關于掘進機截割頭的改進設計探討

畢 濤（吉林省機械裝備制造有限責任公司,吉林 遼源 136200）

關于掘進機截割頭的改進設計探討

畢 濤
（吉林省機械裝備制造有限責任公司,吉林 遼源 136200）

掘進機截割頭是關鍵的部分，其與掘進機的工作效率存在直接的關系，目前，截割頭在運行過程中，很容易出現磨損的情況，降低了掘進機的工作效率，特別是載割頭、截齒位置，無法保障掘進機的工作效率，對截割頭的使用形成一定的影響。因此，本文以掘進機為研究對象，分析截割頭的改進設計，以便保護截割頭的性能。

掘進機；截割頭；改進

掘進機截割頭的改進設計，是一項必然的工作，促使截割頭更加適應掘進機的工作環境，解決存在的磨損問題。掘進機截割頭的工作效率低，即會引起工作誤差，促使截割頭處于不良的狀態，而截割頭的改進設計，能夠緩解截割頭的缺陷，主要是確保截割頭達到掘進機的規范標準，滿足掘進機工作環境的要求。

1 掘進機截割頭的問題分析

掘進機截割頭在改進設計上存在一定的需求，結合掘進機截割頭的應用，例舉比較常見的問題，為改進設計提供相關的信息[1]。分析如：（1）截割頭在掘進機工作的過程中，出現了偏磨的情況，尤其是截齒部分，磨損的情況十分明顯，掘進的期間需要多次更換截齒，特殊情況下還會出現齒座補焊的問題；（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，以免影響掘進機的工作效率；（3）當掘進機的截割頭達不到切入的標準性能時，即會引起過載停機的情況，多次發生停機對掘進機的破壞性比較大，表明截割頭在切入方面的問題；（4）截割頭的效率過低，導致掘進機在煤層切割的狀態中，出現粉末狀的煤巖，不能確保煤層掘進的質量。

2 掘進機截割頭的改進設計

結合掘進機在煤層中的應用以及出現的問題，針對截割頭提出有效的改進設計，目的是保障截割頭的性能和質量，防止出現磨損類型的問題。

第一，研究煤巖層的實際條件，通過計算模擬的方法，適當調整截齒在截割頭上的排列分布，選擇恰當的角度，或者直接調整部分截齒的角度，保護截割頭的截齒，降低磨損的程度，最大程度的提高掘進機的切割效率，保持均勻的分布狀態[2]。截割頭截齒的分布角度，必須按照巖層的實際情況進行改進設計，深化模擬驗算方法的應用，為截割頭提供優質的截齒服務。

第二，控制截割頭的直徑，掘進機模擬試驗研究中，提出了減小截割頭直徑的方法，以此來減小截割頭的扭矩，以截割電機的扭矩為標準，控制截割頭，以免截割時存有停機的情況。截割頭直徑對掘進機工作狀態的影響非常大，屬于改進設計中的重點，考慮到掘進機的工作方式，應該準確的設計截割頭的直徑，加強扭矩的控制力度，確保掘進機處于高效率的截割狀態。

第三，根據掘進機截割頭的需求，改進截齒排序，在原有排序的基礎上，增加頂頭截齒的數量，用于優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，保護掘進機截割頭的尾部。此項改進項目中，存有一定的風險，其在改進設計截齒的排序時，注意切入性能的控制，根據切入性能，改進設計截齒的數量，全面保障截割頭尾部的性能。

第四，改進設計掘進機截割頭的性能。例如：某型號的截割頭中，改進截齒的性能設計，選擇進口合金，利用進口合金增加截割頭的耐磨性能，延長截割頭在掘進機中的使用壽命，而且試驗證明，掘進機截割頭使用的合金材料，耐磨性能要優于傳統材料，截割頭使用合金材料后，也要適度改進截齒的形狀設計，按照巖層的狀態，設計截齒形狀，有利于提升截齒的切割效率，在防止出現磨損的情況下，提高截齒的耐磨性能，體現進口合金材料的優勢和使用價值。

第五，煤巖對掘進機截割頭的磨損性較大，根據磨損的情況改進設計截割頭，可以在截割頭的后方，加設耐磨板，耐磨板的數量設定以實際為主，輔助提高截割頭的耐磨性能，削弱煤巖對掘進機的干擾，最主要的是保護截割頭盤根的位置，緩解煤巖的磨損力度[3]。截割頭改進后的參數參考值為：截齒數量=39、長度=1120mm、直徑=1050mm。按照掘進機截割頭的參考標準，落實改進設計的措施，維護截割頭的工作效率，達到掘進機的耐磨標準。

3 掘進機截割頭改進設計的效果

掘進機截割頭改進設計后，應用到礦方實踐中，通過實例分析改進設計的效果，表明改進設計的可實施性，一方面保護掘進機的截割頭，另一方面準確的切割煤巖。例舉掘進機截割頭改進設計的效果，分析如下：

3.1 提高切割效率

掘進機截割頭的改進設計中，逐漸適應巖層的環境，按照巖層的環境需求，設計截割頭的改進方法，減小巖層對截割頭的磨損程度，保障截割頭處于高效率的操作狀態，通過改進掘進機截割頭，強化切入的性能，實踐案例中證明，改進設計后的截割頭，效率有明顯的提升。

3.2 優化截割頭性能

掘進機截割頭改進后，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，與改進前相比，性能效果方面的優勢很顯著，磨損的效果低于改進前，表明截割頭性能達到了優化的標準，體現出了改進設計的作用，為掘進機的截割頭提供優質的保障。

3.3 降低磨損程度

掘進機截割頭改進設計后，各個方面的磨損都降低到一定的標準，提升了耐磨的性能[4]。掘進機截割頭改進設計的直接目的是降低磨損程度，防止掘進機操作的過程中出現嚴重的磨損，保護截割頭的完整性。

4 結束語

掘進機截割頭的影響因素很多，結合截割頭的改進設計，優化其在掘進機中的應用，保障截割頭具有精準的優勢，規避潛在的風險隱患。掘進機截割頭改進設計的過程中，改善了截割頭的使用方式，根據掘進機的要求，優化了截割頭的使用環境，更重要的是延長掘進機截割頭的使用壽命，防止其在掘進的過程中發生性能問題。

[1]查太東,成文廣.掘進機截割頭的改進設計[J].煤礦機電,2010(06):74-76.

[2]蘭曉鋒.EBZ-135型懸臂式掘進機截割頭結構的改進[D].太原理工大學,2010.

[3]李軍.部分斷面橫軸懸臂式掘進機截割頭設計參數的驗算與優化設計[D].吉林大學,2011.

[4]趙麗娟,劉寶國.掘進機截割頭輔助設計軟件的研究與開發[J].世界科技研究與發展,2010(05):629-632.

畢濤（1981-），男，吉林遼源人，本科，研究方向：掘進機設計。

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