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1、·44·價值工程縱軸式掘進機截割頭運動參數對截割載荷的影響分析AnalysisoftheInfluenceofKinematicsParametersofLongitudinalCuttingHeadofRoadheaderontheCuttingLoad郝建生HAOJian—sheng(中煤科工集團太原研究院，太原030006)(TaiyuanResearchInstituteofChinaCoalTechnology&EngineeringGroup，Taiyuan030006，China)摘要：對影響縱軸式掘進機截割載荷的運動參數進行了分析，在ANSY
2、S中建立了縱軸式掘進機截割頭截割煤巖的有限元模型，并基于LS—DYNA對其截割過程進行了仿真分析，獲得了截割載荷隨時間的動態(tài)變化曲線。針對截割過程中對截割載荷影響較大的運動參數，包括截割頭鉆進速度、擺動速度和轉速等對截割載荷的影響進行了比較分析。仿真結果表明，截割載荷隨截割頭鉆進和擺動速度的增大而增加，隨截割頭轉速的增大有所降低。分析結果為合理選取截割頭運動參數及提高截割頭的截割性能提供了理論依據。Abstract：Thekinematicsparameterswhichaffectthecuttingloadsofroadheadercuttinghead
3、wereanalyzed，andthefiniteelementmodelofcuttingprocesswasestablishedandthesimulationofcuttingprocessofcuttingheadwascarriedoutbasedonANSYS／LS—DYNA．thetimehistorydynamiccurveofcuttingloadwasobtained．Aimedatthekinematicsparametersincludingverticaldrillingvelocity，swingingvelocity，andr
4、otationvelocitywhichaffectthecuttingloads，acomparativeanalysiswasearriedout．Theresultsshowthatcuttingloadsincreasealongwiththeincreaseofverticaldrillingandswingingvelocityaswellasthedecreaseofrotationvelocity．A11theresultsachievedaboveprovidetheoreticalbasisforchoosingkinematicspar
5、ametersandimprovingcuttingperformance．關鍵詞：截割頭；ANSYS／LS—DYNA；運動參數；截割載荷Keywords：cuttinghead；ANSYS，LS—DYNA：kinematicparameter；cuttingload中圖分類號：U455．3+1文獻標識碼：A文章編號：1006—4311(2014)21—0044—030引言1影響截割載荷的運動參數掘進機截割頭在截割電機以及懸臂的帶動下可以完為了分析掘進機截割頭運動參數對截割載荷的影響，成煤巖的破碎，從而實現掘進工作，在實際工作中截割頭在此之前必須清楚影響截割
6、載荷的主要運動參數?？v軸式的運動參數不僅影響機器的工作效率，而且也影響截割載掘進機截割頭的工作過程荷的大小lll。因此，對縱軸式掘進機截割頭進行運動分析并包括縱向鉆進截割、水平對運動參數對截割載荷的影口向研究具有重要意義。針對截擺動截割、垂直擺動截割割頭的運動分析，郭迎?；氐壤米鴺俗儞Q，對截齒的運動三種工作方式同。在截割頭進行了研究，并通過計算機仿真分析了截割頭工況參數對不同的工作方式中，主要的運動參數包括截割頭轉截齒運動的影響；李曉豁[31對掘進機擺動截割時截齒的運速、鉆進速度以及擺動速動情況進行了運動學仿真；張鑫[41等對掘進機截割頭在橫度。為了直觀地
7、表明截割擺截割時的載荷進行了模擬，采用序N-次規(guī)劃的方法進頭的運動參數，建立如圖1行了優(yōu)化設計，從而降低了截割頭的載荷波動。然而，他們所示的截割頭運動學模僅局限于對截割頭運動本身的研究，沒有考慮截割頭的運型，其中n為截割頭的轉圖1截割頭運動學模型動參數對于截割載荷的影響規(guī)律。李曉豁同等對截割頭的速，v為截割頭鉆進速度，v為截割頭擺動速度。工況參數對截割頭載荷的影響進行了研究，分析了截割頭1．1截割頭鉆進速度掘進機截割頭做縱向鉆進截割橫切速度和轉速對截割頭載荷的影響規(guī)律，但是側重于理時，頭體在繞自身軸線旋轉的同時沿其軸線方向向前運論計算，而且沒有考慮截割頭在截
8、割過程中載荷的瞬時動。截割頭上的截齒作縱性，因而無法
