纵轴式截割头缺齿截割载荷仿真

以EBZ135掘进机顺序式截齿排列的截割头为例,对不同位置缺失一个截齿时截割头破岩载荷进行仿真研究,得到了载荷波动曲线及其统计量,并与正常截割时的载荷相比较,结果表明:同等条件下缺齿截割较正常截割载荷波动性系数明显增加,约为未缺齿时的2倍,载荷低频的波动频率由截割头转频与螺旋线头数的乘积变为截割头转频。结论对纵轴式截割头缺齿截割检测有一定的理论指导意义。     

硬岩悬臂式掘进机截割部摆动驱动力计算

根据截齿和截割头受力理论公式,应用Matlab软件编写截割头在截割过程中受各方向的载荷程序,模拟截割头受力。针对某型硬岩掘进机截割头模拟受力结果,并对截割部进行力学理论分析,计算得出截割部摆动需要最大驱动力,为截割部摆动驱动油缸设计提供了工况参数。     

不同截割线速度截齿受力的分析

探讨了截割硬岩时截割线速度对截齿受力和应力分布的作用情况,通过Pro/E三维建模,利用ANSYS对不同截割线速度下截齿受力情况进行有限元分析。分析结果表明,随着截割线速度的增加,截齿所受最大应力减小,而随着线速度的继续增加,最大应力值减小的幅度降低。     

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。     

横轴式掘进机截割头2种截齿排布形式的对比分析

根据横轴式掘进机的工作特点,对截割头的设计要素进行了分析,介绍了横轴式截割头截齿排布螺旋线的设计方法及截齿空间定位的表示方法。通过分析4螺旋线和6螺旋线截割头的截线间距和圆周角间距参数,从有效截齿数和截割力两方面对这2种截割头的设计性能进行了研究计算和对比分析,得出了2种截割头各自的性能特点。分析结果表明:当工作条件相同时,按1线3齿排列的S形截割头可获得较小的截线间距和较大的截割力,截割载荷稳定,适宜于硬岩截割。     

镐形截齿截割参数及几何参数研究

 摘要：基于镐形截齿拉坏破岩模型,在考虑岩石性质的情况下推导出了镐形截齿合金头的理论长度和最佳截槽间距的表达式,并推导出了考虑破岩摩擦力情况下的镐形截齿破岩截割阻力的表达式,经计算与相关研究结果基本一致,且计算精度有所提高,分析表明摩擦力对截割阻力有一定的影响。这些对镐形截齿和采掘机械工作机构的设计选型具有理论指导意义。     

采煤机截割部截齿的有限元分析

主要利用有限元分析软件ANSYS Workbench对采煤机截割部截齿进行分析,得出采煤机截割部单个截齿的应力和位移分布图,解释了采煤机截割部截齿在截割煤层时,截齿的受力情况,为后续截割部截齿的设计奠定一定基础。通过对截齿的失效分析,提出一些改进方案,为截割理论的完善提供一些依据。     

采煤机截割机构截齿受力监控系统

针对采煤机截割机构截割作业过程中作用在截齿上的截割阻力和冲击较大,导致截齿磨损严重、使用寿命短、经济性差的问题,以应变传感器为基础提出了一种新型的截齿受力监控系统,对截割作业过程中截齿的受力进行实时监控。应用结果表明,该监控系统能够精确对截齿受力进行监控,并对截齿的磨损状态和失效状态进行有效判断,及时对其进行调整维护,可以提升截齿截割过程中的截割效率,增加截齿的使用寿命。     

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。     

截割参数对镐型截齿截割比能耗的影响

为了研究相关截割参数对截割比能耗的影响,基于直线截割试验装置,在不同截割角条件下,使用5种不同锥角的镐形截齿对一种砂岩进行截割试验,研究了相关角度参数对截割力和比能耗的影响;在截割角为55°时,使用锥角80°的截齿,在不同截割厚度和截线距条件下进行截割试验,探讨了截割厚度和截线距对截割力和截割比能耗的影响。试验结果表明,清理角对截割力和截割比能耗有显著的影响,当清理角过小时,截齿与岩石之间产生严重的摩擦使截割力明显较大,从而使截割比能耗较大。当清理角小于等于10°时,平均截割力随截齿锥角的增大呈线性增大,随前角的增大呈线性减小,此时截割比能耗明显小于清理角大于10°时的截割比能耗,但锥角和前角对截割比能耗未见明显的影响趋势。平均截割力随截割厚度和截线距的增大呈线性增大。截割比能耗随截割厚度的增大呈幂函数减小。截线距与截割厚度的比值存在一个最优值使截割比能耗最小,此时截割比能耗相对无截槽影响时约降低65.1%。截线距与截割厚度比值的最优值为2或3,且该比值不受截割厚度和截线距的影响。这些结论对镐型截齿工作角度的设计及采掘机械工作机构截齿布置有重要的指导意义。