螺旋线设计对纵向截割头性能影响研究

"截齿排布螺旋线对纵向截割头性能的影响" 本文主要探讨了截齿排布螺旋线的数量及其对应的螺旋升角对纵向截割头性能的显著影响。作者张梦奇针对这一主题进行了深入研究，通过设计并模拟了具有2、3、4个螺旋线的不同截割头，并在相同的截割头基体上进行了一线一齿的截齿排布设计和三维建模。 首先，文章提出了一种新的概念——截齿转动系数，这是通过对截齿切屑图的分析得出的。截齿转动系数可以反映截齿在工作过程中的转动特性，有助于理解截割头的工作性能。同时，该系数也被应用于分析截割载荷，进一步评估截割头的效率和稳定性。 在对三种不同螺旋线配置的纵向截割头性能比较中，研究发现3头螺旋线的截割头表现出最佳性能。其在破岩效果方面表现出较高的工作适应性，即使在水平移动速度低于0.1 m/s的情况下仍能保持良好的工作状态。在转速范围为20~70 r/min时，截齿的工作性能尤为优异。 在破岩能力方面，3头螺旋线截割头的工作载荷更为稳定，其截割载荷的平均值最高且变差系数最小，这意味着它在工作过程中能更均匀地分配力量，降低不稳定性，从而提高整体的切割效率和设备寿命。 此外，文章还强调了螺旋线数量和螺旋升角的选择对于优化截割头性能的重要性。螺旋线的设计直接影响到截割头的切削轨迹和截齿的工作状态，而螺旋升角则决定了截割头的切割速度和力量分布。 张梦奇的研究为提升纵向截割头的性能提供了理论依据，对煤炭开采行业中的采掘机械设计有重要指导意义。通过精确控制截齿排布的螺旋线参数，可以改善设备的破岩效率，减少能耗，延长设备使用寿命，进而提高整个煤矿作业的安全性和经济效益。这项工作对于未来截割头的优化设计和煤炭开采技术的进步具有深远影响。