悬臂式掘进机截割头截齿排列的优化设计.pdf

声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在指导教师的指导下, 独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名: EII蕻I:垒垒f』:‘:』关于学位论文使用权的说明本人完全了解太原理工大学有关保管、使用学位论文的规定,其中包括:①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件;②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文; ③学校可允许学位论文被查阅或借阅;④学校可以学术交流为目的, 复制赠送和交换学位论文;⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容(保密学位论文在解密后遵守此规定)。签名:建园日期:土吐上.(、』导师签名:罐日期:垄!!:乏: 乞万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文悬臂式掘进机截割头截齿排列的优化设计摘要 JIIIIIIIMIilIMIIIIIII Y2797472 悬臂式掘进机是一种集截割、装载、运输以及喷雾系统为一体的综掘机组,主要用在煤和半煤岩巷道的掘进开采。其截割执行部分通常由悬臂和截割头组成。截割头是掘进机上最重要的部件之一,可以在工作面自由运动,形成任意形状断面的巷道,其直接参与截割煤岩,结构复杂,参数较多,是研究设计的重点。,截割头振动严重,各截齿受到的外力差异较大,造成截齿的使用寿命差异较大, 不利于截齿的修配。导师和我受企业的委托,本课题将对该型号掘进机截割头的截齿排列进行优化设计。本论文开篇说明了课题研究的目的和意义,介绍了国内外掘进机的发展状况,让读者对掘进机有一个大概的了解。接着在Pro/Engineer WildFire 中建立截割头和煤岩的3D模型,将模型无缝连接到ANSYS/ 中进行显式动力分析,从而建立截割头在横切和钻进两种工况时的虚拟样机模型,再通过LS-PREPOST ,得到截割头和各截齿的受力随时间变化情况,并对各截齿受力数值进行统计分析。然后建立截割头在横切工况时的受力数学模型,基于MATLAB R2010b工具箱封装的遗传算法(GA算法)和相关理论公式,考虑到截割头体的形状特点,分三段优化各截齿的截线间距,使截割头载荷波动降低,截齿受到的外力差异减小,从而减少截齿的修配耗时,提高截齿使用寿命和整机截割性万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文能。关键词:掘进机,截割头,截齿排列,载荷波动,受力分析,优化设计 II 万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文 THE OPTIMIZATl0N DESIGN FOR ARRANGEMENT OF CUTTING TEETH 0F CUTTING HEAD ROADHEADER ABSTRACT Boom—type roadheader is akind prehensive tunneling equipment that includes many functions such as cutting,loading,transportation,spray system, ismainly used totunnel coalandhalf coalrockroadway,and its cutting execution part usually consists ofcantileverandcutting head is one ofthemost important parts head cut coal seam directly,it can move freely atworking face,SO getting arbitraryshape cross— structure andmany oftheparameters, cutting head isthefocus ofthedesign. The EBZ-1 35roadheader isproduced by adomestic coalmine machinery CO。, theroadheader works,the loads on each cutting teeth are quite different,which causes thecutting head vibration seriously and uneven service lifeofevery cu