截齿排布圆周角对纵轴式掘进机截割头设计性能的影响.pdf

《截齿排布圆周角对纵轴式掘进机截割头设计性能的影响.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2013年第2期煤矿机电·19·截齿排布圆周角对纵轴式掘进机截割头设计性能的影响张梦奇1’2(1．中国煤炭科工集团太原研究院，山西太原030006；2．煤矿采掘机械装备国家工程实验室，山西太原030006)摘要：以变升角螺旋线纵轴式截割头为基础，采用三维设计结合仿真的方式，对截齿按等圆周角间距排布的QC型截割头和按不等圆周角间距排布的UC型截割头进行了设计计算。计算过程的外部参数均相同。当截割头转速为30r／min，横向移动速度为0．04m／s，钻入深度为截割头全长时，Qc型截割头主要破岩区切屑图单元面积平均值比UC型截割

2、头大11．7％，可获得更大的岩屑块度；且有效截齿数变动量和截割合力变动量均较小，载荷稳定性更好。仿真模拟结果表明，虽然QC型截割头制造相对复杂，但设计性能优于UC型截割头。关键词：截割头；截齿排布；圆周角；截割性能中图分类号：TIM21．5+2文献标识码：B文章编号：1001—0874(2013)02—0019—05InfluenceofPickArrayCircumferentialAngleonCuttingPerformanceofLongitudinalCuttingHeadZhangMeng—qil’2(1．Ta

3、iyuanResearchInstituteofCCTEG，Taiyuan030006，China；2．NationalEngineeringLaboratoryforCoalMiningMachinery，Taiyuan030006，China)Abstract：Basedonthelongitudinalcuttingheadwithvariablespiralangle，theQc-typecuttingheadwithevenpickspacingcircumferentialangleandtheUC—typew

4、ithunevenpickspacingcircumferentialanglearedesignedandcalculatedbymeansof3Ddesignandsimulationanalysis．Theexternalparametersoftwocuttingheadsareidentical．Asthecuttingheadsrotateat30r／rain，moveat0．04m／sanddrillinthewholelengthofthecuttinghead．theaverageareaofchipin

5、themainbreakingregionofQCcuttingheadis11．7％biggerthanthatofUCtypeandthelumpislarger．Furthermore，thevariationofeffectivepicknumberandthecuttingforcearesmaller，andthusthestabilityofloadisbetter．ThesimulationresultsshowthattheQc—typecuttingheadissuperiortotheUC—typec

6、uttingheadondesignperformancespiteofitsrelativelycomplexmanufacture．Keywords：cuttinghead；pickarray；circumferentialangle；cuttingperformance0引言安装锥形截齿_lo的截割头因截齿损耗少和破岩能力强已被广泛应用于悬臂式掘进机上，对截齿的截割过程和排布形式已进行了大量研究。2引。截割头外形、螺旋线特性、截齿和齿座类型、截齿排布形式是纵轴式截割头的主要设计因素，降低工作过程中产生的振动是截割头优

7、化设计目标。5’6j之一。本文对截齿按等圆周角间距排布的Qc型截割头和截齿按不等圆周角间距排布的UC型截割头的性能特点进行分析和对比。1纵轴式截割头设计根据现有掘进机整机设计参数，截割头设计为圆柱、圆锥和球的组合体，螺旋线数为3‘7I。为使截割头在截人深度较大的条件下能够顺利排屑以及降低截割头大端截齿和齿座的磨损，采用变升角螺旋线形式(图1)，从圆柱体段到球体段，螺旋升角由·20·煤矿机电2013年第2期12。逐渐增大为30。，且在球体上变化率较大。在截割头大端减小升角，可减少岩屑沿螺旋线切线方向3530—25运20东15

8、蓥10O抛出时与截齿和齿座的磨损；在小端加大升角，有利于提高岩屑的排出速度。压紊疋f≥冬陡>莨

9、、变升角螺旋线、、、凤N／／1一图1螺旋升角与截割头高度的关系通过计算分析截割头的最大输出扭矩和平均有效截齿数。经初步计算8’9I，确定采用PhilliipsPBl60齿座和BETEKBSR22LK80／S3