【文章內(nèi)容簡介】 = ? =17cm 根據(jù) 計算結(jié)果 和刨刀的刨煤力 ， 選擇 maxn =17. 由于刨刀的個數(shù)與刨刀的截線數(shù)相等，因此計算得到最小截線數(shù)、最大截線數(shù)后，就可以確定刨頭在最小和最大高度時所對應(yīng)的刨頭中心線一側(cè)的刨刀數(shù)量。把計算得到的最小和最大截線數(shù)向最近似的較大數(shù)值圓整，用圓整的截線數(shù)，按式（ 5－ 8） （ 59） 計算中部刨刀的設(shè)計間距 zt 。 對于最小高度的刨頭： minmin 1bHt n? ? ?????????????? （ 5－ 8） = 11073? = 劉霞：刨煤機總體方案設(shè)計及刨頭設(shè)計 18 對于最大高度的刨頭 : maxmax 1bHt n? ? ????????????? ? （ 5－ 9） =117120? = 在設(shè)計刨刀間距的時候，考慮到煤層性質(zhì)有所變化，刨刀間距可有所變化。另外，刀間距對刨頭的穩(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。 所以基于上訴原因選擇刨刀的設(shè)計間 距為 7cm。 得到中部刨刀的設(shè)計間距 t 后 ，再對頂部刨刀 平均間距 st 和底部刨刀平均間距 dt 進行 確定。 st 和 dt 的確定需考慮以下幾點 ： （ 1） 直線式排列刨刀的間距一般不應(yīng)超過 11cm ，頂部和底部刨刀間距應(yīng)取較小 值，但不應(yīng)小于 5cm ； （ 2） 考慮到煤層性質(zhì)有所變化，在設(shè)計刨刀間距時，可對刨刀間距的計算值進行適當調(diào)整。 （ 3）刨刀間距對刨頭的穩(wěn)定性有較大影響，因此，刨刀間距的取值，要考慮如何使刨頭的高度較合理，從而增加刨頭的穩(wěn)定性。 刨刀設(shè)計間距的確定 由于中部刨刀幾乎都是直線式或階梯式排列，因此直線式或階梯式刨刀的間距 t就是中部刨刀的間距 zt 。 綜合各 個方面的因素，最后確定的刨刀設(shè)計間距為： 中部刨刀的設(shè)計間距： zt ； zt =7cm 頂部刨刀的平均間距： st ； st = 底部刨刀的平均間距： dt 。 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（論文） 19 間距是指相鄰兩刨刀中心線之間的距離。刨槽寬度根據(jù)刨刀排列方式不同而作相應(yīng)變化。 a. 頂部、底部刨刀的刨槽寬度 bst 、 bdt 頂部刨刀和底部刨刀承擔特殊的任務(wù)，頂部刨刀主要用來刨削接近頂板的煤；底部刨刀一方面控制刨頭的刨深，另一方面用來裝煤。頂部、底部刨刀的刨槽寬度是指相鄰兩刨刀軸線之間的距離與刨刀寬度一半之和，分別表示為：bst 、 bdt 。 設(shè)計的 bst :,(由上至下 )。 bdt ： ， 8， （由上至下）。 b. 直線式排列刨刀的刨槽寬度 bt 直線式排列刨刀的刨槽寬度是指相鄰刨刀間距中心線之距離，刨槽寬度的平均值 bt 按式 (5－ 10)計算。 mttmi bcib ??? 1 ???? ???????????( 5－ 10) = 11 ?????? = 式中： bcit －直線式排列刨刀刨槽寬度 。 m －直線式排列的刨刀把數(shù) 。 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。 對于實際井 下某一工作面采用的刨頭高度，應(yīng)該考慮以下諸方面因素后確定： ，因此其上有些刨刀的安裝方向與工作面運行方向有一定的夾角，這樣給刨刀的安裝帶來一些不便，造成頂?shù)秹K的刨刀刀間距互不相同。為了分析和計算方便，采用平均刨刀間距 st 。實際頂?shù)秹K的刨刀把數(shù)應(yīng)該是安裝在頂?shù)秹K上的刨刀數(shù)量。頂?shù)秹K中心線一側(cè)的刨刀把數(shù) sn ，包括有角度刨刀把數(shù) san 和寬刨刀把數(shù) skn 。此外，還需確定有角度刨刀的平均安裝角度 s? 。 劉霞：刨煤機總體方案設(shè)計及刨頭設(shè)計 20 ，以及中間加高塊上刨刀的平均刀間距和高、矮加高塊中心線一側(cè)刨刀的數(shù)量 zln 、 zsn 。 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? 。 6 刨頭的受力計算 刨頭的受力很復(fù)雜，在這里只把對刨頭影響很大的五種阻力加以分析和計算。 刨頭在刨削過程中受到的阻力主要包括刨刀刨削阻力 ZF 、刨刀擠壓力 YF 、刨刀側(cè)向力 XF 、刨頭摩擦阻力 mF 、刨頭裝煤阻力 nF 。刨頭運行方向的總阻力 BF按式（ 6— 1）計算。 B Z m nF F F F? ? ????????????? （ 6— 1） 式中： ZF — 刨削阻力， kN ； mF — 刨頭運行摩擦阻力， kN ； nF — 刨頭裝煤阻力， kN ； 圖 6－ 1 刨刀受力示意圖 Fig. 61the force of planing tool in the schematic diagram 在實際刨深選取過程中，一定要注意刨深的合理選取，應(yīng)參照不同工況下刨深的優(yōu)化結(jié)果來確定，在滿足生產(chǎn)能力和其他條件下，刨深的選 取應(yīng)盡量趨于優(yōu)化值。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 ZF 刨頭工作時受到總的刨削阻力 ZF 按式（ 6— 2）計算。 1MZ ZiiFF?????????????????? （ 6— 2） 式中： ZiF — 單把刨刀所受的刨削阻力， kN ； M －刨刀的數(shù)量。 單個刨刀所受的刨削阻力 ZiF 刨削阻力 ZiF 是刨刀在刨削煤壁過程中所受的主要阻力， 它對刨刀和刨頭的工作性能有很大影響，是刨煤機設(shè)計過程中一個重要的影響因素。單個刨刀的刨削阻力 ZiF 按式（ 6— 3）計算。 Zi Zdi z YdiF F f F?? .......................... (6－ 3) 式中： ZdiF — 單個銳利刨刀所受的平均 刨削阻力， N ； zf — 截割阻抗系數(shù) ， zf ＝ ～ 。當抗截強度 A 較大時， zf 取較小值； YdiF — 單個銳利刨刀所受的煤壁擠壓力 ， N 。 YdiF 按 上面 式計算。 其中：直線式和階梯式排列的刨刀和頂部、底部刨刀所 受的 刨削阻力 ZdiF 按 上式 計算。 ? ? 1 2 3 4 560 . 3 5 0 . 3 11 . 1 . . . . .c o spZ d i i bp i ibF A h t k k k k kb h tg k ???? ?????? (6— 4) ●直線排列刨刀受力： zdiF = ? ? ??????????? ???? = N ● 階梯排列刨刀受力： zdiF = ? ? ??????????? ???? 劉霞：刨煤機總體方案設(shè)計及刨頭設(shè)計 22 = ● 頂部刨刀受力（由上至下）： zdiF = ? ????????????? ???? 42c os = N zdiF = ? ????????????? ???? 25c os a = N zdiF = ? ????????????? ???? 25c os = N ● 底部刨刀受力： zdiF = ? ????????????? ???? 20c os = N zdiF = ? ????????????? ???? 26c os a = N zdiF = ? ????????????? ???? 30c os = N 超前和預(yù)掏槽刨刀所受的 刨削阻力 ZdiF 按式（ 6— 5）計算。 2 3 5 11 . 1 ( 0 . 3 5 0 . 3 ) . .c o sZ d i p iF A b h k k k ???????????? (6－ 5) 式中 ： A — 煤層的 抗截強度， /Ncm ， 其具體取值見表 6－ 1。 A =100 ? ?cmN / ?? pb — 刨刀刨削部分的計算寬度， cm ，其具體取值見表 6－ 2； bt — 刨槽寬度， cm ； 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 ih －刨深， cm ； 取最大值 6cm。 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。 查得 頂部刨刀 2k =， 其余刨刀刨削角 ?? 60176。 查得 其余刨刀 2k =。 3k — 刨刀前刃面形狀系數(shù)，其具體取值見表 6－ 5； 3k =1. 4k — 刨刀 排 列 方式 系數(shù) ； 直線 式排 列刨 刀 4k =1，對于 階梯 式排 列刨刀4k =. 5k — 地壓系數(shù)； 這里取韌性煤 5k =. 6k — 煤的脆塑性系數(shù)； 對于韌性煤 6k =. ? — 煤層截槽側(cè)面崩落角， 已求 40176。 ? — 刨刀相對刨頭牽引方向的安裝角度。 其中 直線式和階梯排列 ? =0176。 頂部刨刀 ? =42176。， 25176。， 25176。 . 底部刨刀 ? =20176。， 26176。， 30176。 對于直線式排列刨刀，外露自由表面系數(shù) 1k 按 式（ 6－ 6）計算。 1 0 . 3 8 1 2 1 . . .ziztk t????? ? ? ????????????????????? （ 6－ 6） 頂部刨刀： 1k = 底部刨刀： 1k = 其余刨刀： 1k = 821 ??????? ?????? ??? 表 6— 1 煤 層抗截強度 A 劉霞：刨煤機總體方案設(shè)計及刨頭設(shè)計 24 Tab61 the cutting strength A of the coal seam 煤層硬度分類 軟煤 中硬煤 堅硬煤 堅固性系數(shù) f ~3 3 煤層抗截強度 A ( /Ncm ) 100Af?? 150 150~300 300 (德國 )可刨性等級 Ⅰ級 Ⅱ級 Ⅲ級 Ⅳ級 可刨性 sF (KN) KN ~2KN 2~KN 抗截強度A= sF 50( /Ncm ) 75 75~100 100~125 125 表 6－ 2 刨刀刨削部分的計算寬度 pb calculating width pb of the planing part of p laing tool 在△＜△ max 時， bp=bn+2tg 39。? △ max； 主刃為多角形 在△ △ max 時， 側(cè)刃為直線 狀 bp=bn+2tg? （△－△ max）； 在 39。? 0 和△ △ max 時 , bp=bn； bp=bn+2tg 39。? △ max 切削部分為錐形 2 si n / si n2c os si n c otpb? ?? ? ??????????遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 在△＜△ max 時， 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， bp=bn+2tg? （△－△ max）； 在 39。? 0 和△ △ max 時 , bp=bn； bp ? ?m a x m a x22?? ? ? ? 表 6— 3 外露自由表面系數(shù) 1k Tab63the exsertion free surface of the coefficient 表 6— 4 截角影響系數(shù) 2k Tab64 the cutting angle influences of the coefficient