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硬质岩层下截齿结构参数优化研究 被引量：1
1
作者 肖文远 《煤矿机械》 2025年第3期144-147,共4页
截齿作为煤矿行业常用的破岩工具,其截割头形式的不同会影响采煤机的整体开采效率。利用离散元法分析截齿破碎硬岩过程,从微观方面分析截齿切入硬岩时的裂纹产生、延伸及岩体脱落形式,模拟多类截割头的整体破碎过程,分析其破岩机理,通... 截齿作为煤矿行业常用的破岩工具,其截割头形式的不同会影响采煤机的整体开采效率。利用离散元法分析截齿破碎硬岩过程,从微观方面分析截齿切入硬岩时的裂纹产生、延伸及岩体脱落形式,模拟多类截割头的整体破碎过程,分析其破岩机理,通过改变截割头参数研究其对截齿载荷及截割能耗的影响,并结合刀形截齿截割头进行对比分析。为采煤机开采设备的截割机理研究、截齿优化设计及类型选取等方面提供理论依据和参考。 展开更多
关键词 离散元法 破岩机理 截割头参数 对比分析
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不同截割参数下刀形截齿的数值模拟研究 被引量：1
2
作者 白鑫 江宁 《煤矿机械》 2025年第5期102-105,共4页
刀形截齿作为提高块煤率的主要刀具之一,其截割参数的不同都会影响到煤矿的出煤效率。首先分析了刀形截齿整体结构,然后利用单轴压缩试验对煤岩的微观参数进行标定,建立刀形截齿的离散元截割模型。通过对截齿截割过程的模拟,分析了刀形... 刀形截齿作为提高块煤率的主要刀具之一,其截割参数的不同都会影响到煤矿的出煤效率。首先分析了刀形截齿整体结构,然后利用单轴压缩试验对煤岩的微观参数进行标定,建立刀形截齿的离散元截割模型。通过对截齿截割过程的模拟,分析了刀形截齿受载及煤岩截割的过程,最后依据截线距、切削速度和截割深度建立了刀形截齿破岩比能耗的响应回归模型,并以此优化截线距、切削速度和截割深度,为刀形截齿设计及排布等方面提供了参考。 展开更多
关键词 刀形截齿 数值模拟 煤岩截割:破岩比能耗
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截齿截割煤体变形破坏过程模拟试验 被引量：27
3
作者 王春华 丁仁政 +1 位作者 李贵轩 郑连宏 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期121-124,共4页
在自制的截割试验台上进行截齿截割煤体的模拟试验,对截割过程三向力进行在线监测,并对截割过程进行高速摄影,测量了截割物的粒度组成,并对能耗进行测试.试验结果表明:相同截深时锥形截齿截割力比扁型截齿截割力大;截齿截入煤体,在扁型... 在自制的截割试验台上进行截齿截割煤体的模拟试验,对截割过程三向力进行在线监测,并对截割过程进行高速摄影,测量了截割物的粒度组成,并对能耗进行测试.试验结果表明:相同截深时锥形截齿截割力比扁型截齿截割力大;截齿截入煤体,在扁型截齿凸脊及锥形截齿齿尖与煤体接触处出现裂纹,随截齿截割前行,裂纹迅速扩展,裂纹扩展方向与煤体的层理、节理有关. 展开更多
关键词 截齿 煤体变形 破坏过程 三向力
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螺旋钻采煤机钻头截齿载荷特性研究 被引量：20
4
作者 付林 杜长龙 +1 位作者 刘送永 罗晨旭 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第15期2020-2024,共5页
为了研究螺旋钻采煤机钻头上镐型截齿的载荷特性,进而为钻头的设计提供参考依据,采用非线性动力学仿真软件LS-DYNA建立了单齿钻进截割煤岩的有限元模型,利用该模型研究了钻进工况下截齿的受力特点和截齿载荷特性随安装参数的变化规律。... 为了研究螺旋钻采煤机钻头上镐型截齿的载荷特性,进而为钻头的设计提供参考依据,采用非线性动力学仿真软件LS-DYNA建立了单齿钻进截割煤岩的有限元模型,利用该模型研究了钻进工况下截齿的受力特点和截齿载荷特性随安装参数的变化规律。研究表明:钻头上截齿的截割工况为半封闭式切削,截齿会承受极大的进给阻力;截齿截割阻力随截割角的增大以二次函数形式减小,随倾斜角的增大以指数函数形式呈现先稳定后急剧增大的趋势;截齿进给阻力与截割角成指数函数关系,与倾斜角成线性关系,随截割角和倾斜角的增大而减小;在避免齿体与煤体干涉条件下,截齿宜选用较大的截割角度;为使钻头截齿拥有良好的截割性能和钻进性能,截齿倾斜角不宜超过30°。 展开更多
关键词 螺旋钻采煤机 镐形截齿 载荷特性 安装参数
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基于LS-DYNA采煤机镐型截齿截割有限元分析 被引量：42
5
作者 王峥荣 熊晓燕 +1 位作者 张宏 陈冬冰 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期163-165,共3页
利用ANSYS中的LS-DYNA模块,建立采煤机截齿截割煤层的有限元三维数字化模型,模拟了镐型截齿截割煤层的动态过程。在后处理中,获取了截齿的能量、速度和加速度等的时间历程曲线,分析了截齿安装的不同角度对截割块煤效率的影响,得出了对... 利用ANSYS中的LS-DYNA模块,建立采煤机截齿截割煤层的有限元三维数字化模型,模拟了镐型截齿截割煤层的动态过程。在后处理中,获取了截齿的能量、速度和加速度等的时间历程曲线,分析了截齿安装的不同角度对截割块煤效率的影响,得出了对块煤截割效率最高的截齿安装角为40°。 展开更多
关键词 镐型截齿 截割 采煤机 有限元分析
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悬臂式掘进机仿形截割控制机理 被引量：16
6
作者 李建刚 毛君 +1 位作者 李惟慷 陈洪月 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2009年第4期621-624,共4页
为了解决悬臂式掘进机截割中超挖和欠挖问题,采用空间机构运动学和系统仿真的方法,建立了仿形截割的数学模型,确立了悬臂偏移最大角度和油缸伸长量的关系,提出了使用数字液压缸来实现按照所给巷道运动时各个油缸伸长量的自动掘进控制机... 为了解决悬臂式掘进机截割中超挖和欠挖问题,采用空间机构运动学和系统仿真的方法,建立了仿形截割的数学模型,确立了悬臂偏移最大角度和油缸伸长量的关系,提出了使用数字液压缸来实现按照所给巷道运动时各个油缸伸长量的自动掘进控制机理,采用MATLAB仿真验证了截割头运动。研究表明,仿真结果曲线符合实际工况。研究结论科学地分析了掘进机仿形截割过程,为复杂环境下掘进机器人自动控制研究提供了理论依据。 展开更多
关键词 掘进机 仿形截割 控制机理 外包络面
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盾构地质适应性配刀规律研究 被引量：20
7
作者 夏毅敏 罗德志 周喜温 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1232-1236,共5页
针对盾构地质适应性配刀的复杂与模糊性,提出一种基于模糊数学理论的地质适应性配刀方法。确定了影响刀盘配刀的两个比较重要的因素——岩层抗压强度和岩层完整程度,引入模糊数学理论,分别建立了刀具对岩层抗压强度和完整程度的模糊适... 针对盾构地质适应性配刀的复杂与模糊性,提出一种基于模糊数学理论的地质适应性配刀方法。确定了影响刀盘配刀的两个比较重要的因素——岩层抗压强度和岩层完整程度,引入模糊数学理论,分别建立了刀具对岩层抗压强度和完整程度的模糊适应关系及适应性隶属度函数,并建立了相应的模糊综合评价模型。应用该地质适应性配刀方法对某地层(岩石单轴饱和抗压强度Rc=75 MPa,RQD=66%)进行配刀分析,结果表明可以采用单刃滚刀对该种地层进行切削。 展开更多
关键词 盾构 地质适应性 配刀 模糊理论
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割岩截齿的应力分布及其载荷的仿真研究 被引量：16
8
作者 李晓豁 闫建伟 +1 位作者 张惠波 邓云 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2011年第11期405-408,共4页
针对掘进机截割岩石时截齿损坏严重、直接影响掘进机截割的经济效益和推广应用的实际,为了探究截齿损坏的原因,解决割岩截齿强度的问题,提出了一种考虑硬质合金头柔性体截齿割岩的分析方法,根据等向硬化理论、关联流动法则、能量耗散的... 针对掘进机截割岩石时截齿损坏严重、直接影响掘进机截割的经济效益和推广应用的实际,为了探究截齿损坏的原因,解决割岩截齿强度的问题,提出了一种考虑硬质合金头柔性体截齿割岩的分析方法,根据等向硬化理论、关联流动法则、能量耗散的破坏准则,建立了岩石及其截槽的三维模型和截齿的硬质合金头、齿体的三维模型,通过显式动力学分析模块ABAQUS/explicit,仿真得到了截齿及其齿体、硬质合金头的应力云图和截齿的截割阻力、牵引阻力和侧向阻力曲线。研究证明,齿体与合金头结合部的应力集中是产生合金头脱落的主要原因,幅值最大的截割阻力将导致截齿的磨损、折断,而波动最大的侧向阻力是引起截齿横向疲劳断裂的根本原因。实践证明,可为截齿的强度设计提供了科学依据。 展开更多
关键词 截齿 岩石 应力 载荷 仿真
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横轴式掘进机截割头截齿运动学分析 被引量：5
9
作者 郭迎福 张永忠 +2 位作者 刘德顺 彭佑多 毛征宇 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期281-284,共4页
建立了横轴式掘进机截割头截齿的运动轨迹、运动速度和加速度方程 ,通过计算机仿真 ,研究了截割头转速和水平摆动速度对截齿运动速度及加速度相对变化率的影响 。
关键词 截割头 运动分析 横轴式掘进机 运动轨迹 截齿 计算机仿真
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新型截齿用准贝氏体钢 被引量：9
10
作者 贾虎生 武小雷 +2 位作者 杨延清 杨东方 康沫狂 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 1998年第3期31-32,共2页
针对煤矿综采机截齿的工作条件，研制了一种Ｓｉ－Ｍｎ－Ｍｏ系准贝氏体钢。试验表明，该钢种具有良好的强韧性配合和高的耐磨性，满足了截齿生产标准。生产性试验表明，用准贝氏体钢生产截齿，工艺简单，其使用寿命比３５ＣｒＭｎＳｉ... 针对煤矿综采机截齿的工作条件，研制了一种Ｓｉ－Ｍｎ－Ｍｏ系准贝氏体钢。试验表明，该钢种具有良好的强韧性配合和高的耐磨性，满足了截齿生产标准。生产性试验表明，用准贝氏体钢生产截齿，工艺简单，其使用寿命比３５ＣｒＭｎＳｉ钢截齿提高１．５～２倍。 展开更多
关键词 准贝氏体钢 截齿 耐磨性 采煤
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横向截割头摆动截割时切屑图的模拟研究 被引量：12
11
作者 李晓豁 隗金文 刘利 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2002年第1期76-78,共3页
利用切削图可分析和评价截割头的设计质量和掘进机的截割性能特点,通过建立数学模型,实现对切削图的模拟,利用计算机辅助设计,替代设计中的人工绘制。并结合实例对这种掘进机进行了模拟与分析,给出了横轴式掘进机截割头摆动截割时切屑... 利用切削图可分析和评价截割头的设计质量和掘进机的截割性能特点,通过建立数学模型,实现对切削图的模拟,利用计算机辅助设计,替代设计中的人工绘制。并结合实例对这种掘进机进行了模拟与分析,给出了横轴式掘进机截割头摆动截割时切屑图的模拟方法,为研究该型掘进机的截割性能提供了一种简捷、有效的方法。 展开更多
关键词 横向截割头 摆动截割 横轴式掘进机 切屑图 截割性能 计算机模拟 矿山机械
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掘进机器人的仿形记忆截割建模与虚拟仿真 被引量：9
12
作者 毛君 李建刚 +1 位作者 李惟慷 陈洪月 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第15期4831-4834,共4页
针对掘进机器人掘进过程中,因操作不当引起的尖峰负荷,及切割机构的非平稳振动,出现欠挖和超挖,机器损耗加剧问题,以悬臂掘进机巷道自动成形为研究对象,建立了掘进机仿形记忆截割的动态数学模型,推导出截割头运动到半圆拱形巷道边界时,... 针对掘进机器人掘进过程中,因操作不当引起的尖峰负荷,及切割机构的非平稳振动,出现欠挖和超挖,机器损耗加剧问题,以悬臂掘进机巷道自动成形为研究对象,建立了掘进机仿形记忆截割的动态数学模型,推导出截割头运动到半圆拱形巷道边界时,悬臂偏移最大角度和油缸伸长量的通用公式,提出了使用数字液压缸来实现掘进机按照所给巷道运动时各个油缸伸长量的自动掘进控制方法,并利用Pro/E和Adams对EBZ-160型掘进机进行运动仿真和分析,验证了该模型的可行性和优越性,获得较好的仿真结果,具有广泛的通用性。 展开更多
关键词 掘进机器人 仿形记忆截割 建模 仿真
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不同刨削深度MK型刨刀强度与疲劳寿命研究 被引量：7
13
作者 李晓豁 黄志龙 +1 位作者 杜伟 刘述明 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期162-166,共5页
为了研究不同刨削深度下MK97-002型刨刀的强度和寿命特征,提出了一种实体模型刨刀刨削煤层过程的仿真方法。采用柔性体材料建立刨刀实体模型,根据无网格光滑质点动力学SPH理论、等向硬化理论、关联流动法则,构建煤层的本构模型,通过对... 为了研究不同刨削深度下MK97-002型刨刀的强度和寿命特征,提出了一种实体模型刨刀刨削煤层过程的仿真方法。采用柔性体材料建立刨刀实体模型,根据无网格光滑质点动力学SPH理论、等向硬化理论、关联流动法则,构建煤层的本构模型,通过对刨刀薄弱位置(刀体和硬质合金头连接处)3种刨削深度刨削过程的仿真,得出该位置的应力变化及其统计值;采用改进雨流法、线性Miner疲劳累积损伤模型对刨刀疲劳寿命进行预测。结果表明,刨刀的应力随刨削深度增加而增加;刨刀的强度接近许用值,其裕量很小;随刨削深度增加,刨刀的累积损伤增长,有效工作时间减少,疲劳寿命降低,刨刀损坏加剧;所得结论与实际情况相符。 展开更多
关键词 刨刀 疲劳寿命 刨削深度 光滑质点动力学 改进雨流法
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北京砂卵石地层盾构先行撕裂刀切削过程数值模拟分析 被引量：10
14
作者 江华 张晋勋 +5 位作者 唐飞鹏 殷明伦 江玉生 周刘刚 刘宏涛 滕忻利 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期539-548,共10页
为了研究盾构先行撕裂刀在砂卵石地层中切削时的影响因素,利用ABAQUS数值模拟软件,对先行撕裂刀切削砂卵石地层进行数值模拟分析。以北京地铁新机场线06标磁各庄站—1号风井区间盾构工程为依托,分别研究先行撕裂刀在不同切削深度、不同... 为了研究盾构先行撕裂刀在砂卵石地层中切削时的影响因素,利用ABAQUS数值模拟软件,对先行撕裂刀切削砂卵石地层进行数值模拟分析。以北京地铁新机场线06标磁各庄站—1号风井区间盾构工程为依托,分别研究先行撕裂刀在不同切削深度、不同刀间距以及不同切削速度条件下对刀具切削效果的影响,并对数值模拟结果进行分析。经计算可知:在刀具切削深度不变的条件下,随着切削速度的增加,先行撕裂刀的切削力总体保持稳定,同时砂卵石地层的犁松变形区域变化不显著,说明刀具在低速条件下切削土体时,先行撕裂刀切削速度的变化对刀具的切削效果影响不大。在刀具切削速度不变的条件下,随着切削深度的增加,刀具在砂卵石地层切削时刀具的切削力以及地层犁松区域均在不断增大,说明切削深度可以显著影响刀具的开挖效果,砂卵石地层中盾构采用大贯入度的切削模式更有利于提高盾构掘进效率,综合考虑刀具磨损及盾构参数控制的因素,建议可将刀具的切削深度设置为50 mm。先行撕裂刀的刀间距显著影响刀具的切削效率,在刀具切削深度及切削速度不变的条件下,随着刀间距的增大,刀具的切向力显著减小,当刀间距大于170 mm时,撕裂刀的切削力趋于稳定,同时随着刀间距的增大,双刀的共同犁松区域逐渐减小,当刀间距大于160 mm时,双刀的犁松区域开始分离,刀具的切削犁松效果变差,因此,刀具布置时可将先行撕裂刀间距设置为150~160 mm。同时通过研究撕裂刀实际磨损值的变化规律也证明了数值模拟计算结果的正确性。 展开更多
关键词 砂卵石地层 先行撕裂刀 切削速度 切削深度 刀间距
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掘进机截割头的虚拟装配 被引量：7
15
作者 罗世魁 王国强 +1 位作者 李欣 张进平 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期655-658,共4页
推导了空间等升角抛面螺旋线的参数方程,提出了编程算法.介绍了掘进机截割头截齿与头体空间装配关系的建模过程.提出了基于AutoCAD的三维实体建模装配关系检测方法,并编制了虚拟装配软件.
关键词 掘进机 抛面螺旋线 虚拟装配 装配关系检测 AUTOCAD
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碟盘刀具振动切削煤岩的理论力学模型与载荷特性 被引量：17
16
作者 刘春生 李德根 袁昊 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期3015-3023,共9页
针对煤岩机械刀具破碎煤岩寿命和效率低的问题,提出一种具有轴向振动与径向切削破碎煤岩的方法,为探明碟盘刀具在轴向振动与径向切削破碎煤岩的力学特性,通过分析煤岩崩落面积、当量崩落角、载荷的集中力及其作用位置角,以单位断裂面上... 针对煤岩机械刀具破碎煤岩寿命和效率低的问题,提出一种具有轴向振动与径向切削破碎煤岩的方法,为探明碟盘刀具在轴向振动与径向切削破碎煤岩的力学特性,通过分析煤岩崩落面积、当量崩落角、载荷的集中力及其作用位置角,以单位断裂面上受力极限强度和最小能量法的准则,构建碟盘刀具破碎煤岩力学模型。基于扩展线性Drucker-Prager塑性本构模型,采用ABAQUS软件模拟碟盘刀具破碎煤岩的应力云图和载荷特性,在振动切削试验台上通过设定振动频率和振幅等参数测试不同切削厚度下的碟盘刀具破碎煤岩的载荷谱,提取数值模拟和试验碟盘刀具破碎煤岩的载荷特征,对比分析理论模型计算值与数值模拟载荷峰值均值和数值模拟峰值的均值。结果表明:碟盘刀具破碎煤岩的破裂范围呈现月牙状,由中间向两侧递减;振动切削煤岩时其径向载荷明显小于单作用径向切削煤岩的载荷;碟盘刀具在轴向振动与径向切削时不同切削厚度径向载荷理论模型计算值与数值模拟载荷峰值均值的平均误差为9.12%,与试验载荷峰值均值的平均误差为4.88%;轴向载荷理论模型计算值与数值模拟载荷峰值均值的平均误差为9.25%,与试验载荷峰值均值的平均误差为8.34%。通过数值模拟和试验研究验证了碟盘刀具理论模型的准确性。 展开更多
关键词 碟盘刀具 采掘机械 载荷特性 理论模型 振动与切削
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用真实煤样进行煤炭截割的试验研究 被引量：6
17
作者 李国华 石喜富 +2 位作者 祁成柱 荆元昌 孟宪堂 《煤矿机械》 北大核心 2001年第11期20-22,共3页
用从霍林河露天矿现场采制的原始真实煤样作为被截割对象 ,在一用牛头刨床改装的试验台上 ,进行了煤炭截割的单齿模拟试验研究 ,并建立了相关经验公式。
关键词 煤样 煤炭截割 试验研究 截齿煤岩 截割速度
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基于单齿截割试验条件的截割阻力数学模型 被引量：27
18
作者 刘春生 李德根 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1565-1569,共5页
根据单齿截割阻力谱隐含着煤岩破碎性信息以及截齿与煤岩作用的机理,辨识出采煤机滚筒破碎煤岩的截割阻力,提出了基于单截齿截割阻力试验谱、截齿截割规律及工作参数来确定滚筒瞬时截割阻力的新方法,建立滚筒截割阻力试验-理论综合模型... 根据单齿截割阻力谱隐含着煤岩破碎性信息以及截齿与煤岩作用的机理,辨识出采煤机滚筒破碎煤岩的截割阻力,提出了基于单截齿截割阻力试验谱、截齿截割规律及工作参数来确定滚筒瞬时截割阻力的新方法,建立滚筒截割阻力试验-理论综合模型,给出了截割阻力模型的3种算法。模拟结果表明:截割阻力的特征和量值均有很好的复合度,反映出了煤岩破碎内在的规律。 展开更多
关键词 截割力学模型 截割阻力谱 采煤机滚筒
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掘进机器人仿形截割建模与轨迹仿真研究 被引量：9
19
作者 毛君 李建刚 陈洪月 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2010年第3期175-178,共4页
针对掘进机器人掘进过程中,尖峰负荷影响,及切割机构的非平稳振动,引起欠挖和超挖,机器损耗加剧等问题,以悬臂式掘进机巷道自动成形为研究对象,建立了掘进机仿形截割的动态数学模型,推导出截割头运动到半圆拱形巷道边界时,悬臂偏移角和... 针对掘进机器人掘进过程中,尖峰负荷影响,及切割机构的非平稳振动,引起欠挖和超挖,机器损耗加剧等问题,以悬臂式掘进机巷道自动成形为研究对象,建立了掘进机仿形截割的动态数学模型,推导出截割头运动到半圆拱形巷道边界时,悬臂偏移角和油缸伸长量之间的通用公式,在使用数字液压缸按照所给巷道运动时,通过控制各个油缸伸长量来实现掘进机的自动控制机理。采用MATLAB软件仿真了截割头仿形截割运动过程,取得和实际工况相一致的结果,验证了模型的可行性和优越性,为掘进机器人研究奠定了通用的控制理论基础。 展开更多
关键词 掘进机器人 仿形截割 建模与仿真 截割轨迹
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镐形截齿失效原因分析及改进措施 被引量：6
20
作者 刘金娃 贾永军 +1 位作者 薛河 吴革新 《煤矿机械》 北大核心 2018年第8期166-167,共2页
镐形截齿在实际生产过程中极易失效。根据截齿结构、材料选择和截割工况,以及生产现场失效调查统计结果,分析讨论了截齿失效的形式和原因,并提出了几点提高其工作性能的措施。
关键词 镐形截齿 失效 力学性能
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