基于離散元法的掘進(jìn)機(jī)截割頭截割性能研究.pdf

1、掘進(jìn)機(jī)是一種綜合類掘進(jìn)設(shè)備，在煤炭開采中占有重要地位。作為掘進(jìn)機(jī)核心零部件之一，截割頭工作環(huán)境復(fù)雜，且煤巖分布不均導(dǎo)致截齒受力具有很大的隨機(jī)性。目前，國內(nèi)掘進(jìn)機(jī)配套的截割頭主要依賴于進(jìn)口，在使用過程中截割效率低、截齒消耗量大，無法滿足正常截割要求，并且存在采購成本昂貴、維修服務(wù)困難、無自主知識產(chǎn)權(quán)等問題，嚴(yán)重制約了我國掘進(jìn)機(jī)整機(jī)產(chǎn)品的發(fā)展和利潤空間。開展掘進(jìn)機(jī)截齒截割煤巖機(jī)理研究，分析截齒設(shè)計(jì)參數(shù)對載荷特性的影響，將為我國打破國外公司技

2、術(shù)壟斷，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)整機(jī)產(chǎn)品國產(chǎn)化、系列化和工程推廣提供支持。
　　本文以某公司EBZ200懸臂式縱軸掘進(jìn)機(jī)截割頭為研究對象，利用離散元法建立截齒截割過程仿真模型，分析參數(shù)對截齒截割特性的影響，為截齒設(shè)計(jì)和安裝尋求理論依據(jù)。
　　探討了掘進(jìn)機(jī)截割頭的設(shè)計(jì)與評價(jià)參數(shù)，分析了煤巖的摩擦系數(shù)、強(qiáng)度和堅(jiān)固系數(shù)三個(gè)主要性質(zhì)，對掘進(jìn)機(jī)截割頭截齒的截割功能角和安裝工藝角兩個(gè)安裝角度進(jìn)行了說明，并對兩者之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系進(jìn)行了討論，分析了截割頭的

3、截割性能評價(jià)指標(biāo)，即截齒受力、載荷變差系數(shù)和截割比能耗。
　　利用混凝土制作了煤巖的近似物理模型并對其進(jìn)行了取芯，通過單軸壓縮實(shí)驗(yàn)得到了取芯試樣的力與位移關(guān)系曲線，并將壓縮過程分為彈性與脆性兩個(gè)變化階段。建立了取芯試樣單軸壓縮離散元模型，通過不斷調(diào)整仿真參數(shù)得到了與實(shí)驗(yàn)基本一致的結(jié)果，為截齒截割過程仿真中煤巖物性參數(shù)的正確選取提供了依據(jù)。
　　建立了掘進(jìn)機(jī)截齒截割過程的三維離散元仿真模型，采用Pro/E對截齒和煤巖進(jìn)行幾何建