EBZ-135型悬臂式掘进机截割头结构的改进

论文摘要

悬臂式掘进机作为巷道掘进设备,在矿山开采中起着重要作用。截割头是掘进机的重要组成部分,在煤岩截割中,消耗了整机的大部分功率。截割头结构复杂,装配参数较多,而且这些参数又相互关联和制约,直接影响整机的截割性能。本课题为某企业的委托项目。文中涉及的EBZ-135型掘进机在工作时,截割头上各截齿受力差异较大,导致截割头整体振动严重,各截齿寿命差异较大,不便于截齿的修配。据此,对该型号掘进机截割头结构的改进成为该课题的主要研究内容。课题中结合EBZ-135型掘进机,在UG3.0中建立截割头和煤岩壁的三维模型,然后将模型导入显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA10.0中,从而建立截割头截割煤岩的数值模拟模型。在计算机中对截割头横切和钻进煤岩两种工况进行模拟,得出各截齿和截割头整体受力情况。对各截齿受力情况进行统计、分析和比较,然后通过改变各截齿间的轴向间距来调整各截齿间的截线间距。通过参数的反复调整和截割模拟,使各截齿受力趋于均衡,截割头整体受力波动变小。该课题的研究,达到了使各截齿受力均匀,寿命差异较小,整机截割性能得到提高的目的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究动态
• 1.3 课题研究的主要内容
• 第二章 截割头截割煤岩的数值模拟
• 2.1 截割头与煤岩三维模型的建立
• 2.1.1 截割头三维模型的建立
• 2.1.2 煤岩三维模型的建立
• 2.2 截割头截割煤岩数值模拟模型的建立
• 2.2.1 模拟程序的选择
• 2.2.2 三维模型的导入
• 2.2.3 单元类型选择和材料参数设定
• 2.2.4 网格划分
• 2.2.5 定义接触
• 2.2.6 施加初始条件、约束和边界条件
• 2.2.7 煤岩破坏参数的设定
• 2.2.8 求解控制设置
• 2.3 向 ANSYS/LS-DYNA10.0 求解器提交求解
• 2.4 后处理
• 2.4.1 截割头横切煤岩数值模拟的后处理
• 2.4.2 截割头钻进煤岩数值模拟的后处理
• 2.5 两种工况下各截齿和截割头受力分析
• 2.5.1 两种工况下各截齿受力分析
• 2.5.2 两种工况下截割头的受力分析
• 2.5.3 结论
• 2.6 本章小结
• 第三章 截割头结构的改进
• 3.1 结构改进的目标
• 3.2 结构改进的方法和理论依据
• 3.3 截割头结构的改进
• 3.3.1 改进前截齿间轴向间距
• 3.3.2 A 区间段截齿轴向间距的调整
• 3.3.3 B 区间段截齿轴向间距的调整
• 3.3.4 C 区间段截齿轴向间距的调整
• 3.3.5 D 区间段截齿轴向间距的调整
• 3.3.6 E 区间段截齿轴向间距的调整
• 3.3.7 改进后截齿间的轴向间距
• 3.4 截割头结构改进后截割煤岩数值模拟分析
• 3.4.1 截齿受力分析
• 3.4.2 截割头受力分析
• 3.5 结论
• 3.6 本章小结
• 第四章 结论与展望
• 4.1 结论
• 4.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文