內容提要
掘進機截割的關鍵技術研究部分斷面掘進機是集截割、裝載、轉運、行走、降塵於一身的綜合機組，是目前機械化掘進工作面的重要設備。掘進機的截割性能是整機工作性能的綜合體現，是直接決定整機工作的可靠性、經濟效益和生產率的關鍵。本書針對掘進機在截割方面存在的實際問題，以煤岩的機械特性分析、截齒和截割頭截割的理論和實驗研究為基礎，對掘進機截割的關鍵技術進行了全面、系統、深入的研究，找出了各種複雜因素對掘進機截割性能的影響，建立了一套完整的掘進機截割頭設計的理論和方法，提出了進一步提高和改進掘進機工作性能的措施和解決目前中型、重型掘進機截割的關鍵問題的方法，為該型掘進機的設計、製造、使用和改進提供了可靠的依據和有效的方法，從根本上解決了截割頭以及掘進機在截割上存在的突出問題。
本書可供從事掘進機設計、研究、使用和技術管理以及煤礦安全與環境保護工作的工程技術人員參考，也可作為高等院校有關專業本科生、研究生的參考書。
編輯推薦
本書針對掘進機在截割過程中存在的實際問題，圍繞中型、重型掘進機的使用環境、截割對象，研究作為工作機構的截割頭的結構形狀與幾何參數、截齒類型與布置以及工作參數對掘進機截割性能、截割效率和整機可靠性的影響，通過理論分析、模擬研究，以及截齒的截割性能實驗和截割頭的截割實驗等一系列的研究，建立了一套完整的掘進機截割頭設計的理論和方法，提出了進一步提高和改進掘進機工作性能的措施和解決目前中型、重型掘進機截割的關鍵問題的方法，為該型掘進機的設計、製造、使用和改進提供了可靠的依據和有效的方法。
作者簡介
李曉豁，男，教授，博士生導師，現任遼寧工程技術大學機械工程學院副院長，機械設計及理論學科(博士點學科)學術帶頭人，車輛工程學科帶頭人；兼任中國機械工程學會機械工業自動化分會委員、中國振動工程學會動態測試專業委員會委員、中國重型機械工業協會礦山機械分會委員、中國煤炭學會煤礦機電一體化專業委員會委員、中國煤炭學會短壁機械化開採專業委員會委員、國家煤炭工業煤礦專用設備標準化技術委員會委員、全國高校機械工程測試技術研究會理事、國家煤炭工業礦山機械工程重點實驗室主任、大型工礦裝備實驗研究中心(遼寧省高校重點實驗室)主任、《西部探礦工程》編委會副主任委員等職。 主持完成國家及省、部級以上科研課題十二項，獲省、部、市級各獎項二十八項；作為發明人，獲國家專利十二項；在國家級學術刊物、全國中文核心期刊以及國際會議上共發表學術論文二百餘篇，有三十幾篇獲獎，有二十八篇被EI等收錄；發表教育、教學研究論文三十多篇；出版教材和手冊十幾部，其中主編九部，有四部獲獎；為本、專科生和研究生講授過四十多門課程；培養博士、碩士研究生七十多人。
目錄
前言
第1章 煤岩力學性能的測定
1.1 抗截強度測定裝置及其原理
1.1.1 抗截強度測定裝置的組成
1.1.2 抗截強度測定裝置的工作原理
1.1.3 抗截強度測定裝置的特點
1.2 煤岩性質測定
第2章 截齒截割性能的實驗研究
2.1 刀形截齒的截割實驗研究
2.1.1 問題的提出
2.1.2 前角及前刃面形狀對截割過程的作用
2.1.3 實驗的系統與方法
2.1.4 實驗結果的分析
2.1.5 載荷的相關分析和頻譜分析
2.2 鎬形截齒的截割實驗研究
2.2.1 實驗台的組成及特點
2.2.2 試樣的製備及其力學性能
2.2.3 截齒截割時的三向力測定
2.2.4 實驗數據的整理
2.2.5 實驗值與理論值的比較
2.2.6 結論
2.3 不同排列方式及截割參數的實驗研究
2.3.1 實驗的材料及系統
2.3.2 實驗的內容及結果
第3章 截割頭的結構和幾何參數的研究
3.1 縱軸式截割頭
3.1.1 結構型式的研究
3.1.2 結構參數的研究
3.2 橫軸式截割頭
3.2.1 結構型式的研究
3.2.2 影響截割頭最大直徑的因素分析
3.3 截齒切削寬度的計算及其影響的研究
3.3.1 問題的提出
3.3.2 截齒切削寬度的確定
3.3.3 截齒切削寬度的影響
3.3.4 結論
3.4 截線間距及其截齒位置的研究
3.4.1 截線間距及其影響的研究
3.4.2 最佳截線間距的確定
3.4.3 截齒的相對位置的確定
第4章 截割頭的運動分析
4.1 縱軸式截割頭
4.1.1 運動分析
4.1.2 運動的簡化
4.1.3 運動的模擬研究
4.2 橫軸式截割頭
4.2.1 運動分析
4.2.2 運動的模擬研究
第5章 截割頭的動力學參數及模擬研究
5.1 截割頭載荷的確定
5.1.1 縱軸式截割頭
5.1.2 橫軸式截割頭
5.2 截割頭載荷的模擬研究
5.2.1 縱軸式截割頭
5.2.2 橫軸式截割頭
5.3 掘進機鑽進工況截割頭載荷的模擬研究
5.3.1 截割頭的載荷模型
5.3.2 模擬程式設計
5.3.3 模擬實例與結果分析
5.3.4 結論
5.4 隨機載荷的模擬研究
5.4.1 硬質包裹體在煤層中分布的模擬研究
5.4.2 掘進機截割頭隨機載荷的模擬研究
第6章 掘進機動力學行為的研究
6.1 橫軸式掘進機垂直截割的動力學模型
6.1.1 基本假設
6.1.2 掘進機的數學模型
6.1.3 結論
6.2 橫軸式掘進機橫向截割的動力學行為研究
6.2.1 假設與簡化
6.2.2 運動微分方程的建立
6.2.3 模擬程式設計與結果分析
6.2.4 結論
第7章 截割頭工況參數的研究
7.1 截割速度
7.1.1 對截割能力的影響
7.1.2 對截割頭載荷的影響
7.2 橫切速度
7.2.1 對生產率的影響
7.2.2 對截割頭載荷的影響
7.3 工況參數影響的綜合分析
7.3.1 對塊度的影響
7.3.2 對截割效率的影響
7.4 結論
第8章 截割頭工作規範的研究
8.1 操作方法及其影響的研究
8.1.1掏槽深度
8.1.2 吃刀深度
8.1.3 橫切速度
8.1.4 截割方式
8.1.5 結論
8.2 截割頭缺齒運行及其影響的研究
8.2.1 問題的提出
8.2.2 缺齒運行時的載荷模擬
8.2.3 結果分析
8.2.4 結論
第9章 截割頭的計算機輔助設計
9.1 縱軸式截割頭的計算機輔助設計
9.1.1 截齒排列的計算機輔助設計
9.1.2 截割工況參數的最佳化設計
9.1.3 結論
9.2 橫軸式截割頭的計算機輔助設計
9.2.1幾何模擬及最佳化
9.2.2 運動學及動力學最佳化
9.2.3 計算機輔助設計軟體
9.3 截割頭工況參數模糊最佳化的模型及其解法研究
9.3.1 模糊最佳化設計數學模型的建立
9.3.2 最優水平截集上非模糊最佳化模型
9.3.3 結論
9.4 基於產塵量最小的掘進機參數最佳化設計研究
9.4.1 設計變數的選擇
9.4.2 最佳化目標的建立
9.4.3 約束條件的確定
9.4.4 最佳化方法的選擇與程式設計
9.4.5 最佳化實例及其結果分析
第10章 截割頭的改進與實驗
10.1 問題的提出
10.2 存在的問題分析
10.3 改進方案
10.4 方案的比較及最佳方案的確定
10.4.1 載荷及其性能參數
10.4.2 截割塊度與效率
10.5 改進截割頭的實驗
10.5.1 工作面自然情況
10.5.2 試驗結果及分析
附錄
附錄I 常用截齒
附錄Ⅱ 不同前角的截齒
附錄Ⅲ 不同前刃面隆起角的截齒
附錄Ⅳ 具有不同前角和前刃面隆起角的截齒
附錄Ⅴ 粒度分布
