纵轴式掘进机截割头参数化设计研究

摘要：该文通过对纵轴式掘进机截割头参数化设计研究，提高纵轴式掘进机的截割头设计效率，完善掘进机截割头工作性能。

关键词：掘进机 截割头 截齿参数 参数化

中图分类号：TD421.5 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）07（a）-0032-01

掘进机截割头的设计重点是截齿参数，截齿参数决定截割头上每个截齿的空间姿态，截齿的空间姿态设计的合理与否直接影响掘进机截割头的性能，一般掘进机截割头上需要数十个截齿，每个截齿都需要轴向距离、切割半径、圆周角、倒角及转角五个参数，因此，截割头截齿参数设计是一项复杂繁琐的工作，通过截齿参数参数化设计可以降低设计人员工作强度，提高工作效率。

1 参数化设计研究

掘进机截割头截齿参数参数化设计分三个步骤，首先，根据截齿切割原理及不同截割头外形确定每个截齿的空间姿态，即计算出截齿轴向距离、切割半径、圆周角、倒角及转角五个参数，然后根据这些参数通过自编程序软件利用三维实体软件进行自动虚拟装配，为截割头实体仿真提供建模模型，最后通过自编程序软件生成二维平面图纸，供车间加工生产使用。

纵轴式掘进机截割头截齿数据参数化设计。

根据截割头外形尺寸和截齿外形尺寸，通过编程，设计截割头截齿参数计算程序（程序界面见图1），该程序能够根据输入的相关外形尺寸自动计算截齿的空间参数，同时计算截齿齿尖包络线，并且自动计算内喷雾水孔位置坐标。生成的相关参数自动保存，供截齿自动化虚拟装配使用。

纵轴式掘进机截割头截齿自动化虚拟装配。

由于截齿虚拟装配过程复杂，所以开发了截齿安装程序（程序界面见图2），截齿虚拟装配为了进一步检验截齿参数的合理性，同时为截割头实体仿真提供建模模型，通过虚拟装配，设计人员可以直观了解每个截齿的空间姿态，自动化虚拟装配完全省去设计人员手工定位截齿的过程，降低工作强度。

纵轴式掘进机截割头图纸自动化生成。

截割头截齿自动化虚拟装配后，就可以利用截割头参数设计软件自动生成二维图纸如图3所示，供车间加工生产使用。至此，纵轴式掘进机截割头参数化设计全部完成。

2 结语

通过对纵轴式掘进机截割头参数化设计研究，开发了这套设计软件，该软件还能够自动确定内喷雾水孔位置参数和导煤叶片的参数，使截割头设计工作效率得到了很大提升，缩短产品设计开发周期。

参考文献

[1] 王宗彦，吴淑芳.Solidworks机械产品高级开发技术[M].北京理工大学出版社，2005.

[2] 邢启恩，雷文平，苏国彬，等.Solidworks 2001中文版实用技术精髓[M].北京：清华大学出版社，2002.