[发明专利]一种纵轴式掘进机截割头参数化建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种参数化建模方法，尤其涉及一种纵轴式掘进机截割头参数化建模方法。

背景技术

截割头是掘进机直接作用于煤岩的工作机构，其结构对整个掘进机的性能具有重要影响，因而对截割头进行研究具有重要意义。然而，由于截割头恶劣的工作环境，导致现场测试困难，测试结果可靠性也较低，而实验室截割试验模型也无法准确表达实际工作现场的复杂条件，因而也具有一定的局限性。

近年来随着数值仿真技术的不断发展，采用有限元法对截割头截割煤岩的过程进行模拟，来获得截割过程中截割头的动态特性的方法被广泛采用。现有分析方法大多采用三维CAD软件建模，然后将模型导入有限元分析软件ANSYS中进行分析，导致分析效率低下，而且在软件之间进行数据传递的过程中难免会出现数据丢失或损坏。

发明内容

为了解决现有技术中纵轴式掘进机截割头建模方式存在的不足，本发明提供了一种纵轴式掘进机截割头参数化建模方法。

其技术解决方案是：

一种纵轴式掘进机截割头参数化建模方法，基于Visual C++2010前台调用ANSYS系统，实现前台界面设计参数的输入，包括如下步骤：

a利用上述设计参数，采用APDL参数化设计语言对截齿和齿座进行参数化建模，并建立截齿模型库和齿座模型库；然后进入步骤c，

b利用上述设计参数，采用APDL参数化设计语言对截割头头体进行参数化建模，建立截割头头体模型；然后进入步骤c，

c利用截齿模型库中截齿模型、齿座模型库中的齿座模型与截割头头体模型建立截割头设计模型，并对截割头设计模型进行输出。

上述步骤a还包括：对截齿模型库中的截齿模型或/和齿座模型库中的齿座模型进行添加、修改或删除。

上述步骤c还包括：针对特定的截齿，对该截齿的截齿位置、截齿角度进行调整，用以解决截齿排布过程中可能出现的干涉现象。

上述步骤c还包括截齿的参数化排列，将截齿按照齿尖定位，在空间中按空间螺旋线进行排布，在截割头高度方向采用等截距方式排列，截齿安装的角度为截割角和倾斜角，截割角为40°～50°，倾斜角为8°左右。

上述步骤c还包括：调用excel输出截齿位置坐标，以及截齿的直径、高度、圆周角、倾斜角与截割角，同时输出截齿的排列图，用于指导截割头的工装的制造。

上述建模方法，还包括：根据纵轴式截割头工作条件的需要，分析其截割功率、截割煤岩的硬度以及工作时的转速情况，来确定设计参数；设计参数包括截割头的总体外形尺寸，截齿、齿座的类型和大小，以及包括行业标准值与自定义参数。

上述建模方法，基于Visual C++2010语言开发纵轴式掘进机截割头参数化建模界面，并且前台调用ANSYS系统，实现设计参数在前台界面的直接输入，在ANSYS系统实现反调用所输入的参数。

本发明具有以下有益技术效果：

本发明可以实现不同结构参数的截割头精确建模，操作简单，且便于后续有限元分析，大大提高了截割头仿真的效率。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步说明：

图1为掘进机截割头参数化建模的流程图。

图2为截齿的结构示意图。

图3为齿座的结构示意图。

图4为截割头头体的结构示意图。

图5为截割头的结构示意图。

图中，1.截齿，2.齿座，3.头体。

具体实施方式

结合附图，一种纵轴式掘进机截割头参数化建模方法，基于Visual C++2010前台调用ANSYS系统，实现前台界面设计参数的输入，包括如下步骤：

a利用上述设计参数，采用APDL参数化设计语言对截齿和齿座进行参数化建模，并建立截齿模型库和齿座模型库；然后进入步骤c，

b利用上述设计参数，采用APDL参数化设计语言对截割头头体进行参数化建模，建立截割头头体模型；然后进入步骤c，

c利用截齿模型库中截齿模型、齿座模型库中的齿座模型与截割头头体模型建立截割头设计模型，并对截割头设计模型进行输出。

上述步骤a还包括：对截齿模型库中的截齿模型或/和齿座模型库中的齿座模型进行添加、修改或删除。

上述步骤c还包括：针对特定的截齿，提供该截齿的截齿位置、截齿角度调整功能，用以解决截齿排布过程中可能出现的干涉现象。

上述步骤c还包括：调用excel输出截齿位置坐标，以及截齿的直径、高度、圆周角、倾斜角与截割角，同时输出截齿的排列图，用于截割头的工装的制造过程。