轻量化掘进机截割臂工作性能的离散元分析

摘要

针对纵轴式掘进机截割臂惯性大、结构稳定性差、姿态调节有限等问题,运用机器人拓扑结构分析设计出4RPU+R一平移三转动轻量化截割臂.针对截割臂遮护板遮护面积不足、缺乏保护等问题,运用发明创造理论(theory of inventive prob-lem solving,TRIZ)设计伸缩式遮护板.利用离散元数值模拟方法分析该机构对煤岩断面成形质量的影响,结果表明,矩形断面掘进成形率可达77.96％.该一平移三转动轻量化截割臂用于矩形煤岩断面成形的效果较好,验证了机构设计的合理性,可为掘进机截割部件轻量化设计提供参考,并对掘进设备的优化和支护环境的改善提出展望.