[發明專利]一種縱軸式掘進機截割頭參數化建模方法

在審

• 申請號: 201310234881.9
• 申請日: 2013-06-14
• 公開（公告）號: CN103310056A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 李學藝;黃彬兵;江守波;丁淑輝
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 王連君

技術領域

本發明涉及一種參數化建模方法，尤其涉及一種縱軸式掘進機截割頭參數化建模方法。

背景技術

截割頭是掘進機直接作用于煤巖的工作機構，其結構對整個掘進機的性能具有重要影響，因而對截割頭進行研究具有重要意義。然而，由于截割頭惡劣的工作環境，導致現場測試困難，測試結果可靠性也較低，而實驗室截割試驗模型也無法準確表達實際工作現場的復雜條件，因而也具有一定的局限性。

近年來隨著數值仿真技術的不斷發展，采用有限元法對截割頭截割煤巖的過程進行模擬，來獲得截割過程中截割頭的動態特性的方法被廣泛采用。現有分析方法大多采用三維CAD軟件建模，然后將模型導入有限元分析軟件ANSYS中進行分析，導致分析效率低下，而且在軟件之間進行數據傳遞的過程中難免會出現數據丟失或損壞。

發明內容

為了解決現有技術中縱軸式掘進機截割頭建模方式存在的不足，本發明提供了一種縱軸式掘進機截割頭參數化建模方法。

其技術解決方案是：

一種縱軸式掘進機截割頭參數化建模方法，基于Visual?C++2010前臺調用ANSYS系統，實現前臺界面設計參數的輸入，包括如下步驟：

a利用上述設計參數，采用APDL參數化設計語言對截齒和齒座進行參數化建模，并建立截齒模型庫和齒座模型庫；然后進入步驟c，

b利用上述設計參數，采用APDL參數化設計語言對截割頭頭體進行參數化建模，建立截割頭頭體模型；然后進入步驟c，

c利用截齒模型庫中截齒模型、齒座模型庫中的齒座模型與截割頭頭體模型建立截割頭設計模型，并對截割頭設計模型進行輸出。

上述步驟a還包括：對截齒模型庫中的截齒模型或/和齒座模型庫中的齒座模型進行添加、修改或刪除。

上述步驟c還包括：針對特定的截齒，對該截齒的截齒位置、截齒角度進行調整，用以解決截齒排布過程中可能出現的干涉現象。

上述步驟c還包括截齒的參數化排列，將截齒按照齒尖定位，在空間中按空間螺旋線進行排布，在截割頭高度方向采用等截距方式排列，截齒安裝的角度為截割角和傾斜角，截割角為40°～50°，傾斜角為8°左右。

上述步驟c還包括：調用excel輸出截齒位置坐標，以及截齒的直徑、高度、圓周角、傾斜角與截割角，同時輸出截齒的排列圖，用于指導截割頭的工裝的制造。

上述建模方法，還包括：根據縱軸式截割頭工作條件的需要，分析其截割功率、截割煤巖的硬度以及工作時的轉速情況，來確定設計參數；設計參數包括截割頭的總體外形尺寸，截齒、齒座的類型和大小，以及包括行業標準值與自定義參數。

上述建模方法，基于Visual?C++2010語言開發縱軸式掘進機截割頭參數化建模界面，并且前臺調用ANSYS系統，實現設計參數在前臺界面的直接輸入，在ANSYS系統實現反調用所輸入的參數。

本發明具有以下有益技術效果：

本發明可以實現不同結構參數的截割頭精確建模，操作簡單，且便于后續有限元分析，大大提高了截割頭仿真的效率。

附圖說明

下面結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步說明：

圖1為掘進機截割頭參數化建模的流程圖。

圖2為截齒的結構示意圖。

圖3為齒座的結構示意圖。

圖4為截割頭頭體的結構示意圖。

圖5為截割頭的結構示意圖。

圖中，1.截齒，2.齒座，3.頭體。

具體實施方式

結合附圖，一種縱軸式掘進機截割頭參數化建模方法，基于Visual?C++2010前臺調用ANSYS系統，實現前臺界面設計參數的輸入，包括如下步驟：

a利用上述設計參數，采用APDL參數化設計語言對截齒和齒座進行參數化建模，并建立截齒模型庫和齒座模型庫；然后進入步驟c，

b利用上述設計參數，采用APDL參數化設計語言對截割頭頭體進行參數化建模，建立截割頭頭體模型；然后進入步驟c，

c利用截齒模型庫中截齒模型、齒座模型庫中的齒座模型與截割頭頭體模型建立截割頭設計模型，并對截割頭設計模型進行輸出。

上述步驟a還包括：對截齒模型庫中的截齒模型或/和齒座模型庫中的齒座模型進行添加、修改或刪除。

上述步驟c還包括：針對特定的截齒，提供該截齒的截齒位置、截齒角度調整功能，用以解決截齒排布過程中可能出現的干涉現象。

上述步驟c還包括：調用excel輸出截齒位置坐標，以及截齒的直徑、高度、圓周角、傾斜角與截割角，同時輸出截齒的排列圖，用于截割頭的工裝的制造過程。