露天采礦機(jī)截齒破巖數(shù)值模擬研究.pdf

1、分類號(hào)●■■■■●■●■■■■■■■■■●■■■■一UDC密取學(xué)校代碼曼Q壘22武濰程歹大穿學(xué)位論文題目壅苤耋墜芝墊墊童壟叁堂絲搓墊塹塞英文題目壘玨趔坌壑墨必塹鯉Q￡墾塾：巡￡地gQ￡墨逝曼△焦塾簋!研究生姓名奎查指導(dǎo)教師姓名—=毯L職稱—一量蝗墜學(xué)位—』陛_一單位名稱資透魚堡蕉三堡堂墮?quán)]編壘3QQZQ申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別亟論文提交日期至Q!!!魚!論文答辯日期201305學(xué)位授予單位盍墊墨墨盤鱟學(xué)位授予日期——答辯委員會(huì)主席—璧繼燦閱人—丐一

2、2013年03月摘要隨著露天礦山大型化、機(jī)械化、自動(dòng)化、無人化、連續(xù)化作業(yè)的發(fā)展，露天采礦機(jī)的應(yīng)用將越來越普及，不僅在煤巖等軟巖礦山開采中發(fā)揮了重要作用，還將在石灰?guī)r等中硬巖礦山發(fā)揮其重要作用。為了合理利用露天采礦機(jī)高效開采，在了解礦巖特性條件的基礎(chǔ)上，需對(duì)露天采礦機(jī)截齒破巖規(guī)律及其相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)有足夠的了解。文中采用動(dòng)力學(xué)理論對(duì)露天采礦機(jī)滾筒截齒的運(yùn)動(dòng)及受力進(jìn)行了分析；通過建立截齒破巖幾何模型對(duì)截割力進(jìn)行了推導(dǎo)；結(jié)合ABAQU

3、S有限元軟件建立了截齒截割破巖數(shù)值模型，針對(duì)于單齒作用和雙齒同步作用下考慮截齒截割速度、截割深度及截線距的變化對(duì)截齒截割破巖過程的影響進(jìn)行了數(shù)值模擬；基于數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)露天采礦機(jī)截齒破巖規(guī)律及截割參數(shù)優(yōu)化進(jìn)行了研究。所取得的成果總結(jié)如下：(1)露天采礦機(jī)截齒的運(yùn)動(dòng)為隨機(jī)器的牽引運(yùn)動(dòng)與滾筒的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的合成運(yùn)動(dòng)。其運(yùn)動(dòng)軌跡線為在牽引方向伸展的平面擺線。截割系統(tǒng)(截割滾筒與截齒)受力包括切割滾筒系統(tǒng)自身的重力、行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)施加的推力、轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)

4、系統(tǒng)施加的扭矩以及截齒與礦巖接觸后會(huì)產(chǎn)生截割阻力。(2)在截齒截割作用下，礦巖單元的破壞是拉壓聯(lián)合作用的結(jié)果，拉損傷相對(duì)于壓損傷先作用于礦巖單元；壓損傷單元的體積較拉損傷單元的體積略大；在與截齒接觸處礦巖單元的破壞主要是壓損傷，礦巖內(nèi)部及表面單元的破壞主要是拉損傷。通過對(duì)比單齒與雙齒截割破巖結(jié)果，拉損傷體積最大增量百分比為1725％，壓損傷體積最大增量百分比為1699％：沿截割方向損傷范圍增大了60％，垂直于截割方向增大了567％。(3

5、)基于三種因素(截齒截割速度、截割深度、截線距)正交組合工況的截齒截割破巖數(shù)值模擬結(jié)果，得出了特定巖性條件下不同工況下的最佳參數(shù)匹配模式。綜合上述三種情況下的分析，得出的最佳截割參數(shù)匹配模式為：截割速度為0A5m／s、截割深度為llcm截線距為14cm。通過以上對(duì)露天采礦機(jī)截齒破巖數(shù)值模擬的研究，有助于對(duì)露天采礦機(jī)截齒破巖規(guī)律的深入認(rèn)識(shí)，以及為國產(chǎn)類似機(jī)械設(shè)備的研發(fā)與改造提供一定的理論基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：露天采礦機(jī)，巖石截割，破巖規(guī)律，參數(shù)匹