有限元分析,研究了这些参数对评价指标的影响,并且分析了评价指标随试验因素的变化趋势。将新截割头设计方案与原设计方案相比,优化设计后合力平均值和切削载荷变化系数分别降低了18.3%、5.5%,有效地提高了掘进机截割头的切割性能。研究成果可为掘进机截割头的结构优化设计研究提供依据。     

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。     

中硬煤层下掘进机截割载荷研究

在当前的煤矿生产中,掘进机发挥着重要作用,通过了解掘进机的截割载荷,能更有效地提高掘进机的截割效率,满足煤矿开采的需要。结合传统截割载荷计算方法存在的缺陷,需要使用有限元模拟法对掘进机的动态截割过程进行模拟,从而帮助煤矿企业了解掘进机的截割载荷。基于此,分析了掘进机截割头的载荷计算,通过有限元完成截割过程的仿真,在中硬煤层下分析不同性质煤岩对截割载荷的影响,以期该研究可以帮助煤矿企业更好地选择截割头型号,进而提高掘进机的截割效率。     

关于纵轴式掘进机截割头主要参数的研究

本文通过对纵轴式掘进机截割头主要参数的研究确定,能够提升纵轴式掘进机的截割效率,为掘进机截割头设计奠定一定的基础。     

高压水射流掘进机截割头设计

掘进机是煤矿巷道掘进的主要设备,国内现有的掘进机主要依靠截齿截割,当煤岩硬度较大时,截割头振动剧烈,大大缩短了截齿的使用寿命。为了改善截割头的振动情况,在截割头上引入高压水射流辅助截齿截割,并对高压水射流掘进机截割头关键环节进行具体设计。研究发现,截割头上高压水射流配置方式包括四种:前置式、后置式、中心式和侧置式,其中应优先选择前置式,当水压达到40MPa时,截割头上一般可布置(5~15)个喷嘴,且优先布置在工作环境比较恶劣的球面与锥面的过渡位置。进行高压水射流掘进机截割头截割实验,研究表明所设计的截割头能有效降低截割头振动,当水压达到40MPa时,振幅平均值降低45.6%,且振动更加平稳。     

基于载荷波动最小的掘进机截割头截齿排列参数优化设计

根据单个截齿受力模型和计算公式,确立了截割头横摆截割时载荷波动的计算方法。通过分析截齿排列参数对截割头栽荷的影响,提出了降低载荷波动的策略,建立了基于载荷波动最小的截割头截齿排列参数优化设计数学模型。采用序列二次规划(SQP)方法编写了优化设计程序,并对某型号掘进机截割头的截齿排列参数进行了优化设计。优化前后统计数据表明,截割头的载荷波动明显降低,提高了掘进机的工作可靠性。     

掘进机截割头配套系统的优化与改进

以掘进机截割头配套设备的受力分析与计算公式为基础,利用计算机仿真模拟,对截割头配套系统进行模拟分析与验算,确立了掘进机截割头配套系统在运行状态下的受力情况以及扭矩值,通过计算与建立坐标模型,分析了截割头切割煤层时的形状,提出对截割头配套系统的优化改进措施,即:通过改变截割头直径的长度,避免截割头切入程度过深造成过载停机;通过选择进口合金材料制成的底座,使掘进机截割头受力均衡,以提高截割头底座的稳定性。     

悬臂式掘进机自动截割控制系统的设计分析

为实现悬臂式掘进机自动截割,以可编程控制器与计算机为基础并结合悬臂式掘进机的主要结构,设计了一种悬臂式掘进机自动截割控制系统,提出了控制系统的总体控制方案,设计了控制系统的硬件部分与软件部分,相比于手动截割模式,自动截割实现了掘进机截割头姿态调整,截割路线规划以及截割路径的跟踪,并能进行远程通信与可视化显示,巷道断面成...     

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.     

自适应截割功能在掘进机控制系统的应用

基于传统工频控制策略的悬臂式掘进机截割功能工作效率较低,易出现工作负荷过大、设备冲击等问题,极大地缩短了掘进机的使用寿命.因此,首先分析了工作负荷对掘进机截割效果和效率的影响,得出掘进机截割头转动速度、截割臂摆动速度应与工作负荷相适应的结论;其次提出了将PID与神经网络相结合的自适应控制策略,并对硬件系统部分进行设计;...