仿蜣螂虫凹坑形镐形截齿结构研究及力学分析

发布时间：2021-08-03 14:52

　　截齿是用于煤炭生产中截割煤岩的一种截割刀具。井下的工作环境十分复杂,截齿在截割煤岩的过程中损耗较大。中国2017年的煤炭产量为35.23亿吨,其中每开采1万吨的煤炭,会消耗掉1000把左右的截齿,这其中近45%是由于齿体的磨损造成的。截齿的平均单价在100元左右,面对每年近百亿的经济损失,开展对截齿齿体耐磨性能的研究有着十分重要的意义。以仿生学理论中的非光滑耐磨结构作为研究基础,对比不同结构的耐磨机理,同时结合截齿的实际工况,选定蜣螂虫体表的凹坑耐磨结构作为研究对象。通过建立数学模型的方式,结合实际的尺寸参数,将凹坑耐磨结构应用到截齿齿体表面上,设计出新型的仿生耐磨截齿。通过正交试验的方法,使用摩擦磨损试验机对16组试件进行磨损试验。试验测得的数据结果表明,带有凹坑结构的试件其磨损量为光滑结构的24.3%⁶1.17%。证明了凹坑结构能提高耐磨性能。并根据试验结果,选定了直径为1.5mm,中心距为3.5mm,深度为1.3mm的规则分布方式作为凹坑的尺寸参数。通过ABAQUS对试验所用的带凹坑结构的试件及仿生截齿进行有限元仿真分析。得出的结果表明,试件表面的凹坑结构使... 

【文章来源】：沈阳航空航天大学辽宁省

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

刀形截齿以及镐形截齿

截齿的布置方式

截齿的主要磨损形式

【参考文献】：
期刊论文
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[3]部分断面掘进机截割头截割性能研究[J]. 袁晓明,邹易达,蹤雪梅,阎鹏,张立杰.  机械工程学报. 2017(24)
[4]中国煤炭行业产能过剩及去产能现状分析[J]. 郁佳琪,宋浩杰.  时代金融. 2017(24)
[5]EBH315型掘进机在加拿大墨玉河煤矿大坡度全岩巷道中的应用[J]. 张彦禄,王学成.  煤炭工程. 2017(04)
[6]采掘机械用截齿磨损的研究进展[J]. 张建广,冯家鹏.  煤矿机械. 2017(02)
[7]凹坑形非光滑表面的耐磨性分析及优化设计[J]. 刘毓,王学文,李博,王少伟,王淑平,杨兆建.  太原理工大学学报. 2017(01)
[8]基于ABAQUS的采煤机镐形截齿失效机理研究[J]. 郝燕萍.  煤炭技术. 2016(10)
[9]冲击载荷作用下锥形截齿磨损的试验和数值模拟研究[J]. 张倩倩,韩振南,张梦奇,张建广.  振动与冲击. 2016(13)
[10]煤矿行业现状及发展建议[J]. 王科.  能源与节能. 2015(02)

博士论文
[1]镐型截齿与煤岩互作用力学与磨损特性研究[D]. 刘晓辉.中国矿业大学 2016
[2]耐磨仿生几何结构表面及其土壤磨料磨损[D]. 荣宝军.吉林大学 2008
[3]截齿截割作用下煤体变形破坏规律研究[D]. 王春华.辽宁工程技术大学 2005

硕士论文
[1]掘进机镐形截齿磨损机理及其影响因素研究[D]. 宇祺.太原理工大学 2016
[2]基于仿生原理的楔横轧模具耐磨性研究[D]. 樊宾宾.宁波大学 2014
[3]高应力硬岩镐形截齿截割破岩研究[D]. 李勇.中南大学 2012



本文编号：3319819