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部分断面掘进机截割头截割性能研究

发布时间:2019-06-14 15:45
【摘要】: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。
[Abstract]:Cutting head is the key component of roadheader to realize cutting function directly, and its design directly determines the performance of the whole machine to a certain extent. The uniaxial compression test of self-made coal and rock is carried out to determine the compressive strength and elastic modulus of coal and rock made of concrete. In view of the complexity of cutting coal and rock process of roadheader, taking the cutting head of partial section roadheader as the research object, based on the physical parameters determined by uniaxial compression test, the simulation model of cutting coal and rock process of cutting head is established by using dynamic finite element software LS-DYNA, and the influence of cutting angle and rotation angle on cutting load, load fluctuation and cutting specific energy consumption is discussed. The simulation results show that the cutting ability of the cutting head is better when the cutting angle is in the range of 48 掳~ 50 掳and the rotation angle is in the range of 12 掳~ 16 掳. The time domain curve of cutting torque of self-made coal and rock determined by the experiment is compared with the simulation results, and the correctness of the simulation model is verified. The above research provides a theoretical basis for the improvement of cutting performance of cutting head of partial section roadheader, and provides a theoretical reference for the study of other types of cutting or cutting problems.
【作者单位】: 燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制重点实验室;燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室;江苏徐州工程机械研究院;
【基金】:国家重点研发计划课题资助项目(2016YFC0802901)
【分类号】:TD421.5

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本文编号:2499500

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