刘春生， 王庆华， 任春平

(黑龙江科技大学 机械工程学院，哈尔滨150022)

0 引 言

镐型截齿是采煤机及掘进机广泛使用的截齿。其性能直接影响截齿截割的效率和煤炭的生产效率［1］。截齿截割截齿是一个受多因素影响的动态过程，截齿截割阻力谱蕴涵着煤岩破碎机理的重要信息，其峰值的变化反映相应煤岩剥离的过程，峰值的大小与截割煤岩块度的大小存在相关性［2－3］。李晓豁［4］在实验室对刀型截齿进行了研究，得出在典型工况下截割载荷谱及其变化规律，其研究结果为分析刀型截齿的截割性能提供了参考依据。王洪英［5］通过单齿平面截割实验，对比分析了刀型和镐型截齿的截割阻力谱，得出在相同截割条件下，镐型截齿综合性能优于刀型截齿。目前，针对刀型和镐型截齿的相关研究均是基于平面截割或数值模拟，由于采煤机井下工作环境复杂，现场进行载荷测定困难，笔者采用自行研制的多截齿参数可调式旋转截割实验台研究镐形截齿在旋转状态下截割煤岩的过程，以期更真实地模拟采煤机在实际工况下截齿的受力状态。

1 仿真实验

1.1 仿真模型

模型主要包括镐型截齿和煤岩两部分。将Pro/E 5.0 中所建立镐型截齿的三维实体模型，导入ABAQUS 中。镐型截齿的尺寸参数与实验截齿尺寸一致。齿身长160 mm，合金头长14 mm，大端直径50 mm，齿体直径30 mm，锥角75°。在Part 部件模块中将截齿切分，在Property 属性模块中分别定义齿身和合金头的材料属性。齿身材料采用硬质合金钢42CrMo，密度为7 800 kg/m3，弹性模量为210 GPa，泊松比为0.3。……