一煤岩切割刀具几何参数的理论分析.pdf
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1、 绰、仞 屈辱 研 敬 疙 械 ,1 9 9 9年第 6期4 一 煤岩切割刀具几何参数的理论分析 L “州 兰 兰 杨#卢 义 玉 2 一 一l F,摘要通 过 截 齿 切 剖 破 碎 煤 岩 的 受 力 分析,对 7 t 形 截 齿排 屑 性 能进 行 了理 论 分析 研 究表 明,前刃面为楔彤的 7 t 彤截齿 由于斜 角的存在,排屑性 能 太太改善,从 而 使 单 齿切 割 阻 力和 比 能耗 减 小 关 键 词截 齿切 割破 碎岩 石 中 国号T)4 2 1 5 4 1 前 言 截 齿 作 为 煤 岩 切 割 刀 具,是 采 掘 机 械 上 的 重 要 零 件 采 掘 机 械 的 绝
2、大 部分 功 率 都 消 耗 在 截 齿 上,因此,研 究 截 齿 的 几 何 参 数 对 其 切 割 性 能 的 影 响 具 有 重 要 意 义。现 行 截 齿 主 要 有 镐 形 齿 和 刀 形 截 齿 两 大 类 随 着 现 代 滚 筒 采煤 机大 功率、强 力 切割 的 发 展 方 向,刀形 截 齿 因 其 优 越 的 切 割 性 能 而 得到 广泛 应 用 因 此,有 必 要 对 刀 形 截 齿 的 几 何 参 数 进 行 理 论 研 究。2截齿前刃面的形状 刀形 截 齿 的刀 头 形 状 有 平 楔 形、圆楔 形、尖 楔 形、脊 楔 形 和 尖 锥 形等。前 刃 面 的 不 同 形
3、 状,影 响 着 截 齿 与 煤 体 接 触 区 中应 力 场 的 特 征、大 块 煤 崩 落 过 程 中截 割 力 的 变 化 以 发 排 尉性 能。刀具 截 割 煤 炭 时,在 刀 具 前 方 附 近 将 形 成 一 个 粉 末 破 碎 区 密 实 核(Cr u s h e d Z o n e)。研 究 表 明 密 实 核 的形 成 和 发 育 不 仅 P 一Rc os Y s i nA、,J 一 Rs i nY (1),J 一 R c c,s 0 s J 务 局 马 脊 粱 矿 试 验 中 在 岩 石 平 均 硬 度 8 7 0 MPa的 条 件 下,截 齿 消耗 仅 为 0 0 0 8
4、把 m。鼓 齿 消耗 低 于 引 进 截 齿 的指 标,其 抗 磨 损 性 能、抗 冲击 性 能 遗 到 了引进 截 齿 性 能。高 性 能 硬岩 截 齿 的成 功 应 用 使 我 国 截 齿 研 究 制 造 水 平上 了一 个 新 台阶 达 到 了 9 0年 代 国 际 先 进 水平。作者 筒介 任礤锐 1 9 6 0年生,商缎 r程师 i 9 8 2 年 毕 I I I 西 旷 札 院 机 械 制 造 业 获 学 士 学 位 一 直 从 事 综 捌 帆能化 晶的槛仆和研究 工作 发表 呛文多 甜-参J I 设 计 的 进帆 忖分 制荣 获堞嵌工 业科 拄进 步婪-、三等 奖 (收 稿 日期
5、:1 0 9 9 0 2 0】)维普资讯 http:/ l 9 9 9年第 6期 煤矿机械 2 1 图 l 刀形瓿 齿 的受 力,析,J+,l r P=,J +P J。_。P 一 P +=1一 C O S c o s (3)从 受 力 分 析 图 中可 知,P 的作 用 方 向 始 终 与前 刃 面 垂 直。显 然,该 力 不 能 使 密实 核 排 出 自由面。但 与 P 的合 力 P 可 以将 密 实 核 沿 前 刃 斜 面 o AB C 推 出 自 由 面 而 密 实 核 与截 齿 前 刃 面 的摩 擦 力 则 阻 止 密实 枝 向 自 由 面 移 动。因 此,要 使 密 实 核 能 沿
6、斜 面 顺 利 排 出,必 须 满 足 截 齿 对 密 实 核 的 摩 擦 阻 力 T ,J:一,u Rc o s Y c o s 2 p c o s Y c o s A (5)由此 可 见,截 齿 的 排 屑 性 能 除 了 与媒 质()有 关 外,还 与 截 齿 前 角(y)和 斜 角()有 关。若 令 K 一 争一|-c o s Z T c O s z2(6)式 中 表 征 截 齿 的 排 屑 性 能 系 数 则 当 1 时 密实 核 能顺 利 排 出,且 值 越 大,排 屑 能 力 越好 当 3 0。时,才 有 1;但 当 =3 0 时,即 使 y一 0,也 能 满 足 K 1 计算表
7、明,前刃面为平面的刀形截齿必 衰 1不 同的 y i 所 对应 的 值 2凡 i f I J j、尔 须 有 相 当 大 的 前 角,才 能顺 利 排 屑 和 抑 制 密 实 核 的长 大。但 过 大 的前 角 会 大 大 削 弱 截 齿 的 强 度,因而 具 有 较 大 前 角 的 截 齿 是 不 适 用 于截 割 硬 和 极 硬 煤(岩)的。前刃 面 为楔 形 的 刀 形 截齿,由 于 的 存 在,大火 改 善 了 其 排 屑 性 能,且 对 截 齿 的 强 度 影 响 较 小。对 于 前 角 7 一定 的 截 齿,斜 角 越 大,值 也 越 大 截 齿 的 排 屑 能 力 越 好,因 而
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- 关 键 词:
- 一煤岩 切割 刀具 几何 参数 理论 分析
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