掘进机割岩的截齿安装角度分析.pdfVIP

致 谢 经过两年半的努力学习，我终于完成了这篇硕士论文。在此谨向写作过程中给予我帮 助的人表示最真挚的感谢！ 首先要致谢的是我的导师李晓豁教授。李老师治学严谨、学识渊博，在掘进机截割的 研究领域有很深的造诣。能在该研究领域得到他的指导，我感到十分的荣幸与自豪。自入 学的两年多来，李老师严谨的治学态度，锐意进取、与时俱进的精神，高屋建瓴把握全局 的能力以及忘我的工作精神都给我留下了深刻的印象，是我学习和科研中的榜样。在一次 次的课题讨论、研究指导与论文修改中，李老师诲人不倦，不仅在学术上使我受益匪浅， 也在做人做事上体会到了他的魅力。在李老师的严格要求下，我的学习能力和科研能力都 有了较大提高。在此，我向李老师致以深深的敬意！ 同时，感激自己的父母一直以来对我的支持，感谢他们对我的关心、照顾与默默地奉 献！ 感谢师兄史秀宝、何洋，同学李发泉、刘旭南、张惠波、邓云等人在学术方面对我的 帮助和鼓励。 感谢院系领导、班主任等在学习、生活中的支持与帮助。 感谢各位专家和教授对论文的评审和指导。 最后，感谢同班的兄弟们，谢谢他们在生活上给予我的关照，使我度过了快乐而有意 义的两年半研究生生活！ 摘 要 为了研究掘进机截齿割岩的安装角度与截齿截割性能之间的关系，并得到合理的截齿 安装角度，首先对现有研究与实际工程中所采用的截齿安装角度进行了分析，确立了文章 中所研究的截齿安装角度。通过将截齿安装角度分别按照截割功能角与安装工艺角进行描 述，进一步建立了两种描述方式下角度的转换方法。在假设截齿的截割阻力和牵引阻力服 从 Gamma 分布、侧向力服从正态分布并考虑其相关性的条件下，运用随机过程等理论并 通过 MATLAB 编程对截割载荷进行了计算机模拟，得到了截割阻力、牵引阻力和侧向阻 力的大小及变化规律。通过 ABAQUS 建立了考虑硬质合金头的柔性体截齿和基于 Extended Liner Drucker-Prager 本构模型的岩石实体模型。利用显式动力学分析模块 ABAQUS/explicit 对建立的有限元模型进行仿真，得到了截齿三向力的大小及变化规律。将仿真结果与数学 模型模拟结果进行比较，验证了有限元模型的可靠性。通过改变有限元模型中截齿的位置 参数，研究了截齿切削角与旋转角对截齿截割时所受力与力矩的影响，得到了截齿受载特 性随切削角与旋转角的变化趋势。进一步利用 ADAMS 所建立的截齿截割动力学模型，将 ABAQUS 仿真得到的载荷与力矩特性导入动力学模型，研究了截齿安装角度对截齿自转性 能的影响，最终给出了合理的截齿截割功能角，并利用第二章的转换方法转换为安装工艺 角。结果表明：当切削角为 42°~46° 、旋转角为 7°~12°时，截齿以较好的姿态切入岩石， 并且有利于截齿的自转，可以延长截齿的寿命，提高截割头的工作效率。通过将其转换为 实际所用的安装工艺角，为更好地设计掘进机截割头提供了参考。 关键词：掘进机；截齿；割岩；安装角度；载荷；仿真 - I - Abstract In order to study on the relation of pick assembly angle and pick cutting performance when roadheader cutting rock and get the reasonable pick assembly angle, an analyze about the pick assembly angle used in actual project is done to assure the assembly angle that need to research in this paper. The pick assembly angle is described as cutting function angle and assemble process angle, and a translation method between the tw