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掘进机镐形截齿磨损机理及其影响因素研究

宇祺  
【摘要】:截割头是悬臂式掘进机的的关键部件,其主要功能是破碎巷道中的煤及岩石。截割头工作性能的优劣,直接影响着掘进机的工作效率。因此,按照实际截齿几何参数和截割工况条件建立掘进机截齿截割煤壁的有限元模型,研究截齿几何参数和运动参数对应力、温度分布的影响,在优化截齿结构、改善截齿耐磨性能方面具有重要意义。本文以悬臂式掘进机为研究对象,根据相似理论,建立了截割头截煤模拟试验台,对镐型截齿截割煤过程进行模拟试验,研究不同齿尖锥角下截齿磨损量的变化,并探究截割头不同部位截齿磨损量的分布规律,通过对磨损试验前后截齿进行显微观察,初步分析了截齿磨损规律。利用有限元分析软件ABAQUS的显式动力学分析模块,分别以齿尖锥角、截割速度、截割深度为变量,对截齿截煤过程进行模拟,通过ABAQUS的后处理模块可以查看该过程历程动画以及不同参数下截齿各部位等效应力曲线,并对载荷进行统计分析,得到各变量对截齿应力分布的影响。在此基础上,对截齿截煤过程进行热应力耦合分析,通过对比不同参数截齿温度场云图,探究齿尖锥角、截割速度、截割深度对截齿截煤产热的影响。根据上述研究,进一步分析截齿耐磨性能的影响因素。本文通过理论、仿真与试验相结合的方法,分析研究了截齿的磨损规律及结构参数和运动参数对其耐磨性能的影响,为进一步提高截齿使用寿命以及截割参数的选择提供了理论依据。


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