EBZ135型悬臂式掘进机截割头结构的改进.pdf

太原理工大学

硕士学位论文

EBZ-135型悬臂式掘进机截割头结构的改进

姓名：兰晓锋

申请学位级别：硕士

专业：机械设计与理论

指导教师：李春英;刘军

20100401
太原理工大学硕士研究生学位论文

EBZ-135型悬臂式掘进机截割头结构的改进

摘要

悬臂式掘进机作为巷道掘进设备，在矿山开采中起着重要作用。截割

头是掘进机的重要组成部分，在煤岩截割中，消耗了整机的大部分功率。

截割头结构复杂，装配参数较多，而且这些参数又相互关联和制约，直接

影响整机的截割性能。本课题为某企业的委托项目。文中涉及的EBZ-135

型掘进机在工作时，截割头上各截齿受力差异较大，导致截割头整体振动

严重，各截齿寿命差异较大，不便于截齿的修配。据此，对该型号掘进机

截割头结构的改进成为该课题的主要研究内容。

课题中结合EBZ-135型掘进机，在UG3.0中建立截割头和煤岩壁的三

维模型，然后将模型导入显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA10.0中，从而

建立截割头截割煤岩的数值模拟模型。在计算机中对截割头横切和钻进煤

岩两种工况进行模拟，得出各截齿和截割头整体受力情况。对各截齿受力

情况进行统计、分析和比较，然后通过改变各截齿间的轴向间距来调整各

截齿间的截线间距。通过参数的反复调整和截割模拟，使各截齿受力趋于

均衡，截割头整体受力波动变小。该课题的研究，达到了使各截齿受力均

匀，寿命差异较小，整机截割性能得到提高的目的。

关键词：掘进机，截割头，数值模拟，结构改进

I
太原理工大学硕士研究生学位论文

THESTUCTUREIMPROVEMENTFOR

CUTTINGHEADOFEBZ-135BOOM-TYPE
ROADHEADER

ABSTRACT

Asthelanewayexcavationequipment,boom-typeroadheaderplaysan

importantroleinmining.Cuttinghead,animportantpartofroadheader,

consumesmostofthemachinepowerintheprocessofcoal-rockcutting.With

thecomplicatedstructure,cuttingheadhasmanycorrelatedandinteracted

assemblyparameters,whichhaveaninfluenceonthecuttingperformanceofthe

wholemachinedirectly.Thisitemisentrustedbyanenterprise.Whenthe

EBZ-135roadheaderthatinvolvedinthispaperworks,theloadsoneachpicks

ofthecuttingheadarequitedifferent,whichcausethewholevibrationof

cuttingheadseriouslyandtheunevenservicelifeofeverypicks,soitis

inconvenienttomakerepairsandsupplyreplacements.Accordingly,the

structureimprovementforcuttingheadofthisroadheaderisthemainresearch

content.

Inthisresearch,basedontheEBZ-135roadheader,theauthorsetupthe

three-dimensionalmodelofcuttingheadandcoalwallinUG3.0,andimported

themodelintoexplicitdynamicanalysissoftwareANSYS/LS-DYNA10.0to

establishthenumericalsimulationmodelofthecuttingheadincuttingcoal

III
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rocks.Thetwooperatingconditionsofthecuttingheadincrosscuttingand

drillingcoalrocksaresimulatedoncomputer,then,theexternalforceson

cuttingheadandpicksareobtained.Afterthestatistic,analysisandcomparison

ofworkingforc