横轴式掘进机截割头设计过程及其优化方法研究.pdf

致 谢 本论文的写作是在导师李晓豁教授的悉心指导下完成的，在此我衷心的感谢我 的导师李晓豁教授。 两年多来，李老师在生活上给了我极大的关心和帮助，在学习上给了我悉心的 指导。导师的正直、宽厚和蔼以及开明的学术思想、务实严谨的工作作风、永不满 足的学习态度和忘我的工作精神，深切的影响了我，将使我受益终生。 在此，谨向我的导师—— 李晓豁教授，致以崇高的敬意和衷心的感谢！ 在我攻读硕士学位期间，我的父亲、母亲给了我莫大的的支持，朋友给了我无 尽鼓励，他们永远是我生活和攀登人生高峰的支柱，在这里我再一次的感谢您们! 真心祝愿每个帮助过我的人生活幸福、事业昌盛! 对参加论文评审和答辩的专家教授致以崇高的敬意! 摘 要 本文在建立相应的数学模型基础上，对横轴式掘进机截齿排列形式和切屑图的形成 过程及截割头载荷进行分析与研究,为截割机构的运动学研究奠定了理论基础。基于 MATLAB/GUI 设计的横轴式掘机进截齿排列、切屑图、截割头载荷、转矩及截割功率 模拟人机界面系统，设计者只需在此界面上输入相关的几何参数及运动参数，就可以得 到不同情况下的截齿排列图、切屑图、载荷、转矩及截割功率的模拟曲线,从而可以根据 模拟的结果来判断截齿排列的优劣，运动参数是否合理等，进而实现横轴式掘进机截割 机构的计算机辅助设计，在此基础上以横轴式掘进机截割比能耗和转矩变差系数最小为 优化目标，用 MPSODE 优化方法对其进行优化，通过优化前后参数的比较分析得出运 用粒子群优化算法和差分进化算法的混合算法（MPSODE ）对横轴式掘进机截割机构的 优化得到了很好的效果。 关键词：横轴式掘进机；截割机构；模拟；参数；MATLAB/GUI；MPSODE 优化设计 Abstract This paper simulated and studied Arrangement type of cutting picks、forming process of grooving section patterns and load of a cutting head,meanwhile, which laies theoretical basis for the kinematics of the cutting part.The simulation man-machine contact surface of pick arrangement chart、grooving section patterns、load, torque and cutting power of cutting head for the horizontal-axial-roadheader based on MATLAB/GUI design, on which designers only by inputting certain geometric parameters and motion parameters can get arrangement chart of cutting picks、grooving section patterns and curves of load, torque and cutting power,and can judge superiority and inferiority of pick arrangements and moving parameters and so on,thus realize aissment design of computer for horizontal-axial-roadheader, basing on above analysises,taking special energy consummation for cutting and torque variation coefficient minimum as optimization objective,optimized with MPSODE optimization method.Through the comparative