悬臂纵轴式掘进机截齿分布设计及仿真研究

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悬臂式掘进机作为机械化巷道开拓的主要装备,主要用于煤矿井巷施工,隧道开挖、水利和公路的涵洞建设。截割头作为掘进机破落煤岩的工作机构,其性能好坏直接影响了掘进机工作效率及消耗。截割头的众多参数中,截齿的排布及安装参数是影响截割效率、能耗及磨损的主要参量。只有这些参量与煤岩性质充分匹配,才能取得较好的破岩效果。从而获得较好设备可靠性、寿命及经济效益。
　　本文针对悬臂掘进机的截割头及截齿排布设计进行了研究,重点对截齿的截割角度进行探索和研究。
　　文中采用总结出的截齿岩壁间关系公式,包括截齿座与煤岩体之间关系、齿尖与煤岩体之间关系和齿尖与齿槽之间关系,对截割角度进行初步范围确定。之后采用Pro/E对截割头及截齿建模,利用ANSYS模拟软件对截齿截割煤岩进行仿真计算,并结合MATLAB分析软件模拟计算排布切割效果,对不同位置在不同工况下的截齿角度进行优化选择,并针对模拟优化的效果,采用非优选截割角的截割头和优选截割角后的截割头进行真实的截割岩壁实验,从而验证针对截割角设计理论和方法的正确性,实验结果表明截割角理论公式结合模拟仿真软件分析的结果是正确的和可行的。
　　研究结果表明理论公式并结合模拟仿真分析软件确定截割角的方法可以提高今后开发设计截割头的正确性和有效性,同时降低截割头研发的用时成本和费用成本。

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作者
史成建;
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作者单位

哈尔滨工业大学;

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授予单位哈尔滨工业大学;
学科机械工程
授予学位硕士
导师姓名谢涛;
年度 2013
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类 TD421.5;
关键词
悬臂纵轴式掘进机; 截齿分布; 截割角度; MATLAB分析;

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