采煤机截齿截割破岩能力分析研究

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1、采煤机截齿截割破岩能力分析研究卫晓勇潞安集团潞宁煤业有限责任公司摘要：木文以镐形截齿为例分析了截齿截割煤岩体的过程以及截割过程中截齿的受力情况。从截齿的磨损、截齿安装角度、截割厚度和截割速度角度分析影响截割性能的因素，发现合适的截齿安装角度、合理的截割厚度和截割深度是影响破岩效率的关键因素，较大的截割速度虽然会提高生产效率，但会加大截割阻力，加快截齿磨损。关键词：镐形截齿;截割过程;截齿受力;截割性能;收稿日期：2017-6-12AnalysisandResearchonCuttingRockBreakabilityofShearerCutting

2、WeiXiaoyongLu'angroupLuNingCoalIndustryCo.,Ltd.;Abstract：Sheareriswidelyusedincoalmineprocluction.Theprocessofcoalcuttingisbasicallytheprocessofcuttingcoalandrock.Inthispaper,theprocessofcuttingtherockandrockmassandtheforceofthecutterinthecuttingprocessareanalyzed.Thefactorsaf

3、fectingthecuttingperformaneeareanalyzedfromtheangleofcutting,pickingangle,cuttingthickncssandcuttingspeed.Itisfoundthattheappropriatecuttingangle,reasonablecuttingthicknessandcuttingdeptharethefactorsthataffecttherockbreakingefficiencyThekeyfactor,thelargercuttingspeedwillincr

4、easetheproductionefficiency,butwillincreasethecuttingresistance,tospeedupthepickingwear.Keyword：pickpicking;cuttingprocess;cuttingforce;cuttingperformsnee;Received：2017-6-12我国经济的快速发展离不开煤炭能源的大力支持，传统的煤炭开采方式已不能满足生产的需求，综合机械化采煤已成为主要手段山。采煤机是采煤工作面的重要牛产设备，其可靠性、安全性以及持续工作的能力是保证产量的重要性能指标

5、及1。由于煤矿井下工作环境恶劣，采煤机长期处于复杂的工作环境中，在破碎岩石过程屮受到动载荷以及煤岩强度不均匀性的影响，致使采煤机的截齿出现过载而损坏的现象，严重影响煤矿的安全生产回_。而且截齿往往是采煤机上的易损耗零件，同时也是更换量最大的零件匕1。因此，为保证采煤机安全可靠地工作，就必须对釆煤机截齿截割煤岩体的过程进行分析，找出影响截齿稳定性的影响因素，进而指导煤矿实际生产。1截齿截煤过程及受力分析根据采煤机截齿的形状，截齿可以分为2类童1：(1)刀形截齿；(2)镐形截齿。2类截齿各有优缺点，对于不同的煤层特性应选用不同形状的截齿。木文根据研究需

6、要，以镐形截齿为主要研究对象。1.1截齿割煤过程截齿在滚筒的带动下冲击式破碎煤岩，依据岩石破碎学，其破碎煤岩过程主要分为4个阶段凹。1.1.1煤的变形阶段截齿以一定的角度进入煤岩体，作用于煤岩体的压力呈现不均匀分布状态，周围所形成的应力场同样为复杂的复合应力场。根据布希洛克理论，截齿与煤岩的接触而上并不会出现最大剪应力，而是发生在截隔割力合力的方向、且稍低于接触面的某一个位置上。一般来说，岩体抗压不抗剪，当压应力还未达到煤岩破坏的极限值时，剪应力往往己经达到了煤岩破坏的极限值。同时，截齿与煤岩接触面的周围边界处存在的径向拉应力，促使煤岩表面产生裂纹

7、。1.1.2裂纹产生阶段当截齿位置从II运动到III时，截割力继续增加，作用在岩石的拉应力达到并大于岩石抗拉强度时，岩石将会在拉应力的作用下被拉开，从而岀现赫兹裂纹。当作用在接触点上的剪应力大于岩石的抗剪强度时，该处的岩石会错开，而岀现剪切裂纹。1.1.3压实核的形成阶段当截齿位置从III运动到IV时，截割力线性增加。由于剪切作用造成微裂纹应力集中。微裂纹的形成、发展和交汇，形成粉碎体，在截齿的运动挤压下形成密实核,形成的压力作用于截齿齿尖周围的岩壁上，其中一部分岩粉在截齿的高速旋转下，从岩石与齿前的空隙中射流出去。1.1.4煤岩崩落阶段当截齿位置

8、从IV运动到V时，截割力线性増加。由于煤岩体的封闭，切削核短时间内难以射出去，对煤岩体的作用力迅速增加，超过某定值时，岩石