对掘进机截割头的设计改进分析.doc

对掘进机截割头的设计改进分析.doc1 对掘进机截割头的设计改进分析摘要: 掘进机的截割头作为整个掘进机性能最为关键的部分, 其与掘进机的工作效率有着至关重要的联系。也正因如此, 做好掘进机截割头的设计改进工作, 使掘进机的截割头性能得到根本的改善则具有十分重要的现实意义。该文笔者即结合个人多年从事掘进机截割头的设计工作的实践经验, 通过仿真和验算, 提出对掘进机截割头的设计改进方案, 以期达到更好的使用效果。关键词:掘进机截割头设计改进中图分类号: TM21 文献标识码:A 文章编号: 1674-098X ( 2016 ) 03 (b) -0073-02 众所周知, 在掘进机截割头的运行过程中极易出现磨损现象, 不仅降低了掘进机的整体工作效率,也对截割头的正常使用造成了一定的影响。也正因如此, 近些年来掘进机设计研究人员纷纷加强了对截割头设计改进的研究工作。以下笔者即从掘进机截割头存在的问题入手进行粗浅地探讨,并提出掘进机截割头的设计改进建议以及设计改进后所取得了效果, 以期为广大同行在今后的设计改进工作中提供有益的参考。 1 掘进机截割头所存在的问题要想做好掘进机截割头的设计改进工作, 就必须结合掘进机截割头的实际应用情况, 从而分析出其在日常运行过程中存在的问题, 进而为设计改进方案提供有力的依据。而根据笔者对大量掘进机的实际施工作业情况 2 分析, 清楚地发现目前绝大多数掘进机的截割头在施工作业之中都存在以下几点问题: 第一, 掘进机的截割头具有偏磨现象, 截齿更换过于频繁且磨损较为严重, 有时甚至还需要为截齿补焊相对应的齿座; 第二, 掘进机截割头的尾部磨损速度较快, 必须对其进行定期维护处理; 第三, 掘进机截割头的切入性能往往较差,极易造成掘进机的过载停机问题;第四,掘进机截割头在截割时煤岩呈粉状剥落,且截割效率低下。 2 对掘进机截割头的分析与验算该文取样某型号掘进机截割头, 并对其进行分析与验算, 该截割头的具体参数为: 电动机功率 160/110 kW; 传输效率为 90% ; 转速为 46/23 r/min ; 扭矩 kN?m ;直径 1140 mm ;长度 965 mm ;截齿数量 48 个。而如若此时我们利用掘进机截割头设计的计算机辅助设计程序, 将截割岩石以及掘进机的相关参数进行输入,那么就可以根据实际的工况条件、掘进机截割头截齿排列研究, 对截割头进行仿真分析与验算。如图 1、图2 所示,当岩层的实际接触压强达到 300 MPa 时,在一个周期内截割头的负载扭矩进刀为 33 mm ,此时的截割头呈现出完全切入状态,扭矩值为 kN?m ,大大地超过了掘进机截割电机能够承受的截割头扭矩。而当岩层的接触压强达到 800 MPa 时,则扭矩进刀 15 mm ,截割头也是完全切入,此时的扭矩值为 kN?m ,此数值是掘进机截割电机额定功率提供扭矩的 倍。因此,结合上述分析,我们可以看到,掘进机截割头的负载所具备的不均衡性会随着掘进机截割头在岩层中进尺的增加, 而相应降低,我们以此为基础编制图 3 ,以便更加直观地展示该情况。 3 对掘进机截割头的设计改进建议 3 结合上文掘进机截割头运行中存在的问题与分析、验算结果, 笔者建议从以下几个方面入手,对掘进机截割头进行设计改进。第一, 根据上文笔者在掘进机截割头不同岩层条