掘进机截割的基础的分析及其截割头和截齿分析.pdf

辽宁工程技术大学硕士学位论文中文摘要
摘要
本文首先对适应半煤岩或中硬及中硬以上煤岩巷道掘进的
中重型掘进机的截齿、截割头进行了分析研究,然后对截割头
的截割过程进行了计算机模拟,并结合掘进机的具体实例
对模拟结果进行了分析,从而得到了截割头载荷模拟曲线、负
荷波动曲线及各参数变化对截割性能的影响曲线, 为目前中重
型掘进机的研制提供了一条新途径。另外,为验证模拟结果的
正确性、合理性,同时进一步研究镐齿的截割特性,本文在实
验室条件下,还进行了单刀截割实验,并对实验结果进行分析
处理,从而获得了关于截割性能的一些结论。
丫最后,根据井下使用的掘进机在截割过程中存在的问
题,提出了两种改进方案,并通过模拟程序的验证知道其性能
确实比原截割头有所改善犷
关键词镐齿截割头截割性能计算机模拟截豁实愧卜日
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记








,
辽宁工程技术大学硕上学位论文
绪论
部分断面掘进机的现状与发展趋势
悬臂式部分断面掘进机是煤巷、半煤岩巷机械化掘进的主要设备,它
集破碎煤岩、装载、转载运输于体,在当代煤炭和其它矿山企业中得到
了广泛的应用,并获得了良好的技术经济效果。例如,在英国、德国、前
苏联等主要产煤国,掘进机不但广泛用于煤岩硬度的采准巷道掘进,
而且部分己扩大到岩巷掘进。据统计,前苏联使用掘进机余台,综
掘程度为英国使用余台,综掘程度达”德国因深部开采,
巷道断面大,半煤岩巷比例大,岩石硬度高,限制了掘进机的应用,使用
掘进机余台,综掘程度达
目前,日本、奥地利、德国、英国等几个生产掘进机的国家都形成了
掘进机系列产品,发展的总趋势有以下几个方面
机型由轻型逐渐向中重型发展为了提高掘进机的截割强度,截
割功率和机重正在不断加大,现在多数掘进机的截割功率在
机重在截割头转速在一之间,有的掘进机如德
国公司的型截割功率已达,机重转速只有
,该掘进机对截割硬岩的适应性非常强。
机器适用范围越来越大,在基型的基础上,可以非常方便地转换
成其它形式
。, 高技术应用越来越广泛,在设计过程中普遍采用对减速箱、
截割头及一些机构进行优化设计。
我国对掘进机的研制是从六十年代开始的,最初产品机身轻、功率小、
性能差,未得到广泛应用,在“六五”到“七五”期间,我国除了消化吸
收从国外如奥地利、凶牙利、日本、原西德、原苏联等国引进的多种
型号掘进机外,还开发研制了一些新型掘进机。而且,有些掘进机如
型、型、型、型、型经过这年的不断努力,
平均占有量已上升到以上但这些产品主要适用于煤巷掘进,对于硬
煤及半煤岩巷道的适应性差、机器振动大,故障率高。进入九十年代后,
随着我国经济津设的快谏发展。对能源的需求量不断增加, 掘进机截割对
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象的重点转问半煤岩巷道,相应地先后研制了
等机型,机重为截割功率达,这些产品吸收了八十年产
品的技术,总体设计水平有很大提高。主要表现为结构紧凑、造型简单、
重心降低、选用外购元件,性能及质量有较大幅度提高,安全保护更为完
善,代表了我。但是,我国的综掘程度仅为左
右,与相比存在很大差距,与我国煤炭生产的需要,特别是
现代化高产高效矿井建设的需要是极不相适应的,因此,我国掘进机的研
制开发及推广应用还需作大量工作。
研究掘进截割及截割头与截齿的现实意义及主要工作
截割头是掘进机工作机构的核心部件,是直接参与截割的装置,其性
能的好坏直接影响掘进机的整机性能和工作质量。多年来,国外以前苏联、
英国、德国为代表的几个国家一直注重掘进机截割的基础理论研究。前苏
联通过大最的实验分析,从截割时截齿和掘进机机构上的载荷变化,研究
影响其载荷大小及变化的因素,并努力寻求降低载荷波动的方法来指导工
作机构的设计,改善掘进机的截割性能英国和德国等国则在掘进机截割
实验的基础上,通过分析研究,探索掘进机截割性能的工作机构优化设计
理论和方法。为了改善掘进机的截割性能,减少截齿消耗,降低传动件与
连接件的动载荷,提高机器的可靠性,增加有效工作时间,提高掘进机的
实际生产率和进尺速度,各国在掘进机截割及截割头与截齿方面进行了不
断地探索和研究。
我国从使用部分断面掘进机以来,对截割头的参数也进行了一定的研
究,但由于起步较晚,加上重视不够,这方面的工作还很有限而且多年
来我国主要研制的都是较小的和轻型的掘进机,只有近几年才开始着手研
制中型和重型掘进机,因此,与先进国家相比,在掘进机截割的基础研究
及截割头与截齿的研究方面,我们还存在很大差距。以前