【正文】 所以總阻力 nmZB FFFF ??? =++ 1 1 4 51 3 4 ??? TTff FX bFS ??遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 = N 7. 刨刀材料選擇、刨鏈選擇 、 刨鏈總牽引力的計(jì)算 、 裝煤原理 刨刀材料選擇 表 71 刨刀材料 Tab71 the material of planing tool 部 位 材料名稱 彈性模量 /MP 泊松比 刀 體 高 速鋼 510? 焊 縫 焊 料 510? 刀 頭 硬質(zhì)合金（ YG8） 510? 按照刀刃的形狀，刨刀分為片式和錐形刨刀。 SS? — 刨鏈拉力 TF 產(chǎn)生的摩擦力， KN。 ? — 煤堆的內(nèi)摩擦系數(shù)。 刨頭裝載表面的寬度 zb 是指刨刀刀座上靠近煤壁的側(cè)面與滑架上靠近煤壁的最上沿工作面前進(jìn)方向之間的距離， zb 的取值 如圖 6－ 3 所示。 1 1 1 1 1m m m m mY Y S i Y C i Y T i Y D i i Y X ii i i i iF F F Y Y K F? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ???????? ? （ 6－ 9） 式中 : YSiF — 刨頭頂部刨刀所受的平均擠壓力， N ； YCiF — 超前刨刀所受的平均擠壓力， N ； YTiF — 掏槽刨刀所受的平均擠壓力， N ； YDiF — 刨頭底部刨刀所受的平均擠壓力， N ； YXiF — 工作在直線式和階梯式刨刀所受平均擠壓力， N ； m — 各種刨刀所對(duì)應(yīng)的數(shù)量； iK — 刨刀同時(shí)工作系數(shù)， iK 的取值見表 6－ 6。時(shí)， oK ＝ 。? 0 和△ △ max 時(shí) , bp=bn； bp ? ?m ax m ax22?? ? ? ? 表 6— 3 外露自由表面系數(shù) 1k Tab63the exsertion free surfac e of the c oeffic ient 表 6— 4 截角影響系數(shù) 2k Tab64 the c utting angle influenc es of the c oeffic ient ? (176。 . 底部刨刀 ? =20176。 查得 頂部刨刀 2k =， 其余刨刀刨削角 ?? 60176。 Zi Zdi z YdiF F f F?? .......................... (6－ 3) 式中： ZdiF — 單個(gè)銳利刨刀所受的平均 刨削阻力， N ； zf — 截割阻抗系數(shù) ， zf ＝ ～ 。 6 刨頭的受力計(jì)算 刨頭的受力很復(fù)雜，在這里只把對(duì)刨頭影響很大的五種阻力加以分析和計(jì)算。 m =11 這里所指的刨刀把數(shù)，是指刨頭中心線某一側(cè)的刨刀數(shù)量。刨槽寬度根據(jù)刨刀排列方式不同而作相應(yīng)變化。另外，刀間距對(duì)刨頭的穩(wěn)定性有影響，因此，刀間距的取值要考慮如何使刨頭的高度較合理。 這里 xK 取 . ? －煤層截槽側(cè)面崩落角。 直線式和階梯式排列刨刀的間距 it a. 直線式排列刨刀的間距 it 按式 (5－ 3)計(jì)算。 對(duì)于各種不同的刨深 ih ，刨刀間距應(yīng)是各種刨深下間距 it 的平均值。 根據(jù)我國(guó)淺煤層分布情況確 定 maxH =150cm。 minH — 工作面煤層的最小厚度， m ； 參照地質(zhì)條件 minH =。對(duì)于具體的刨煤機(jī)工作面，應(yīng)該根據(jù)工作面的實(shí)際采高，通過增加加高塊的數(shù)量來達(dá)到刨頭的工作高度。 把上述各個(gè)參數(shù)代入公式得到： tp sQk Q?＝ ， vk ＝ ， vk ＝－ （舍去）。 按照上面的計(jì)算順序有： 設(shè) bv sVk V?，則 tpsQk Q? ????????????? ? （ 4－ 1） 0 2 (3 1)( 1)s v vvH h k k kA k? ? ? ?? ?????????? ? （ 4－ 2） 223 9 4 42p p pv k k k k k kk ? ? ?? ? ? ? ? ?? ??????? （ 4－ 3） 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 b v sV k V?????????????? ???? （ 4－ 4） 針 對(duì) 高 速 刨 煤 法 ( bsVV? ) ， 刨 速 和 鏈 速 的 確 定 順 序 為 ：0,s s p v bV A Q k k V? ? ? ?。 （ 5）組合刨煤法 3 這種刨煤方式采用兩種刨速和兩種鏈速。 井下生產(chǎn)實(shí)踐證明，以及根據(jù)各國(guó)煤炭領(lǐng)域科技工作者的研究發(fā)現(xiàn)，單刨頭穿梭式刨煤方式最為經(jīng)濟(jì)和實(shí)用。 3600tbQ H h V ?? ? ? ? ???????????? (2－ 2) 式中： H — 工作面采高， m ； h — 刨深， m ； bV — 刨速， /ms； ? — 煤的實(shí)體密度， 3/tm。因此，這些基本參數(shù)的確定對(duì)刨煤機(jī)設(shè)計(jì)有決定性影響。刨煤機(jī)設(shè)計(jì)合理與否與原始資 料和工況參數(shù)的確定有直接關(guān)系。這種方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、使用壽命長(zhǎng)。這種驅(qū)動(dòng)方式的傳動(dòng)系統(tǒng)布置簡(jiǎn)單，和裝載機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)互不影響。第二、結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單，工作應(yīng)可靠。 C、刨頭是刨煤機(jī)的主要工作結(jié)構(gòu)，選用時(shí)要考慮以下要求：第一 ，刨頭的高度可調(diào)，而且高度的調(diào)整方便，以適應(yīng)煤層厚度的變化。 刨煤部分主要包括兩套刨頭傳動(dòng)裝置、刨頭、刨鏈、導(dǎo)鏈架、緩沖裝置等。這種機(jī)型主要在地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，煤層傾角較小，硬度較小，底板較硬，較平整的礦井中使用。 機(jī)型選擇： 按刨頭與煤體的相互作用，刨煤機(jī)分為靜力式和動(dòng)力式兩類。因此，根據(jù) 刨煤機(jī) 的用途、作業(yè)情況及制造條件，合理選擇機(jī)型，并正確確定各部結(jié)構(gòu)型式，對(duì)于實(shí)現(xiàn)整機(jī)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)、保證機(jī)器的工作性能具有重要意義。遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 提供全套，各專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 引言 我國(guó)薄煤層儲(chǔ)量豐富，分布廣泛。 全套圖紙，加 153893706 劉霞：刨煤機(jī)總體方案設(shè)計(jì)及刨頭設(shè)計(jì) 2 刨煤機(jī)是一種外牽引的淺截式采煤機(jī) ,可與工作面刮板輸送機(jī)一起組成刨煤機(jī)組 ,實(shí)現(xiàn)薄煤層的機(jī)械化開采 .與采煤機(jī)相比 , 刨煤機(jī)與其他淺煤層機(jī)組相比有很多優(yōu)點(diǎn) : (1) 刨煤機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,維修方便 ,易于操作等優(yōu)點(diǎn) .(2)人員不需跟機(jī)操作 ,容易實(shí)現(xiàn)工作面自動(dòng)化管理 .(3) 刨煤機(jī)靠切削落煤 ,煤塊率高 ,粉塵量少 ,提高礦井的效益 .(4)截深小 ,工作面煤壁壓力釋放和瓦斯?jié)B出量比較均勻 ,適合高瓦斯礦井開采 ,充分利用地壓 ,采煤能 耗低 .(5)刨頭不帶動(dòng)力 ,靠?jī)啥穗妱?dòng)機(jī)牽引 ,所以電纜不需要進(jìn)工作面 ,為開采創(chuàng)造了方便工作條件 . 刨煤機(jī) 的總體方案設(shè)計(jì)對(duì)于整機(jī)的性能起著決定性的作用。 總之，刨煤機(jī)主要用于中硬煤層以下，底板起伏不大，斷層不發(fā)育，傾角較小，含水量少的刨煤機(jī)開采，在瓦斯含量的中厚度煤層也是可以考慮的。另外，刨煤機(jī)運(yùn)行時(shí)，位于輸送機(jī)溜槽和底板之間的掌板會(huì)迫使輸送機(jī)溜槽上下浮動(dòng)，不僅加劇了摩擦，而且容易引起輸送機(jī)下滑。 主要結(jié)構(gòu)部件選擇： 刨煤機(jī)分為刨煤部分、輸送部分、液壓推進(jìn)系統(tǒng)、噴霧系統(tǒng)、電控系統(tǒng)和輔助裝置六個(gè)基本部分。噴霧系統(tǒng)中的噴霧頭安裝在擋煤板上，由噴霧泵供水，自動(dòng)噴霧采用電磁閥控制。 E、導(dǎo)護(hù)鏈裝置用以引導(dǎo)和保護(hù)刨鏈，選用的要求：第一，最好選用后牽引方式，以保護(hù)刨鏈平穩(wěn)運(yùn)行。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 輸送機(jī)構(gòu)采用獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)方式，即將電動(dòng)機(jī)或液壓馬達(dá)布置在遠(yuǎn)離機(jī)器的一端，通過減速裝置驅(qū)動(dòng)輸送機(jī)構(gòu)。是在工作機(jī)構(gòu)的懸臂上裝設(shè)噴嘴，向截割頭噴射壓力水，將截割頭包圍。 截 深： 35～ 60mm 刨 速： ～ 劉霞：刨煤機(jī)總體方案設(shè)計(jì)及刨頭設(shè)計(jì) 6 2刨煤機(jī)系統(tǒng)原始資料和工況參數(shù) 原始資料和工況參數(shù)是刨煤機(jī)設(shè)計(jì)必不可少的內(nèi)容，是影響刨煤機(jī)設(shè)計(jì)的主要因素。整個(gè)刨煤機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本都是根據(jù)這些參數(shù)進(jìn)行的。刨煤機(jī)理論生產(chǎn)能力 tQ 按式 (2－ 2)計(jì)算。 因此確定刨深為 35～ 60mm。刨頭上下行刨煤過程中刨速不同，但采用一種鏈速 sV 和一種刨深 h 。 針 對(duì) 高 速 刨 煤 法 ( bsVV? ) ， 刨 速 和 鏈 速 的 確 定 順 序 為 ：0,s s p v bV A Q k k V? ? ? ?。煤的實(shí)體密度? ＝ 3/tm，煤的松散系數(shù) sk ＝ ，則煤的松散密度 s? ＝ ＝ 3tm。 刨頭高度的確定 此高度是能適應(yīng)最大和最小煤層厚度的刨頭高度。取 ZH =。 式中： maxbH — 刨頭的最大高度， cm ； maxH — 工作面煤層的最大厚度， cm 。 刨刀間距 t 的確定 兩刨刀間的距離，即刨刀間距，應(yīng)保證刨刀刨削煤壁后，兩刨刀間不留下煤脊或煤槽，即必須把煤刨落下來。這種排列方式，刨刀受力均勻，能耗比較低。 介于直線式和階梯式排列的好處，我選擇混合式刨刀排列。 xK － 刨槽的寬度系數(shù) ， 對(duì)于韌性煤 xK ＝ ， 對(duì)于脆性煤 xK ＝ ，對(duì)于特脆煤 xK ＝ 。 對(duì)于最小高度的刨頭： minmin 1bHt n? ? ? ????????????? （ 5－ 8） = 11073? = 劉霞：刨煤機(jī)總體方案設(shè)計(jì)及刨頭設(shè)計(jì) 18 對(duì)于最大高度的刨頭 : maxmax 1bHt n? ? ????????????? ? （ 5－ 9） =117120? = 在設(shè)計(jì)刨刀間距的時(shí)候，考慮到煤層性質(zhì)有所變化，刨刀間距可有所變化。 dt = . 刨槽寬度 刨槽寬度是指刨刀刨削煤壁后，在煤壁表面留下刨削痕跡的寬度，而刨刀遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 間距是指相鄰兩刨刀中心線之間的距離。 m －直線式排列的刨刀把數(shù) 。 b. 基體底刀座上中心線一側(cè)的刨刀數(shù)量 dn ，刨刀的平均間距 dt ，寬刨刀數(shù)量 dkn 和有安裝角度刨刀數(shù)量 dan ，以及有角度刨刀的平均安裝角度 d? 。單個(gè)刨刀的刨削阻力 ZiF 按式（ 6— 3）計(jì)算。 1k — 外露自由表面系數(shù)；其具體取值見 6－ 3； 2k — 截角影響系數(shù)，其具體取值見表 6－ 4； 頂部刨刀刨削角 ?? 77176。 25176。? △ max 切削部分為錐形 2 s in / s in2co s s in co tpb? ?? ? ??????????遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 在△＜△ max 時(shí)， 主刨削刃為橢圓形 ? ?m a x m a x22?? ? ?pb ＝； 側(cè)刃為直線傾斜狀 在△ △ max 時(shí)， bp=bn+2tg? （△－△ max）； 在 39。時(shí)， oK ＝；對(duì)于底部刨刀，當(dāng)其安裝角β＝ 20～ 30176。刨刀刨削阻力 YF按式 （ 6－ 9） 計(jì)算。 參照刨煤機(jī)設(shè)計(jì)選取 zb =。對(duì)于濕煤 0? ＝ MPa ， 干煤 0? ＝ 。 mF = KS? + fS? + SS? ???????????? （ 617） 式中： KS? — 煤壁側(cè)向力 XP 產(chǎn)生的摩擦力， KN. fS? — 刨頭重量 HG 產(chǎn)生的摩擦力， KN。 KW =2 Lqk 式中 ： kq — 每米鏈重， kg/m,根據(jù)預(yù)選的刨鏈確定 kq =18kg/m. L— 工作面長(zhǎng)度， m. 設(shè)計(jì)的 L=180m。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 39 圖 7－ 1 刨頭裝煤示意圖 the c harging c oal sc hematic diagram of plow head 煤壁被刨刀刨削后，其外形與刨刀的排列形狀非常相似；而煤壁的形狀和結(jié)構(gòu)，直接影響刨頭的裝煤效果。 劉霞：刨煤機(jī)總體方案設(shè)計(jì)及刨頭設(shè)計(jì) 40 根據(jù)前面設(shè)計(jì)，刨頭結(jié)構(gòu)和尺寸如圖所示。取算式系數(shù) ?mK