【正文】 ient of the pla ning tool 極脆性煤 脆性煤 粘性煤 YF 刨刀所受煤壁擠壓力 YF ，實(shí)質(zhì)是煤壁對(duì)刨刀的反推力，也就是煤壁對(duì)刨刀的橫向反力，應(yīng)該是刨頭中心線一側(cè)所有刨刀擠壓力的合力。刨刀刨削阻力 ZF 按式 （ 6－ 8） 計(jì)算。當(dāng) h ? 時(shí)， hK ＝ ；當(dāng) ?? m 時(shí)，hK ＝ ；當(dāng) h ? 時(shí)， hK ＝ 。時(shí)， oK ＝ 。對(duì)于直線式排列刨刀 oK ＝ 0；對(duì)于階梯式排列刨刀 oK ＝ 1；對(duì)于頂部刨刀，當(dāng)其安裝角β＝ 25～ 45176。 這里 bS =. ● 直線排列式： Ydi b ZdiF k F? = ?? ? ?1 1. 8Yi Ydi bF F S??= ? ? 1 6 9 5 6 0 3 2 ???? ● 階梯排列式： Ydi b ZdiF k F? = ?? ? ?1 1. 8Yi Ydi bF F S??= ? ? ???? ● 頂部刨刀（由上至下）： ① Ydi b ZdiF k F? = 4 9 2 ?? ? ?1 1. 8Yi Ydi bF F S??= ② Ydi b ZdiF k F? = ?? ? ?1 1. 8Yi Ydi bF F S??= ③ Ydi b ZdiF k F? = ?? ? ?1 1. 8Yi Ydi bF F S??= ● 底部刨刀（由上至下）： ① Ydi b ZdiF k F? = 3 0 1 8 9 6 0 ?? ? ?1 1. 8Yi Ydi bF F S??= ② Ydi b ZdiF k F? = 3 7 8 5 1 2 9 ?? ? ?1 1. 8Yi Ydi bF F S??= ③ Ydi b ZdiF k F? = 3 4 3 5 1 2 7 ?? 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 ? ?1 1. 8Yi Ydi bF F S??= 單個(gè)刨刀所受的煤壁側(cè)向力 XiF 單個(gè)刨刀所受煤壁的平均側(cè)向力 3iX 可按式（ 6－ 7）計(jì)算。對(duì)于韌性煤 bk ＝； bS — 刨刀磨損面在截割平面上的平均投影面積， 2m 。? 0 和△ △ max 時(shí) , 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 ? (176。? 0 和△ △ max 時(shí) , bp=bn； bp=bn+2tg 39。 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(qiáng)度 A 劉霞：刨煤機(jī)總體方案設(shè)計(jì)及刨頭設(shè)計(jì) 24 Tab61 the cutting strength A of the coal seam 煤層硬度分類 軟煤 中硬煤 堅(jiān)硬煤 堅(jiān)固性系數(shù) f ~3 3 煤層抗截強(qiáng)度 A ( /Ncm ) 100Af?? 150 150~300 300 (德國 )可刨性等級(jí) Ⅰ級(jí) Ⅱ級(jí) Ⅲ級(jí) Ⅳ級(jí) 可刨性 sF (KN) KN ~2KN 2~KN 抗截強(qiáng)度A= sF 50( /Ncm ) 75 75~100 100~125 125 表 6－ 2 刨刀刨削部分的計(jì)算寬度 pb calculating width pb of the planing part of p laing tool 在△＜△ max 時(shí)， bp=bn+2tg 39。 30176。 . 底部刨刀 ? =20176。 25176。 其中 直線式和階梯排列 ? =0176。 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(duì)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(duì)于韌性煤 6k =. ? — 煤層截槽側(cè)面崩落角， 已求 40176。 查得 頂部刨刀 2k =， 其余刨刀刨削角 ?? 60176。 A =100 ? ?cmN / ?? pb — 刨刀刨削部分的計(jì)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(jì)（論文） 23 ih －刨深， cm ； 取最大值 6cm。 ? ? 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(jī)總體方案設(shè)計(jì)及刨頭設(shè)計(jì) 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(jì)算。 YdiF 按 上面 式計(jì)算。 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 ＝ ～ 。 單個(gè)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(duì)刨刀和刨頭的工作性能有很大影響，是刨煤機(jī)設(shè)計(jì)過程中一個(gè)重要的影響因素。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 ZF 刨頭工作時(shí)受到總的刨削阻力 ZF 按式（ 6— 2）計(jì)算。刨頭運(yùn)行方向的總阻力 BF按式（ 6— 1）計(jì)算。 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。 劉霞：刨煤機(jī)總體方案設(shè)計(jì)及刨頭設(shè)計(jì) 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 。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 。為了分析和計(jì)算方便，采用平均刨刀間距 st 。 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。 mttmi bcib ??? 1 ???? ???????????( 5－ 10) = 11 ?????? = 式中： bcit －直線式排列刨刀刨槽寬度 。 bdt ： ， 8， （由上至下）。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 。刨槽寬度根據(jù)刨刀排列方式不同而作相應(yīng)變化。 綜合各 個(gè)方面的因素，最后確定的刨刀設(shè)計(jì)間距為： 中部刨刀的設(shè)計(jì)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 。 （ 3）刨刀間距對(duì)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。 得到中部刨刀的設(shè)計(jì)間距 t 后 ，再對(duì)頂部刨刀 平均間距 st 和底部刨刀平均間距 dt 進(jìn)行 確定。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。把計(jì)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(jì)算中部刨刀的設(shè)計(jì)間距 zt 。 m i nm i n 1 ..........................bzbHn t?? ????????? （ 5－ 6） = ?? 刨頭的最大截線數(shù)按 式 計(jì)算。 . b. 直線式和階梯式排列刨刀的平均間距 zbt 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 1 ............miizbttm??? .......................（ 5－ 5） =16120 = 式中 ： zbt － 平均間距 ， cm ； m －間距 it 的數(shù)量。 這里 xK 取 . ? －煤層截槽側(cè)面崩落角。 pb －刨刀刨削部 分的計(jì)算寬度 ，cm ； 頂部刨刀刨削部分的計(jì)算寬度 pb =，其余刨刀的 pb =。 jt 2 ta n( )pibh ??? ????????????? (5－ 4) jt ≤ +2 6? tan(? )=+2 tan? 40176。間距太大，刨刀不能將煤一次刨落；間距太小，將增加刨削的比能耗。 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。 刨刀階梯式排列的角度 δ 建議取 55～ 65176。 這種排列方式，刨頭不易飄刀，刨頭的重心較低，穩(wěn)定 性較好。 刨刀之間距離基本相等，相鄰刨刀都在同一平面內(nèi)。 圖 5－ 1 刨刀的排列方式 The Arrangement of planning tools 刨刀的排列方式對(duì)刨刀、刨頭受力有很大影響。 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。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 刨頭的最小設(shè)計(jì)高度： minbH =73cm。參考上面的計(jì)算結(jié)果和刨頭在設(shè)計(jì)、制造過程中需考慮的一些因素以及煤層的性質(zhì)，確定刨頭的最后設(shè)計(jì)高度。 查閱資料，確定 kH =40cm。 根據(jù)我國淺煤層分布情況確 定 maxH =150cm。 maxbH ＝ maxH － kH ????????????? （ 5－ 2) =15040 =110cm 考 慮 到 刨 刀 刀 座 之 間 應(yīng) 留 有 安 裝 間 隙 以 及 頂 刨 刀 的 超 前 量 ， 應(yīng)該取maxbH =120cm。 刨頭的最大高度 maxbH 刨頭的最大高度 maxbH 是指對(duì)應(yīng)于某一具體工作面采煤高度，刨頭應(yīng)該達(dá)到的最大高度值。 ? — 刨頭刨刀座頂部刨刀的超高量，一般取 2～ 5cm 。 minH — 工作面煤層的最小厚度， m ； 參照地質(zhì)條件 minH =。 式中： minbH — 刨頭的最低高度， cm ； ZH — 刨頭裝煤高度（從煤層底板到滑架最上沿之間的距離）， cm 。 minbH 按式（ 5— 1）計(jì)算。 刨頭最小高度 minbH 刨頭是刨煤機(jī)的刨煤和裝煤機(jī)構(gòu)，是刨煤機(jī)的一個(gè) 重要組成部分。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