掘進機星輪裝載機構(gòu)的模擬研究.pdf

1、掘進機通過裝載機構(gòu)來對物料進行裝載，通過將掘進機截割部破碎下來的煤炭或者巖土耙裝到鏟板中央的運輸機構(gòu)來實現(xiàn)裝載過程。裝載機構(gòu)的工作效率直接影響掘進機的整體工作性能。研究可靠而高效的裝載機構(gòu)對于提高掘進機的生產(chǎn)能力非常重要。
　　本文使用UG建立了星輪裝載機構(gòu)的三維實體模型，利用PFC3D內(nèi)嵌的FISH語言編寫STL到PFC3D軟件的接口轉(zhuǎn)換程序，將UG中轉(zhuǎn)換好的STL模型文件導(dǎo)入到PFC3D中，從而實現(xiàn)了在PFC3D散體分析軟件中

2、建立星輪裝載機構(gòu)模型。
　　通過散體力學相關(guān)理論，對星輪輪齒撥動物料做了力學分析，建立了星輪輪齒撥動物料的力學模型以及數(shù)學模型，通過介紹離散元顆粒法的接觸模型，建立了物料的粘、彈性模型，提出了星輪的輪齒在推動散體物料的過程中任意散體質(zhì)點的動力學模型以及相應(yīng)的動力學方程。根據(jù)不同形狀星輪輪齒對物料的受力不同的特點，通過受力分析對直齒星輪，凹面弧形星輪以及凸型星輪的受力進行了比較。確定了星輪在裝載過程中轉(zhuǎn)速的合理范圍，通過動力學分析軟

3、件Workbench得到星輪裝載機構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變云圖以及振型圖。
　　利用散體模擬軟件PFC3D得到不同齒數(shù)的直齒和弧形齒星輪的裝載效率曲線，并且比較了不同寬度鏟板和不同直徑星輪對裝載效率的影響。利用數(shù)值分析的方法，將星輪輪齒坐標離散數(shù)據(jù)公式化，利用最小二乘曲線擬合的方法擬合出星輪輪齒形狀。考慮到星輪裝載機構(gòu)傳統(tǒng)的設(shè)計過程主要依靠經(jīng)驗，計算結(jié)果難以達到最優(yōu)解，同時也造成額外的能量消耗，往往會導(dǎo)致浪費生產(chǎn)成本，降低機械效率，本文建立了