畢 濤（吉林省機(jī)械裝備制造有限責(zé)任公司,吉林 遼源 136200）

關(guān)于掘進(jìn)機(jī)截割頭的改進(jìn)設(shè)計(jì)探討

畢 濤
（吉林省機(jī)械裝備制造有限責(zé)任公司,吉林 遼源 136200）

掘進(jìn)機(jī)截割頭是關(guān)鍵的部分，其與掘進(jìn)機(jī)的工作效率存在直接的關(guān)系，目前，截割頭在運(yùn)行過程中，很容易出現(xiàn)磨損的情況，降低了掘進(jìn)機(jī)的工作效率，特別是載割頭、截齒位置，無法保障掘進(jìn)機(jī)的工作效率，對(duì)截割頭的使用形成一定的影響。因此，本文以掘進(jìn)機(jī)為研究對(duì)象，分析截割頭的改進(jìn)設(shè)計(jì)，以便保護(hù)截割頭的性能。

掘進(jìn)機(jī)；截割頭；改進(jìn)

掘進(jìn)機(jī)截割頭的改進(jìn)設(shè)計(jì)，是一項(xiàng)必然的工作，促使截割頭更加適應(yīng)掘進(jìn)機(jī)的工作環(huán)境，解決存在的磨損問題。掘進(jìn)機(jī)截割頭的工作效率低，即會(huì)引起工作誤差，促使截割頭處于不良的狀態(tài)，而截割頭的改進(jìn)設(shè)計(jì)，能夠緩解截割頭的缺陷，主要是確保截割頭達(dá)到掘進(jìn)機(jī)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，滿足掘進(jìn)機(jī)工作環(huán)境的要求。

1 掘進(jìn)機(jī)截割頭的問題分析

掘進(jìn)機(jī)截割頭在改進(jìn)設(shè)計(jì)上存在一定的需求，結(jié)合掘進(jìn)機(jī)截割頭的應(yīng)用，例舉比較常見的問題，為改進(jìn)設(shè)計(jì)提供相關(guān)的信息[1]。分析如：（1）截割頭在掘進(jìn)機(jī)工作的過程中，出現(xiàn)了偏磨的情況，尤其是截齒部分，磨損的情況十分明顯，掘進(jìn)的期間需要多次更換截齒，特殊情況下還會(huì)出現(xiàn)齒座補(bǔ)焊的問題；（2）截割頭的尾部位置，磨損速度快，需采取定期維護(hù)的方式，防止尾部故障，保障截割頭尾部的性能，以免影響掘進(jìn)機(jī)的工作效率；（3）當(dāng)掘進(jìn)機(jī)的截割頭達(dá)不到切入的標(biāo)準(zhǔn)性能時(shí)，即會(huì)引起過載停機(jī)的情況，多次發(fā)生停機(jī)對(duì)掘進(jìn)機(jī)的破壞性比較大，表明截割頭在切入方面的問題；（4）截割頭的效率過低，導(dǎo)致掘進(jìn)機(jī)在煤層切割的狀態(tài)中，出現(xiàn)粉末狀的煤巖，不能確保煤層掘進(jìn)的質(zhì)量。

2 掘進(jìn)機(jī)截割頭的改進(jìn)設(shè)計(jì)

結(jié)合掘進(jìn)機(jī)在煤層中的應(yīng)用以及出現(xiàn)的問題，針對(duì)截割頭提出有效的改進(jìn)設(shè)計(jì)，目的是保障截割頭的性能和質(zhì)量，防止出現(xiàn)磨損類型的問題。

第一，研究煤巖層的實(shí)際條件，通過計(jì)算模擬的方法，適當(dāng)調(diào)整截齒在截割頭上的排列分布，選擇恰當(dāng)?shù)慕嵌?，或者直接調(diào)整部分截齒的角度，保護(hù)截割頭的截齒，降低磨損的程度，最大程度的提高掘進(jìn)機(jī)的切割效率，保持均勻的分布狀態(tài)[2]。截割頭截齒的分布角度，必須按照巖層的實(shí)際情況進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，深化模擬驗(yàn)算方法的應(yīng)用，為截割頭提供優(yōu)質(zhì)的截齒服務(wù)。

第二，控制截割頭的直徑，掘進(jìn)機(jī)模擬試驗(yàn)研究中，提出了減小截割頭直徑的方法，以此來減小截割頭的扭矩，以截割電機(jī)的扭矩為標(biāo)準(zhǔn)，控制截割頭，以免截割時(shí)存有停機(jī)的情況。截割頭直徑對(duì)掘進(jìn)機(jī)工作狀態(tài)的影響非常大，屬于改進(jìn)設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)，考慮到掘進(jìn)機(jī)的工作方式，應(yīng)該準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)截割頭的直徑，加強(qiáng)扭矩的控制力度，確保掘進(jìn)機(jī)處于高效率的截割狀態(tài)。

第三，根據(jù)掘進(jìn)機(jī)截割頭的需求，改進(jìn)截齒排序，在原有排序的基礎(chǔ)上，增加頂頭截齒的數(shù)量，用于優(yōu)化截割頭的切入性能，降低截割頭受到磨損的力度，盡量消除尾部的磨損，保護(hù)掘進(jìn)機(jī)截割頭的尾部。此項(xiàng)改進(jìn)項(xiàng)目中，存有一定的風(fēng)險(xiǎn)，其在改進(jìn)設(shè)計(jì)截齒的排序時(shí)，注意切入性能的控制，根據(jù)切入性能，改進(jìn)設(shè)計(jì)截齒的數(shù)量，全面保障截割頭尾部的性能。

第四，改進(jìn)設(shè)計(jì)掘進(jìn)機(jī)截割頭的性能。例如：某型號(hào)的截割頭中，改進(jìn)截齒的性能設(shè)計(jì)，選擇進(jìn)口合金，利用進(jìn)口合金增加截割頭的耐磨性能，延長(zhǎng)截割頭在掘進(jìn)機(jī)中的使用壽命，而且試驗(yàn)證明，掘進(jìn)機(jī)截割頭使用的合金材料，耐磨性能要優(yōu)于傳統(tǒng)材料，截割頭使用合金材料后，也要適度改進(jìn)截齒的形狀設(shè)計(jì)，按照巖層的狀態(tài)，設(shè)計(jì)截齒形狀，有利于提升截齒的切割效率，在防止出現(xiàn)磨損的情況下，提高截齒的耐磨性能，體現(xiàn)進(jìn)口合金材料的優(yōu)勢(shì)和使用價(jià)值。

第五，煤巖對(duì)掘進(jìn)機(jī)截割頭的磨損性較大，根據(jù)磨損的情況改進(jìn)設(shè)計(jì)截割頭，可以在截割頭的后方，加設(shè)耐磨板，耐磨板的數(shù)量設(shè)定以實(shí)際為主，輔助提高截割頭的耐磨性能，削弱煤巖對(duì)掘進(jìn)機(jī)的干擾，最主要的是保護(hù)截割頭盤根的位置，緩解煤巖的磨損力度[3]。截割頭改進(jìn)后的參數(shù)參考值為：截齒數(shù)量=39、長(zhǎng)度=1120mm、直徑=1050mm。按照掘進(jìn)機(jī)截割頭的參考標(biāo)準(zhǔn)，落實(shí)改進(jìn)設(shè)計(jì)的措施，維護(hù)截割頭的工作效率，達(dá)到掘進(jìn)機(jī)的耐磨標(biāo)準(zhǔn)。

3 掘進(jìn)機(jī)截割頭改進(jìn)設(shè)計(jì)的效果

掘進(jìn)機(jī)截割頭改進(jìn)設(shè)計(jì)后，應(yīng)用到礦方實(shí)踐中，通過實(shí)例分析改進(jìn)設(shè)計(jì)的效果，表明改進(jìn)設(shè)計(jì)的可實(shí)施性，一方面保護(hù)掘進(jìn)機(jī)的截割頭，另一方面準(zhǔn)確的切割煤巖。例舉掘進(jìn)機(jī)截割頭改進(jìn)設(shè)計(jì)的效果，分析如下：

3.1 提高切割效率

掘進(jìn)機(jī)截割頭的改進(jìn)設(shè)計(jì)中，逐漸適應(yīng)巖層的環(huán)境，按照巖層的環(huán)境需求，設(shè)計(jì)截割頭的改進(jìn)方法，減小巖層對(duì)截割頭的磨損程度，保障截割頭處于高效率的操作狀態(tài)，通過改進(jìn)掘進(jìn)機(jī)截割頭，強(qiáng)化切入的性能，實(shí)踐案例中證明，改進(jìn)設(shè)計(jì)后的截割頭，效率有明顯的提升。

3.2 優(yōu)化截割頭性能

掘進(jìn)機(jī)截割頭改進(jìn)后，大大提高了截割頭的使用性能，最明顯的是截割頭的更換頻率降低，使用的周期增加，與改進(jìn)前相比，性能效果方面的優(yōu)勢(shì)很顯著，磨損的效果低于改進(jìn)前，表明截割頭性能達(dá)到了優(yōu)化的標(biāo)準(zhǔn)，體現(xiàn)出了改進(jìn)設(shè)計(jì)的作用，為掘進(jìn)機(jī)的截割頭提供優(yōu)質(zhì)的保障。

3.3 降低磨損程度

掘進(jìn)機(jī)截割頭改進(jìn)設(shè)計(jì)后，各個(gè)方面的磨損都降低到一定的標(biāo)準(zhǔn)，提升了耐磨的性能[4]。掘進(jìn)機(jī)截割頭改進(jìn)設(shè)計(jì)的直接目的是降低磨損程度，防止掘進(jìn)機(jī)操作的過程中出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損，保護(hù)截割頭的完整性。

4 結(jié)束語

掘進(jìn)機(jī)截割頭的影響因素很多，結(jié)合截割頭的改進(jìn)設(shè)計(jì)，優(yōu)化其在掘進(jìn)機(jī)中的應(yīng)用，保障截割頭具有精準(zhǔn)的優(yōu)勢(shì)，規(guī)避潛在的風(fēng)險(xiǎn)隱患。掘進(jìn)機(jī)截割頭改進(jìn)設(shè)計(jì)的過程中，改善了截割頭的使用方式，根據(jù)掘進(jìn)機(jī)的要求，優(yōu)化了截割頭的使用環(huán)境，更重要的是延長(zhǎng)掘進(jìn)機(jī)截割頭的使用壽命，防止其在掘進(jìn)的過程中發(fā)生性能問題。

[1]查太東,成文廣.掘進(jìn)機(jī)截割頭的改進(jìn)設(shè)計(jì)[J].煤礦機(jī)電,2010(06):74-76.

[2]蘭曉鋒.EBZ-135型懸臂式掘進(jìn)機(jī)截割頭結(jié)構(gòu)的改進(jìn)[D].太原理工大學(xué),2010.

[3]李軍.部分?jǐn)嗝鏅M軸懸臂式掘進(jìn)機(jī)截割頭設(shè)計(jì)參數(shù)的驗(yàn)算與優(yōu)化設(shè)計(jì)[D].吉林大學(xué),2011.

[4]趙麗娟,劉寶國(guó).掘進(jìn)機(jī)截割頭輔助設(shè)計(jì)軟件的研究與開發(fā)[J].世界科技研究與發(fā)展,2010(05):629-632.

畢濤（1981-），男，吉林遼源人，本科，研究方向：掘進(jìn)機(jī)設(shè)計(jì)。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.001