截割头作为掘进机的关键部件之一,其截割性能的优劣决定了掘进机的工作性能。在截割头的设计过程中,截齿的安装参数设计的好坏将影响截割头截齿载荷、截割性能以及掘进机工作效率。因此对截割头的安装参数进行研究,具有重要的现实意义。本文以某型号悬臂纵轴式掘进机截割头为研究对象,基于离散元法对截割头截齿截割煤岩的工作过程进行仿真模拟,并研究分析截割角、旋转角对截割头截割性能、截齿载荷的影响,为截割头结构改进以及优化设计提供理论依据。主要研究工作如下:(1)根据悬臂式掘进机截割头的基本结构特征,深入的研究截割头排列布置参数以及安装角度,提出了截割头虚拟装配方法。通过分析截割头截齿的运动轨迹、截齿载荷以及工况参数,得到截齿截割煤岩的运动简化形式。(2)建立煤岩的三维离散元模型。根据煤岩结构特征和基本特性,提出了基于EDEM的颗粒生成方法,并根据EDEM所提供的API函数,利用C++语言,结合VS编译环境开发了外部颗粒工厂插件。提出煤岩颗粒之间采用Hertz-Mindlin黏结模型、煤岩颗粒与几何体之间采用Hertz-Mindlin无滑移模型。通过采用单轴压缩和巴西劈裂数值模拟试验对煤岩颗粒细观参数进行。(3)采用EDEM软件对截齿截割煤岩的动态破坏过程进行了仿真分析,从细观角度分析煤岩在截割头截齿作用下的断裂、破碎过程。通过对不同截割头截齿安装角度下的截齿截割煤岩进行模拟仿真,得出了截割角、旋转角对截齿截割性能、截齿载荷的影响关系,为合理选择截割头安装参数提供了参考价值。