纵轴式掘进机截割头辅助设计与优化软件开发及应用

采用Matlab与Excel联合编程开发了纵轴式掘进机截割头辅助设计与优化软件,通过输入截割头必要的几何及运动学参数,便可实现其辅助设计与优化,并自动生成截齿排列图、载荷曲线、切削图及基于Pro/E的截割头3D模型;获取横摆速度、截割头转速、螺旋升角、叶片头数及截齿排列方式与截割功率、截割比能耗、截割阻力、切削面积之间的参数关系,指导截割头的优化设计使其整体性能达到最优;能够独立运行的EXE文件使软件更具普适性、操作更简单。以某公司研发的EBZ220掘进机为工程对象,基于实际工况,找到了截割头最佳设计方案及最优运动参数,在截割电机额定功率下,保证切削面积最大达854.95 mm2,截割比能耗最低至4.9 k W·h/m3。