浅谈EBZ315掘进机截割头设计
掘进机截割头设计分析
பைடு நூலகம்关键 词
截 割 头； 头体 ； 螺 旋叶 片； 截齿
条件 、截 割速 度等 因素 。 另外 ，在 基础研 究 方面也 比较薄 弱 ，适 合我 国煤 矿地 质条件 的 截割载 荷谱 没 有建立 ，没 有完 整的 设计理 论 依据 ，计 算机 动态仿 真等 方面 还处 于空 白 ； 在元部 件 可靠性 、截 割方 式和 新型 式 的合金 刀 头材 料 等 核心 技 术 方 面 与 国外 有 较 大 差
指 导数 据 。后 面工作 中将 进行 计算 机模拟 ， 找 出理 想 状态 下 ，截 割头 长度 、直 径 、螺旋 线头数 、螺旋 间距 、螺旋 升 角和截 齿排 列等 之 间内在 关系 ，将最 优 的结果 应用 到工程 实 践 ，来 验证 设计 效果 。
２截 割头 的直 径
截 割 头 在 设 计 时 直 径 一 般 按 头 体 加 上 截齿 的大 径 。截割 头直 径 的大 小直接 影 响截 齿 的受 力 ，直 径越 大 ，截 齿阻 力也越 大 ，单 位 时 间 截 割 效 率 也 越 高 ，但 截 齿 磨 损 也 严 重 ，经济 效益 不好 ；截 割头 直径 小 ，影 响效 率 ，掘 进 进 尺 少 。 根 据 实 际 使 用 和 设 计 经 验 ，截割 头 直径 一 般在 ９ ０ ０ ｍｍ ～１ ２ ０ ０ ｍｍ之 间。
进 机截 割 头使 用现状 ，给 出 了截割 头设 计的
引言
掘 进 机 是 集 截 割 、装 运 、行 走 、操 作 等功 能干 一体 ，主要 用于 截割 任意 形状 断面 的井 下岩 石 、煤或 半 煤岩 巷道 。工 作时 ，截 割头 把岩 石切 割破 落 下来 ，装 载机 构把 破碎 的岩 渣转 运至 机尾 部 卸下 ，由后 面 的矿 车或 皮带 运走 ，从 而大 大 地降 低 了工人 的劳 动强 度 ，缩短 劳动 时 间 ，提 高 掘进进 尺 。 截 割 头 是 掘 进 机 关 键 部 件 ，其 功 率 消 耗 占据 了整 机效 率 的 ８ ０ ％左右 。 截割 头分 为 纵 轴 式和 横轴 式 ，纵轴 式采 用铣 削 原理 破坏 煤岩 ，而 横轴 式 则靠 剥削方 式破 坏 岩层 。 由 于 破 坏煤 岩机 理不 同 ，纵轴 式 主要 用于 较硬 岩石 ，而 横轴 式 则用于 较软 岩石 ，因此 纵轴 式 掘 进机 市场 需求 量也 大得 多 。本 文主 要分 析 纵轴 式 掘进 机 的截割 头 。 纵 轴 式 掘 进 机 截 割 头 由头 体 、截 齿 、 截 齿座 和 螺旋 叶片 组成 。 头 体 通 常 有 圆锥 形 、 圆柱 形 和 圆锥 加 圆柱 三种形 式 。 圆锥形 截割 头利 于 钻进 工作 面 ，但 由于 垂直 于 头体 母线 布置 的截 齿是 向 前 倾斜 ，当截割 头 摆动 截割 时 ，截 齿承 受较 大 的侧 向力 ，截 齿 容 易折断 ；圆柱形 头体 则 不 容 易钻进 工 作面 ，同时 ，截割 出 的底板 和 顶 板 呈 锯 齿形 ，支 护 困 难 ，增加 了 辅 助 时 间 ，增 加 了劳动 强 度 ；而 圆锥加 圆柱 则较 好 的 解决 了截 齿 易断 和不 利于 钻进 工作 面 的问 题 。 目前掘 进机 截 割头 设计 时主 要采 用 圆锥 加 圆柱 的形 式 。 截 齿 则 分 为 刀 形 齿 和 镐 形 齿 ，刀 形 齿 采 用径 向安 装 ，刀体 部分 承 受较 大弯矩 ，刀 体 需要 很高 的强 度 ；而镐 形 齿截割 阻力近 于 截 齿轴 线方 向 ，齿 的弯矩 小 ，固定 简单 ，设
掘进机截割部设计(DOC)
2.1.2 各部件的结构型式的确定2.1.2.1 切割机构(3)行星减速器主要由箱体、减速齿轮、二级行星轮架、输入、输出轴构成。
太阳轮与行星轮相啮合，此行星轮通过两个轴承装在星轮轴上，两端装有孔用弹性挡圈，星轮装在第一级行星架相应的轴孔内，内轮与箱体组成一体并与行星轮啮合带动第一级行星架，实现第一级减速[7]。
第二级的太阳轮与第一级行星架为渐开县花键联结，太阳轮与第二行星轮啮合，此行星轮装在第二级的轮轴，此轮轴装在第二级行星架相应轴孔内。
这里内轮与减速器壳体组成一体与行星轮啮合，此星轮不仅自转还绕太阳轮公转，从而实现第二级减速器。
图2-1 EBZ200E掘进机的截割部行星减速器结构Fig.2-1 EBZ200E roadheader in Jiamusi Coal Mine Machinery Co. Ltd.2.2.4 截割机构技术参数的初步确定2.2.4.3 电动机的选择根据行业标准MT477-1996YBU系列掘进机用隔爆型三相异步电动机选择，确定截割功率为200kw，额定电压AC1140 /660 V，转速1500rpm表2-2电动机的基本参数[13]功率/kW 效率η/%功率因数/cosϕ堵转转矩堵转电流最小转矩最大转矩冷却水流量/31m h-⋅额定转矩额定电流额定转矩额定转矩200 92 0.85 2.0 6.5 1.2 2.6 1.33悬臂式掘进机截割机构方案设计3.1截割部的组成掘进机截割部主要由截割电动机、截割机构减速器、截割头、悬臂筒组成。
见图3-1.截割部是掘进机直接截割煤岩的装置，其结构型式、截割能力、运转情况直接影响掘进机的生产能力、掘进效率和机体的稳定性，是衡量掘进机性能的主要因素和指标。
因此，工作部的设计是掘进机设计的关键。
1 截割头2 伸缩部3 截割减速机4 截割电机图3-1 纵轴式截割部•3.2 截割部电机及传动系统的选择切割电机的选择应根据工作条件选取，由设计要求可知，所设计的掘进机可截割硬度为小于85Mpa的中硬岩，查表2-1可知应该选取功率为200KW的截割电动机。
关于纵轴式掘进机截割头外形设计的讨论
101科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald 工 程 技 术我国各大煤矿采用的掘进机截割头,按其布置方式分为纵轴式和横轴式两大类。
而针对我国煤层的工况以及考虑使用的经济性,纵轴式截割头普遍被各种掘进机型所应用,现根据几年来我们公司设计和现场使用纵轴式截割头的情况,浅谈自己的认识。
1 截割头外形尺寸的确定截割头的外形尺寸很关键,一个合理的外形尺寸,不仅可以使截割头具有较强的破煤岩能力,而且在工作过程中可以获得较平整的巷道顶板、底板和侧帮。
(1)截割头的长度。
纵轴式掘进机截割头的长度是指沿截割臂轴向方向的长度,其值的大小影响工作效率。
截割头长度较长,工作时截割阻力增加,尤其是在截割臂摆动的过程中,会使截割臂摆动速度降低,一个工作循环的时间加长,影响掘进速度;截割头太短,钻进深度就会减小,也会使掘进机的掘进速度降低。
另外,截割头的长度与工作面的棚间距也有一定的关系,理想状态下,一次或几次掘进的距离应该等于整数倍的棚间距离(我们假设一次掘进的距离就等于一个截割头的长度),但是这种计算方式是不能实现的,因为各个地域地质条件的不同决定了工作面架设的棚间距离不同,所以这种算法不能得出固定的尺寸。
通常,根据实际经验,纵轴掘进机截割头的长度可取500～900mm,大功率的掘进机可以取到1100mm 左右。
(2)截割头的直径。
我们先通过截割电机的功率来初步确定截割头的转矩:NPM 9550式中:P—截割头切割功率(kw)N—截割头转速(r/min)则截割头平均切割力F:RM F式中:R —截割头的平均直径从以上计算可以推断,在功率和转速已经固定的前提下,切割力的大小与截割头直径有直接的关系,假设截割头上有m个截齿,且载荷均布,则会有:f =m F =RmM 可见,若截齿数量一定,直径越大,每个截齿的切割力就越小,那么是不是截割头直径越小越好呢？显然不是的,截割头直径越小,工作面的循环时间就越长,工作效率就越低。
掘进机截割头受力分析与掘进实例分析
掘进机截割头受力分析与掘进实例分析
掘进机是一种用于开采隧道和矿井的专业设备，其主要用途是通过不断截割岩石或煤炭来实现掘进作业。
在掘进机的掘进过程中，其头部会承受巨大的受力，因此对掘进机的头部受力进行分析和实例研究是非常重要的。
对掘进机的头部受力进行分析。
掘进机的头部主要由截割刀具和推力装置组成。
在掘进作业中，截割刀具通过不断旋转或振动来进行截割，由于岩石或煤炭的硬度较大，截割过程中会产生巨大的切割力。
推力装置会施加向前的推力，以推动掘进机不断前进。
这些作用力都会直接作用在掘进机的头部上。
为了更好地体现头部受力分析和实例分析的重要性，下面以实例进行具体说明。
某矿井使用掘进机进行煤炭掘进作业。
在实际操作过程中，发现掘进机的头部经常出现振动和受力过大的情况。
为了解决这一问题，工作人员进行了受力分析和实例研究。
经过调查和实验，工作人员发现，掘进机的切割刀具与煤炭接触时，由于煤炭的硬度较小，切割力显得过大，导致掘进机头部振动较大。
推进力的大小也会对头部振动产生影响。
为了解决这一问题，工作人员根据受力分析结果，调整了截割刀具的切割力，并合理控制了推进力的大小。
经过改进后，掘进机的头部受力得到了有效控制，振动现象明显减小。
掘进作业的效率也得到了提高。
这个实例说明了对掘进机头部受力进行分析和实例研究的重要性，只有通过对受力进行合理控制，才能保证掘进机的正常运行和掘进作业的顺利进行。
掘进机截割部改造方案说明
掘进机截割部改造方案说明山东兖煤黑豹矿业装备有限公司的含有锚护功能的截割部完全能够满足掘进、临时支护和打锚杆的功能需要，真正实现了掘进和支护工作的快速切换，大大的降低了人工的劳动强度。
一、项目背景：随着我国经济的快速发展，煤炭工业不断朝着机械化，自动化的方向发展，综合机械化才没设备越来越广泛的应用于各种地质条件的煤炭生产中。
巷道掘进环节，除掘进机本身质量有所提高以外，整体工艺水平仍然保持着上世纪七、八十年代的程度。
其主要原因是受地质条件限制，空顶距较小，不能实现掘进与支护工作平行作业。
并且目前所采用的锚杆支护方式，设备简单，主要由人工劳动完成。
目前，在国内中使用过的掘锚机主要有两侧式掘锚机、龙门式掘锚护一体机以及连（采机)锚机。
1、两侧式掘锚机（一代机），山东兖煤黑豹矿业装备有限公司研制。
多斯科、奥钢联等研制过类似的产品，但使用效果不理想，并未形成推广。
该掘锚机主要是以现有掘进机为平台，并利用掘进机的截割部，使锚杆机完成位置的转移，从而完成锚护工作。
思路简洁，容易实现，但锚杆机构与掘进机易发生干涉，两者功能相互影响。
其具体缺点在于：锚杆机易刮帮损坏；打锚杆时截割部不能落地，不满足安全要求；空顶距大，至少空顶一排锚杆；锚杆定位效率低；适应范围窄，不能用于拱形、梯形巷道。
两侧式掘锚护一体机2、龙门式掘锚护一体机（二代机），由三一重装研制，是利用安装在掘进机两侧的伸缩臂，将龙门架推移至设备最前端，锚杆机可以在龙门架上左右横移，从而完成临时支护、锚杆支护功能与掘进机的融合。
克服了两侧式掘锚机的一些不足，如解决了刮帮现象，截割部可以落地，提高了锚杆定位效率，基本实现了零空顶距等。
但仍然存在一些问题，如遮挡截割视线，两主臂同步及刚性问题等。
龙门式掘锚护一体机3、连锚机，奥钢联和久益的进口设备，在国内主要在榆林、鄂尔多斯等地有少量应用。
该机是在连采机基础上，将锚杆机融合在一体上，理论上可以实现截割与支护作业的同步进行，从而提高工作效率。
掘进机截割头的优化设计
掘进机截割头的优化设计作者：李龙来源：《科技探索》2014年第02期摘要：通过改变截割头的形状、截齿排列，来改善截割头的性能。
关键词：掘进机截割头截齿排列1 概述：掘进机作为巷道掘进设备，在矿山开采中起着重要的作用，截割头是掘进机的重要组成部分，在截割过程中，消耗整机的大部分功率。
截割头结构复杂，装配参数较多，这些参数直接影响截割头性能。
掘进机截割头在使用过程中，发现截割头有偏磨现象，截齿磨损严重，截齿更换频繁，有时还必须补焊齿座，截割头螺旋叶片和尾部磨损快等问题。
严重影响掘进机的截割性能。
分析原因：影响截齿和齿座磨损的因素主要有材料的耐磨性能，截割头外形及外径、截齿的形状及排列，内喷雾系统，截割岩石的地质条件和使用操作等，尤其是截齿排列对截齿磨损和截割头效率有很大影响，介绍图解法分析截齿排列。
2 几何参数2.1 外形尺寸的确定根据EBZ-160掘进机截割范围及效果的原则，截割头的最大外径D=1120mm，总长度为L=900mm。
2.2 截齿数量的确定根据资料查找及截割头的最大长度来确定截齿数为36个。
2.3 截齿在截割头上的仰角a的确定该截割头上的仰角对整机的截割效率和截齿的磨损起决定性的作用。
为了达到最佳的截割力传递，截齿安装的范围一般取a=45一48°，在此取a=46°。
2.4 螺旋线头数的确定为了使该截割头既有较强的截割力，又能较顺利地排屑，将截齿排列呈螺旋线状，因单头螺旋升角过小，排屑困难而不能选取，故选择双头螺旋排列。
3 截齿的布置方法3.1 设计原则3.1.1沿截割头体的轴线采用等间距均匀布置。
该间距称之为截距t，一般推荐取值范围为：t=20～50mm。
它与煤岩性质有关，截割硬度低的煤层时取大值，截割硬岩时取小值，中硬煤岩层，一般取t=25mm。
该，保证截割平稳，保证每个单齿等均匀磨损。
3.1.2沿截割头体的周向采用等角度均匀布置。
该角度称之为周向角θ，其原因、布置方法和目的与上述相同，它与布置的总截齿数相关，一般推荐取值范围为：θ=10°左右。
掘进机截割头设计解析
掘进机截割头设计解析【摘要】在大型施工活动中，都需要借助掘进机才能够顺利推进工程进度，而截割头又是掘进机的重要组成零配件，它被用来打通和破碎坚固的地质岩层。
经过多年的施工经验，本文发现影响岩层切割效率的因素十分多样化，因此必须做好截割头的设计工作，以提高其在实际工作中的使用寿命和工作效率。
本文针对如何改进截割头的工作性能提出了几点建议和措施。
【关键词】掘进机；截割头；设计悬臂式掘进机是当前最先进的一种工程设备，它具备切割、装载、运输、搬运、调度和清除场地的多种复合功能。
因此，它的内部结构也十分复杂，主要由切割头、液压器、装载头、动力系统、传动系统、控制系统等重要功能配件构成。
作为掘进机的重要工作部件，切割功能主要依靠切割刀、液压臂、动力传动器、升压器、动力电源等共同配合来完成。
切割机在正常工作时，主要是利用切割头的前后运动和切割液压臂的纵向或横向摆动带动切割刀来完成切割。
截割部在正常运转时，切割头的运动主要是依靠驱动电源带动液压臂运动来实现，装在切割头上的刀片获得足够的力将坚硬的岩层破碎。
如果需要推进切割深度，可以通过机械的动力系统朝前驱动来实现。
切割机头被安装在能够自由转动的操作平台上，这样就可以利用操作平台连接的两个回转液压缸提供的动力来完成各种切割动作，通过这种动力设计，能够帮助切割机头实现多种工作角度变换，因此可以为操作人员提供多种切割方案。
掘进机的工作效率主要取决于截割头的设计，截割头要求各截齿负荷均匀，切割平稳，摆动小；截割比能消耗低，截齿消耗少；切割效率高，产生粉尘量小。
1设计简述截割头的主要参数包括：截割头的长度、直径、锥角、螺旋叶片的头数与升角、截线间距等，这些参数直接影响掘进机的截割性能。
1.1截割头的长度截割头的长度不仅与截割阻力的大小有关，还影响机器工作的循环时间和生产率。
因此，必须合理地选取截割头的长度。
由于工作面煤壁附近的煤岩有压张效应，在压出带范围内，煤岩的抗截强度明显减弱，截割能力和单位能耗降低。
掘进机截割头受力分析与掘进实例分析
掘进机截割头受力分析与掘进实例分析掘进机是煤矿生产中常用的设备，它能够高效地进行矿井的掘进作业。
掘进机截割头是掘进机的关键部件之一，在掘进作业中承担着重要的截割和受力任务。
了解掘进机截割头的受力分析对于提高掘进机的工作效率和延长设备的使用寿命具有重要意义。
本文将对掘进机截割头的受力分析进行研究，并结合实际掘进实例进行分析，以期能够更好地理解掘进机截割头的受力特性和工作原理。
一、掘进机截割头受力分析1.截割头结构掘进机截割头通常由刀盘、截割齿、传动系统和支撑系统等部件组成。
刀盘是截割头的核心部件，它通过传动系统驱动进行旋转运动，同时截割齿则位于刀盘上，通过截割齿的旋转和进给运动完成煤岩的切削作业。
支撑系统则用于支撑和固定刀盘，保证其在工作过程中能够稳定运行。
2.受力分析在掘进作业中，掘进机截割头承受着复杂的受力情况。
其主要受到的力包括切向力、法向力和扭矩等。
切向力是指截割头在切削煤岩时所受到的力，它是导致截割齿磨损和切削能力下降的重要因素。
法向力则是指截割头在进给作业中承受的力，它会影响刀盘和截割齿的切削性能和稳定性。
扭矩则是刀盘在旋转过程中所受到的力，它会影响刀盘的旋转稳定性和切削效率。
3.受力特点掘进机截割头在工作过程中受力特点明显，具有以下几个特点：一是受力复杂，同时承受着切削和进给引起的多种受力；二是受力不平衡，受力部位和受力大小不一致，导致截割头在工作中容易出现磨损和损坏；三是受力频繁，掘进机截割头在工作过程中需要频繁进行切削和进给作业，所以其受力频繁变化，对截割头的耐久性和稳定性提出了较高要求。
二、掘进实例分析下面以某矿井的掘进实例为例，来具体分析掘进机截割头的受力特性和工作原理。
某矿井采用掘进机进行煤矿掘进作业，掘进机型号为XCMG EBZ260H，工作面倾角15°，煤岩硬度为3-4级。
在进行掘进作业时，掘进机截割头受力情况如下：切向力为1000N，法向力为500N，扭矩为200Nm。
上海创力最大掘进机机 EBZ315(B)主要技术参数
EBZ315（B）主要技术参数1掘进机参数型号： EBZ315（B）总体长度（m）： 11.2总体宽度（m）： 3.2总体高度（m）： 1.95机重（t）： 100地隙（mm）： 215卧底深度（mm）： 200龙门高度（mm）： 450适应坡度：±18°截割硬度（MPa）：≤90（非经济状态下100）总功率（kW）： 506定位截割高度（m）： 5.1定位截割宽度（m）： 6定位截割断面（㎡）： 30.5掘进时综合噪声值dB(A) ≤952 截割部截割头形状：圆锥台形截割头转数（r/mim）： 47电动机功率（kW）： 315截齿：镐形（57把）喷雾：内、外喷雾方式3铲板部装载形式：星轮式装载能力（m 3/min）： 4.5装载宽度（m）： 3.2星轮转数（r/min）： 30铲板卧底（mm）： 260铲板抬起（mm） 4404 中间运输机形式：边双链刮板运输能力（m 3/min）： 5.0溜槽断面尺寸(mm)： 620×340（宽×高）链速（m/min）： 52张紧形式：油缸张紧、卡板锁定5行走部形式：履带式行走速度（m/min）： 0～6履带宽度（mm）： 700制动方式：内置一体式多片制动器对地压强（MPa）： 0.173张紧形式：油缸张紧、卡板锁定6 液压系统液压系统压力（MPa）： 25组合变量泵（mL/r）： 190/190 1台行走部液压马达（mL/r）： A2FE180 2台铲板部液压马达（mL/r）： IAM1500 H45 2台中间运输机（mL/r）： IAM800H4 A0 2台油箱容量（L）： 900油泵电动机（kW）： 132 1台高压负荷传感多路阀：液控式 1组液压先导控制阀：先导式 1组冷却方式：板式冷却器 5台油缸数量（个）： 127水系统灭尘方式：内、外喷雾流量（L/min）： 100外喷雾压力（MPa）： 1.5内喷雾压力（MPa）： 3.0冷却部件：截割电动机、油箱8 电气部分8.1主回路额定电压（V）： AC1140额定电流（A）： 311额定频率（Hz）： 50输出分路数（路）： 4额定功率（Kw）： 4998.2开关箱（包括操作箱）规格型号： KXJ1-499/1140 E-4防爆形式：矿用隔爆兼本质安全型额定电压（V）：主回路： AC1140控制回路：AC220、120、24、DC24 额定电流（A）：≤3118.3 截割电机型式：隔爆、水冷、单速、双鼠笼异步电动机规格型号： YBUS-315 （绝缘等级H级、工作方式S1）额定电压（V）： AC1140 Y/Y额定电流（A）： 1968.4 油泵电机型式：隔爆、风冷、双鼠笼异步电动机规格型号： YBU-132 (绝缘等级F级、工作方式S1)额定电压（V）： AC1140/660 △/Y额定电流（A）： 137/798.5 截割急停、总急停按钮型式：矿用隔爆型规格型号： BZA2-5/127J 附带锁紧装置额定电压（V）： AC24额定电流（A）： 5 内部按钮为常闭用途：总急停按钮：用于紧急停机截割急停按钮：用于截割电机停止8.6电铃型式：矿用隔爆型规格型号： BAL1-127额定电压（V）： AC127额定电流（A）： 0.35用途：开机信号，启动报警8.7 照明灯型式：矿用隔爆型LED照明灯规格型号： DGE15/24L(A)额定电压（V）： AC24额定电流（A）： 0.625数量（盏）： 58.8 甲烷传感器规格型号： GJC4额定电压（V）： DC18额定电流（mA）： 3208.9 矿用本质安全型温度变送器型式：矿用本安型额定电压/V： DC21额定电流/mA: ≤27mA 8.10矿用本质安全型压力变送器型式：矿用本安型额定电压： DC24量程：（0-6MPa）。
EBZ-135掘进机截割头结构优化设计
Ａ ｃｒｉｇｔ ｔｅｌ ｄｎ ｏ ｄ ｉ ｓ ｈ ｕｔ ｇｌ ｅｓａｅｏ ｅｐ ｋ ａ ｐ ａ ｄ ｄｕｔ ｎ ｐｉ ｉ ｄａｄｔｕ ｅ ｃｏ ｎ ａ ｉ ｃｎ ｉｏ ，ｔｅ ｔｎ ｎ ｃ ｆｈ ｉ ｓ ｓ ｅ ｅｔ ｌ ａｊｓ ｄａｄｏｔ ｚ ｎ ｓｈ ｄ ｏｈ ｏ ｇ ｔｎ ｃ ｉ ｉ ｐ ｔ ｃ ｗ ｒ ｅｙ ｅ ｍ ｅ ｈ ｔ
ｃ ｔ ｎ ｅ ｄ ａ ｄ ｔｅ ｃ ａ ｎ ｏ ｋ Ｔ ｅ ｌａ ｓｏ ｈ ｕｔ ｇ ｈ ａ ｎ ａ ｈ ｐｃ ｅｅ ｏ ｔｉｅ ｒｍ ｈ ｉ ｌｔ ｎ ｕｔ ｇｈ ａ ｎ ｈ ｏ ｌａ ｄ ｒｃ ． ｈ ｏ ｄ ｆｔｅ ｃ ｔｎ ｅ ｄ ａ ｄ ｅｃ ｉｋ ｗ ｒ ｂａｎ ｄ ｆ ｉ ｉ ｏ ｔｅ ｓｍｕａｉ ． ｏ
截 齿 受力不均 的 问题 ，用 Ａ Ｓ Ｓ Ｌ Ｎ Ｙ ／ Ｓ—Ｄ Ｎ ０ ０软 件建 立 了截 割 头和 煤 岩 的数 值模 拟 模 型 。通 Ｙ Ａ１． 过仿 真得 到 了截 割 头和各截 齿 的 受力 。再根 据 受 力情 况 ，反 复 调整优 化 了截 齿截 线间距 ，使得 截 割 头和各截 齿所 受 力的差 异 系数 趋 于平衡 。 同 时，差异 系数 的减 小 ，使掘 进机 的振 动得到 了有 效 控 制 ，截割 性能 明显提 高。
ｐ ｏ ｌｍｓ ｏ ｅ ｈ ｇ ｉ ｒ ｔ ｎ ｏ ｈ ｕ ｔ ｇ ｈ ａ ｎ ｈ ｎ ｖ ｎ ｌａ ｎ ｔｅ ｃ ｔ ｎ ｉｋ ｘｓｅ ｎ ｔ ｅ Ｅ ｒ ｂｅ ｆｔ ｉ ｈ ｖ ｂ ａｉ ｎ ｔ ｅ ｃ ｔ ｎ ｅ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｕ ｅ ｅ ｏ ｄ ｏ ｈ ｕ ｔ ｇ ｐ ｃ ｓ ｅ ｉ ｄ ｉ ｈ ＢＺ 一 １ ５ ｈ ｏ ｉ ｉ ｔ ３ ｍａ ｈ ａ ｅ ． Ｔ ｅ ＡＮＳ ／ Ｓ — Ｄ ｄ ｅｄ ｒ ｈ ＹＳ Ｌ ＹＮＡ１ ． ０ ｓ ｆ ａ ｅ ａ ｐ ｌ ｄ ｔ ｓａ ｌ ｈ ｔ ｅ ｎ ｍｅ ｉａ ｓ ｌｔ ｎ ｍｏ ｅ ｓ ｏ ｈ ０ ｏｔ ｒ ｗ ｓ ａ ｐ ｉ ｏ ｅ ｔ ｂｉ ｈ ｕ ｒ ｌ ｉ ａ ｉ ｄ ｌ ｆ ｔｅ ｗ ｅ ｓ ｃ ｍｕ ｏ
掘进机截割部设计
掘进机截割部设计 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】各部件的结构型式的确定2.1.2.1 切割机构(3)行星减速器主要由箱体、减速齿轮、二级行星轮架、输入、输出轴构成。
太阳轮与行星轮相啮合，此行星轮通过两个轴承装在星轮轴上，两端装有孔用弹性挡圈，星轮装在第一级行星架相应的轴孔内，内轮与箱体组成一体并与行星轮啮合带动第一级行星架，实现第一级减速[7]。
第二级的太阳轮与第一级行星架为渐开县花键联结，太阳轮与第二行星轮啮合，此行星轮装在第二级的轮轴，此轮轴装在第二级行星架相应轴孔内。
这里内轮与减速器壳体组成一体与行星轮啮合，此星轮不仅自转还绕太阳轮公转，从而实现第二级减速器。
图2-1 EBZ200E掘进机的截割部行星减速器结构EBZ200E roadheader in Jiamusi Coal Mine Machinery Co. Ltd.截割机构技术参数的初步确定电动机的选择根据行业标准MT477-1996YBU系列掘进机用隔爆型三相异步电动机选择，确定截割功率为200kw，额定电压AC1140 /660 V，转速1500rpm表 2-2电动机的基本参数[13]功率/kW 效率η/% 功率因数/cosϕ堵转转矩堵转电流最小转矩最大转矩冷却水流量/31m h-⋅额定转矩额定电流额定转矩额定转矩200 923悬臂式掘进机截割机构方案设计截割部的组成掘进机截割部主要由截割电动机、截割机构减速器、截割头、悬臂筒组成。
见图3-1.截割部是掘进机直接截割煤岩的装置，其结构型式、截割能力、运转情况直接影响掘进机的生产能力、掘进效率和机体的稳定性，是衡量掘进机性能的主要因素和指标。
因此，工作部的设计是掘进机设计的关键。
1 截割头2 伸缩部3 截割减速机4 截割电机图3-1 纵轴式截割部截割部电机及传动系统的选择切割电机的选择应根据工作条件选取，由设计要求可知，所设计的掘进机可截割硬度为小于85Mpa的中硬岩，查表2-1可知应该选取功率为200KW的截割电动机。
掘进机的断面自动截割控制的研究
掘进机的断面自动截割控制的研究掘进机是一种用于地下工程、矿山工程和隧道工程等领域的重要设备，其主要功能是在地下进行断面掘进和挖掘工作。
在掘进过程中，断面的质量和准确性对工程项目的安全和进展具有重要影响。
因此，研究掘进机断面自动截割控制技术具有重要的理论和实际意义。
掘进机断面自动截割控制的研究可分为以下几个方面进行深入探讨：一、掘进机断面测量和数据获取技术掘进机断面自动截割控制的前提是能够准确获取地下断面的数据。
目前常用的测量方法包括激光扫描、多传感器融合测量等技术。
这些技术能够实时、高精度地获取地下断面的几何信息，为后续的掘进机断面截割提供了可靠的数据基础。
二、掘进机断面参数建模与优化算法研究在掘进机断面自动截割控制过程中，需要将掘进机的工作参数与地下断面的几何特征相匹配，以实现自动截割控制。
因此，需要建立掘进机断面的参数模型，并根据实际工程要求进行优化设计。
常见的优化算法包括遗传算法、粒子群算法等，通过对参数进行优化选择，可以实现高效、精确的断面截割控制。
三、掘进机断面截割机构设计与控制实现掘进机断面自动截割控制的关键是设计合理的截割机构，并实现对截割机构的精确控制。
目前，常用的截割机构包括刀盘式、链带式等。
同时，要结合控制系统，实现对截割机构的动力学建模和控制逻辑设计，以实现截割过程的稳定性和高效性。
四、掘进机断面自动截割控制系统的应用研究掘进机断面自动截割控制系统的应用研究包括系统集成、实验验证和实际应用等方面。
系统集成是将各个模块进行整合，形成完整的自动截割控制系统。
实验验证是通过实验和仿真对系统进行验证和测试，以保证其稳定性和可靠性。
实际应用则是将自动截割控制系统应用到实际工程中，并对其效果进行评估和改进。
总之，掘进机断面自动截割控制的研究是一个复杂而重要的课题，需要从断面测量、参数建模与优化、截割机构设计与控制以及应用研究等多个方面进行深入研究。
通过不断的探索和实践，可以实现掘进机断面的高效、精确截割，提高工程施工的效率和质量，为地下工程领域的发展提供技术支撑。
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浅谈ＥＢＺ３１５掘进机截割头设计
刘青辉刘建伟石家庄中煤装备股份有限公司
【摘要】随着煤矿业不断的发展，原有的掘金机械设备已经不能满足现代化煤矿企业发展需求，尤其是掘进机截割头。
在这种情况下，就应该从煤矿掘进实际状况出发，掘进机截割头进行相应研究，以便更好满足实际煤矿企业发展需求。
ＥＢＺ３１５是基于现在煤矿掘进所遇到的实际状况进行研究的，能更好满足煤矿掘金需求。
本文主要从ＥＢＺ３１５掘进机截割头设计研究的必要性、ＥＢＺ３１５掘进机截割头设计内容等方面出发，对ＥＢＺ３１５掘进机截割头设计进行分析。
【关键词】ＥＢＺ３１５掘进机截割头设计
就现在煤矿开采状况来看，其主要在硬质岩道进行开采，这就给掘进机带来了一定负担。
原有掘进机截割头就不能满足硬质岩道掘金开采需求，这就需要采用新的的掘进机并对其掘割头进行重新设计，以满足煤矿硬质岩道开采需求。
而ＥＢＺ３１５掘进机截割头以其平稳、效率高、粉尘吸收少等优势已被应用在煤矿掘进中，为煤矿开采带来了新的生机。
为了使ＥＢＺ３１５掘进机截割头在煤矿掘进中，更好的发挥其作用，还需要对ＥＢＺ３１５掘进机截割头设计进行深入分析。
如何更好的对ＥＢＺ３１５掘进机截割头设计进行分析，已经成为相关部门值得思索的事情。
一、对ＥＢＺ３１５掘进机截割头设计研究的必要性正常情况下，载割头质量如何是由其载荷引起的。
而其载荷又是由煤岩抗截程
度来决定的，其抗截强度的多变性、切屑厚度及截齿磨损程度等印度都会影响载割头荷载。
而现在的计算在一定程度上还处于还停留在简单煤层计算上，这就无法满足煤矿企业掘进机切割性能需求，需要对掘进机截割头设计进行进一步研究，尤其是对ＥＢＺ３１５掘进机截割头进行进一步研究，毕竟其是现在掘进机截割头中与煤矿掘进现状相一致的截割头。
从ＥＢＺ３１５掘进机截割头实际应用状况可以知道，切割头的荷载是比较复杂的，其在实际应用过程中，受空间因素的影响较大，很多时候会出现大量且难以预测的随机因素。
煤岩抗截强度是随着巷道宽度和长度变化而变化的。
再加上煤层是由硬质岩和岩石夹层包裹的，使得煤层位臵和尺寸比较随机，一旦截齿和硬质岩石和岩石夹层碰撞，就会出现峰值负荷，甚至使截齿或截割头损坏。
而截割头在实际截割过程中其截齿瞬时切屑厚度又会随之改变，一旦出现不断改变现象，就会加剧切割头磨损程度。
为了避免这一问题，在掘进机实际运行过程中，应该对切割头的载荷随机性进行分析。
同时，在对ＥＢＺ３１５掘进机截割头进行设计的时候，也要综合考虑上述问题，以便更好满足煤矿企业对ＥＢＺ３１５掘进机的需求。
从上述内容可以看出，对ＥＢＺ３１５掘进机截割头进行研究的必要性。
二、ＥＢＺ３１５掘进机截割头设计内容ＥＢＺ３１５掘进机作为先进的掘进技术，经过多年研究和改进，已经成为重要的掘进技术。
在对ＥＢＺ３１５掘进机截割头进行设计的时候，有必要对其结构参数进行分析。
ＥＢＺ３１５掘进机截割头设计主要参数有长度、速度、
角度及截齿排列方向等。
１．对ＥＢＺ３１５掘进机截割头掘进长度进行分析。
ＥＢＺ３１５掘进机截割头一般会使用纵轴割头，但是在选用这种割头时必须注意其长度，毕竟长度对掘进机工作时间和煤层性质有一定关系，综合分析后再合理的选择割头。
选择适合的掘进截割头之后，还要将割头长度限制在标准范围内。
之所以这样是因煤矿开采过程中，其工作面煤壁上常存在压张效应，一旦超出其标准范围，煤岩抗截强度就会降低，其截割能力及能耗也会有所降低。
这样一般掘进工作中最好将掘进中的张压带宽度限制在标准工作面高度范围内。
而如果在较硬的岩石中进行掘进。
压张带最好在工作面高度标准之内。
在实际掘进机截割头设计过程中，应该知道ＥＢＺ３１５掘进机与之前掘进机截割功率是类似的，但是其工况条件却不同。
在这种情况下，就应以ＥＢＺ３１５掘进机实际工况条件为依据来确定截割头长度。
如果实际煤矿掘进中，需要大功率掘进机。
则需要将ＥＢＺ３１５掘进机截割头长度拉长。
２．对ＥＢＺ３１５掘进机截割头直径进行分析。
正常情况下，对ＥＢＺ３１５掘进机截割头直径就是截割头平均直径。
之所以对截割头平均直径进行分析，是因为其与掘进机效率、截割能力和巷到截面有一定关系。
如果割头功率和转速为定值时，其截割头的直径将直接影响切割向切割力。
但是必须保证直径适中，这样才可以保证切割力适中，从而避免切割力过大或过小，而使ＥＢＺ３１５掘进机截割
头循环时间变长。
甚至影响其切割速度。
而对岩石巷道来说，对切割机的阻力是比较大。
为了保证截齿切割力的降低，最好避免增大直径尺寸，以提高ＥＢＺ３１５掘进机截割头切割能力，保证煤矿掘进工作的顺利进行。
３．对ＥＢＺ３１５掘进机截割头速度进行分析。
ＥＢＺ３１５掘进机截割头速度对于截割力的影响是非常大的，尤其是在功率值固定的情况下。
当功率一定时，有必要以增加割头载割力方式来境地截割头的速度。
也可以通过减少粉尘和截齿磨损以降低载割头载荷。
正常情况下，载割头的转速为标准速度，当岩石切割硬度低于标准岩石硬度值时，截割头最好选取速度较低的值。
同时也应该注意切割头横切速度，毕竟其大小与截割大小、粉尘量及载割头的载荷和波动有直接关系。
因此，必须注重横切速度和提高掘进速度。
如果煤岩硬度较小时，为了降低截割和截齿损耗最好降低其横截速度。
而要想达到ＥＢＺ３１５掘进机截割头工况范围也需要降低其横切速度，并对液压系统进行控制。
４．对ＥＢＺ３１５掘进机截割头角度截齿排列进行分析。
应该对截割头角度进行分析，毕竟截割头角度对煤矿巷道的平整度有重要作用。
在实际施工过程中，掘进机是需要行走通道和相应支护的，这就
需要对巷道平整度进行调整。
而巷道底板、顶板及侧壁作为平整度调整的关键因素，其在实际调整过程中是需要和掘进机臂长、回转中心位臵组成的角度的。
如果其角度为定值时，其能满足上述需求，而角度不确定时，则需要对于平整度相关的因素进行调整，以满足实际煤矿掘进需求。
而ＥＢＺ３１５掘进机截割头角度对割头排屑效果也是有一定影响的。
当掘进机割头螺旋叶片较多时，不保证其头数和升角就会影响截割齿数，甚至使结构和截割头更为复杂。
为了避免不必要的问题并提高掘进机截割头排屑能力，实际设计中就应该选取适当的叶片和保证其标准角度。
同时也应该合理的对割头截齿进行排序，毕竟其排列方式与掘进机载割头工况有直接关系。
ＢＺ３１５掘进机作为新型设备，其排列是在原有掘进机基础上发展起来的，其采用的主要是交叉排列方式，在一定程度上能使机械设备负荷更加均匀，也能保证工作机构平稳。
正是因为上述优势，其在实际应用过程中，要比一般掘进机切屑面积大且其截割能耗小。
而在实际设计中，还要注意截线间距，以保证截割载荷平稳，掘进工作有序进行。
三、结语掘进机掘割头对掘进机来说是十分重要的，其是截割硬质岩的重要工具，ＥＢＺ３１５掘进机截割头设计质量如何将直接影响掘进机掘进机整体性能的发挥、使用寿命的长短和经济效益的提高等。
为了使掘进机整体上发挥其应有的作用，就应该对ＥＢＺ３１５掘进机截割头与设计相关内容进行分析，以便更好解决实际问题。
随着煤矿企业不断的发展。
在煤矿掘进中将会有新的问题出现，这就需要对ＥＢＺ３１５掘进机截割头进行深入研究，以便更好满足煤矿企业发展需求。
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