S150J掘进机截齿失效模式及排列参数的研究

摘要

本论文对S150J型悬臂式掘进机截割头上镐形截齿的失效模式及其排列参数进行了研究。
　　首先，研究分析了镐形截齿的主要失效形式及产生原因，确定了镐形截齿的磨损为第一失效形式，以此给出了提高镐形截齿使用寿命的措施;同时，应用国内外对于镐形截齿的试验与理论研究的成果，对该机型掘进机上使用的镐形截齿进行了受力分析与计算;并与S150J型悬臂式掘进机镐形截齿在截割头上的位置参数进行了对比，通过计算镐形截齿所需崩落角、截线间距等参数，围绕镐形截齿不发生干涉条件，考虑到在掘进机工作中，截割头有一定的后移距离问题，对原来镐形截齿位置参数进行了调整，给出改进后的位置设计参数表。
　　其次，运用有限元分析软件ANSYS对镐形截齿进行了应力和变形分析，获得了镐形截齿应力分布规律，找出镐形截齿最大工作应力发生的位置，为进一步地改善镐形截齿的受力状况，提高镐形截齿设计质量和使用寿命提供了理论依据和有效途径。
　　最后，针对截齿磨损较严重的现象，依据上述的分析与计算，提出了两条改进措施:一是为保证镐齿与齿座间具有良好的润滑与密封，使镐形截齿能够在工作期间保持旋转，发挥自磨刃特点，对镐形截齿的结构做了改进;二是根据计算结果将镐齿齿体端部直径适当减小。这些措施必将会提高S150J掘进机镐形截齿的使用寿命。

目录

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．1．1 国内悬臂式掘进机截割头及镐形截齿技术的研究现状

1．1．2 国外悬臂式掘进机截割头及镐形截齿技术的研究现状

1．1．3 悬臂式掘进机截割头及镐形截齿技术的发展趋势

1．1．4 课题提出与本论文研究的主要内容

第2章 镐形截齿失效形式及其原因分析

2．1 镐形截齿失效形式

2．1．1 截齿磨损

2．1．2 合金刀头脱落

2．1．3 刀头碎裂(崩刃)

2．1．4 截齿丢失

2．2 截齿的失效原因分析

2．2．1 设计质量

2．2．2 选型不当

2．2．3 截齿质量(材料、工艺等)

2．2．4 使用不当

2．3 提高截齿使用寿命的措施

2．3．1 正确选择截齿的型号与规格

2．3．2 合理排列截齿

2．3．3 截割速度要适当

2．3．4 其它需注意的问题

2．4 本章小结

第3章 镐形截齿的工作状况和结构分析

3．1 镐齿破煤岩过程

3．2 镐形截齿的结构和形状分析

3．3 镐形截齿工作情况的分析

3．3．1 镐形截齿受力分析

3．3．2 镐形截齿受力状况分析

3．4 截齿排列参数分析

3．4．1 截割头锥角与截线

3．4．2 截齿安装角分析

3．4．3 截齿装设角度分析

3．4．4 截齿间距

3．4．5 截齿数量

3．4．6 S150J型掘进机截齿在截割头上分布情况

3．4．7 影响镐齿截割力的因素

3．5 镐形截齿的结构分析

3．6 本章小结

第4章 镐形截齿应力分布规律研究

4．1 有限元分析的特点

4．1．1 有限元方法介绍

4．1．2 有限元典型分析步骤

4．2 有限元分析过程

4．2．1 镐形截齿的几何模型建立

4．2．2 基于ANSYS环境下的模型建立

4．2．3 模型网格划分

4．2．4 加载和约束

4．2．5 计算结果分析

4．3 本章小结

第5章 镐齿结构及其排列参数的改进设计

5．1 镐齿结构改进设计

5．1．1 镐齿在齿座中转动条件

5．1．2 影响镐齿转动的因素

5．1．3 增加润滑与密封装置

5．1．4 减小齿身端部直径

5．1．5 改进后的镐齿结构

5．2 镐齿排列参数改进设计

5．3 本章小结

结论

参考文献

附录

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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