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1、·74·煤礦機(jī)電2010年第6期掘進(jìn)機(jī)截割頭的改進(jìn)設(shè)計(jì)查太東，成文廣(三一重型裝備有限公司，遼寧沈陽110027)摘要：通過仿真和驗(yàn)算，使掘進(jìn)機(jī)的截割頭性能得到了根本性的改善，并得出截割頭的形狀要與功率及截齒排列相適應(yīng)的結(jié)論。關(guān)鍵詞：掘進(jìn)機(jī)；截割頭中圖分類號(hào)：TD421．5+2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1001—0874(2010}06—0074—03ImprovementofCutting-headforRoadheaderCHATai一扔，曙，CHENGWen—guang(SanyHeavyEquipmentCo．，Ltd．
2、，Shenyang110027，China)Abstract：Theperformanceofroadheader’scutting-headhasbeenradicallyimprovedthroughsimulationandredesign，andtheconclusionthattheshapeofcuttingheadshallbeadequatelydesignedincompliancewiththepowerandpick-arrangementofitselfisdrawn．Keywords：roadhead
3、er；cutting—head1概述截割頭性能是整個(gè)掘進(jìn)性能的關(guān)鍵，很多研究人員進(jìn)行了深入研究?。影響截齒和齒座磨損的因素主要有材料的耐磨性能，載割頭外形及外徑、截齒的形狀及排列，內(nèi)噴霧系統(tǒng)，截割巖石的地質(zhì)條件等，尤其是截齒排列對(duì)截齒磨損和截割頭效率有很大影響‘21。2存在問題我公司某型掘進(jìn)機(jī)在某礦使用時(shí)發(fā)現(xiàn)：(1)截割頭有偏磨現(xiàn)象，截齒磨損嚴(yán)重，截齒更換頻繁，有時(shí)還必須補(bǔ)焊齒座；(2)截割頭尾部磨損快，需要進(jìn)行定期維護(hù)處理：(3)截割頭切入性能較差，容易造成過載停機(jī)；(4)截割時(shí)煤巖成粉狀剝落，截割效率不高。3分析和驗(yàn)算原截
4、割頭參數(shù)為：電機(jī)功率160／110kW；傳輸效率：90％；轉(zhuǎn)速46／23r／min；相應(yīng)扭矩29．9／37．4kNm；直徑1140mm；長度965mm；截齒數(shù)量48個(gè)。根據(jù)截割頭設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)程序，輸入截割巖石及掘進(jìn)機(jī)參數(shù)，根據(jù)工況條件、掘進(jìn)機(jī)截割頭截齒排列研究"．4o對(duì)原截割頭進(jìn)行仿真分析和驗(yàn)算。圖l為側(cè)切30cm切屑圖，圖2為側(cè)切15cm切屑圖，當(dāng)巖層接觸壓強(qiáng)達(dá)到300MPa時(shí)，截割頭的負(fù)載扭矩在一個(gè)周期的進(jìn)刀為33mm，截割頭完全切入。扭矩值等于58．1kNm(圖3)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過截割電機(jī)所能承受的截割頭的扭矩；巖層接
5、觸壓強(qiáng)達(dá)到800MPa，每次進(jìn)刀15min，截割頭完全切入，扭矩值圖1側(cè)切30鋤切屑圖2010年第6期煤礦機(jī)電·75·為85．0kNm，是截割電機(jī)額定功率提供扭矩的2．27倍(圖4)。分析顯示，該截割頭負(fù)載的不均衡性隨著截割頭在巖層進(jìn)尺的增加而降低(圖5)。膨悄．m1000009000080000700006000050000400003000020000100000圖2側(cè)切15enl切屑圖O60120180240300360圖3巖層接觸壓強(qiáng)300MPa截割頭扭矩圖M／N．m100ooO90000800007000060000
6、5000040000300002000010000060120180240300360圖4巖層接觸壓強(qiáng)800MPa截割頭扭矩圖4改進(jìn)方案的停機(jī)故障。14812162024283236404448截線數(shù)圖5截割頭不均衡性曲線(3)重新設(shè)計(jì)截割頭的截齒排列和增加截割頭頂部截齒數(shù)量，增加截割頭的切入性能，減少截割頭尾部的磨損。(4)重新設(shè)計(jì)某型號(hào)的截齒，采用進(jìn)口合金材料使該截齒的耐磨性能和使用壽命要優(yōu)于原有截齒，更改截齒形狀，使截齒形狀更適合目標(biāo)巖層條件。(5)在截割頭后部增加一定數(shù)量耐磨板，以便減輕煤巖對(duì)截割頭盤根處的磨損。改進(jìn)后
7、的截割頭參數(shù)為：直徑1050mm；長度1120rain；截齒數(shù)量39個(gè)。5改進(jìn)效果通過在礦方進(jìn)行實(shí)際的截割驗(yàn)證，證明改進(jìn)后的截齒及齒座磨損較改進(jìn)前明顯減小，切人性能明顯提高，截割效率得到大幅提高。實(shí)際應(yīng)用證明，改進(jìn)后截齒和截齒座的磨損遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于改進(jìn)前。圖6和圖7為截割頭改進(jìn)前后的磨損效果對(duì)比圖。由于采用較高耐磨性能的截齒，截齒更換頻率也較更改前大幅降低。目前，該改進(jìn)后的截割頭已經(jīng)應(yīng)用到目標(biāo)礦井并取得了良好的使用效果。(1)根據(jù)巖層條件及計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，更改截齒的排列方式和部分角度值，以降低截齒磨損，提高截割效率，取得更均勻的分布
8、。(2)根據(jù)驗(yàn)算的結(jié)果減小截割頭直徑，使截割lit6改進(jìn)前截齒磨損頭扭矩小于截割電機(jī)的額定扭矩，減少截割過程中qO心加鵂％蚪鉈∞鎬弘∞坦●●OO．76．煤礦機(jī)電2010年第6期煤礦井下托輥用阻燃型通用鋰基潤滑脂的研制安華瑞，蔣和清(無錫中石油潤滑脂有限公司，江蘇無錫21404
