镐型截齿不同角度对掘进机截割性能的影响研究赵书山（晋能控股煤业集团挖金湾煤业公司，山西大同037000）摘要：镐型截齿在截割头上进行安装时的切削角及倾斜角对截齿的截割性能具有重要的影响作用，采用有限元仿真分析的形式，对不同的切削角及倾斜角的截割阻力进行分析。结果表明，在切削角度为45°、倾斜角度为15°时截齿作用的截割阻力最小，截齿的截割性能最好，在煤岩的截割过程中应尽量选取最优的角度，提高掘进机的效率。关键词：镐型截齿；切削角；倾斜角；截割阻力；截割性能中图分类号：TD42文献标识码：A文章编号：1003-773X（2023）06-0028-020引言我国具有丰富的煤矿资源，随着采煤技术的发展，煤矿的开采效率逐渐提升，与之配套的矿井掘进效率也需要提升，从而达到采掘比的平衡，提高煤矿的综合效率。在矿井掘进的过程中，悬臂式掘进机是主要的掘进设备[1]，可以实现矿井巷道的机械化综掘，对巷道掘进效率的提高具有重要的意义。在悬臂式掘进机中，截割头是参与煤壁破岩的主要构件，多采用镐型截齿进行煤岩的截割[2]，截割头的性能对掘进机的整机效率及截割块煤率及工作的稳定性具有重要的影响作用。镐型截齿在截割头上的安装角度不同对煤岩截割的作用不同，造成掘进机的截割性能不同，从而影响巷道的掘进效率[3]。针对镐型截齿在截割头上的安装角度，采用有限元仿真模拟的形式对截割过程中产生的截割阻力进行分析，从而选取较小的截割阻力，提高掘进机的截割性能，提高巷道的掘进效率。1镐型截齿不同角度数值分析模型的建立镐型截齿是悬臂式掘进机常用的截齿类型，截齿在截割头上的安装主要取决于切削角及倾斜角，如图1所示，其中切削角α指镐型截齿自身的中心线与齿尖的运动轨迹切线之间的夹角[4]，倾斜角β指垂直于截割头中心线的平面和截齿齿尖运动轨迹的切线与截齿中心线组成的平面之间的夹角值。针对镐型截齿的角度对截割性能影响进行分析，对切削角及倾斜角分别进行建模分析，对单个截齿的作用进行仿真分析，采用UG软件建立不同切削角及倾斜角的模型，如图2所示。采用有限元分析软件LS-DYNA进行截齿截割性能的分析[5]，LS-DYNA是通用的显式动力分析软件，能够对煤岩破碎等非线性问题进行模拟，在工程领域中具有广泛的应用，包含有多种形式的单元类型，能够较好地满足截齿及煤岩的特征参数[6]，从而进行准确地计算。将建立好的截齿及煤岩模型进行格式转换并导入到LS-DYNA软件中，对其进行网格划分处理。在LS-DYNA软件中，solid...
