全球站点咨询热线:0635-2936866 2936766

官方微博|手机网站|企业QQ|English

技术知识

截齿损耗及其影响因素的分析

来源: 2019-06-08查看:429

摘要:截齿损耗及其影响因素的分析

截齿是安装在采煤机和掘进机的工作机构上用于直接截割煤岩的刀具。在煤炭生产的过程中,大量的截齿消耗不仅增加吨煤成本、影响煤碳生产的经济效益,而且还会因为更换截齿的时间增加而降低工作面的产量。所以,分析、确定造成截齿损坏的主要因素,采取有效的措施以减少截齿的消耗是非常必要的。然而,目前国内对于截齿的损坏形式多无确切的记录和统计分析,截齿的消耗量也一直采用估计的方法,或根据平时领料的记载到年终统计计算确定。这些方法存在着不准确、不科学、不可预计等缺点,不便于准确地制定煤炭生产成本的计划,更无法针对主要影响因素采取有效的措施,降低截齿的消耗。笔者将从确定截齿损坏的主要形式人手,给出截齿因磨损而破坏的消耗量的计算方法。在此基础上,系统地分析各种因素对截齿消耗量的影响。

01

 截齿损坏的主要形式及其消耗量的确定

截齿的损坏形式有折断、丢失、磨损和合金脱落等等。调研结果121表明,因磨损造成的损坏约占截齿消耗总数的50%。可见,磨损是截齿损坏的主要形式。进一步分析表明,截齿的折断、丢失都属于突发故障,随机影响因素较多,不宜预测。而磨损是截齿的正常故障形式,与其结构、工况等因素有关。因此,按磨损报废来确定截齿的消耗量更具实际意义。 根据大量统计m得出,每生产千吨煤炭截齿因磨损而报废的数量N(称截齿单位消耗量,或简称截齿消耗量)为




02

影响截齿损耗的因素分析

2.1煤岩特性 

为了分析煤岩的特性对截齿消耗量的影响,分别取利用上述计算公式,模拟得到截齿消耗量N与煤岩的研磨性能人、单轴瞬时抗压强度ay以及煤岩的密度 p的关系如图 1(分别为图中的曲线 1、2、3)所示。 

由图可见,截齿的消耗量与煤岩的研磨性能、单轴瞬时抗压强度为线性关系,并呈正比变化,煤岩的研磨性能和瞬时抗压强度越大,截齿磨损越严重,损耗越多;并且,在煤岩的研磨性能较弱时,由抗压强度造成的截齿损坏较多,而随着研磨性能增强,导致截齿的损坏明显增多;而截齿的消耗量是随煤岩密度的增加而降低,达到一定程度后,变化趋于平缓。


2.2 采煤机运动参数 

采煤机的运动参数包括采煤机的牵引速度V和螺旋滚筒的转速n,为分析截齿消耗量与采煤机的运动参数之间的关系,求得模拟曲线如图2所示。 


图2表明,截齿的消耗量随采煤机牵引速度(曲线1)的增加而减少,随滚筒转速的增加而线性增加(见曲线2)。其原因是,当牵引速度增加时,截齿的切屑厚度加大,截割单位体积煤岩的路径变短,致使截齿磨损减轻,齿耗降低。而随滚筒转速的增加,截齿与煤岩接触的时间加长,将引起截齿磨损加剧,损耗增加。


2.3滚筒结构参数 

滚筒的直径和宽度是反映其外形结构的两个参数,其大小对截齿消耗量的影响如图3所示(分别为图中曲线1、2)。模拟结果表明,截齿消耗量随滚筒直径的增加而增加、随滚筒宽度的增加而减少。这是由于,当滚筒的直径增加时,与煤岩接触的齿数增加,导致截齿磨损加大,损耗增多;而滚筒宽度增加,意味着采煤机的生产率提高(在牵引速度等不变化的情况下),所以将使单位产量的截齿消耗量减少。



2.4截齿数且与工作情况 

安装在滚筒上的截齿数量以及布置方式等对截割过程也有一定的影响,图4为不同截齿数量(曲线1)和截齿与煤壁接触的时间常数(与截齿的排列方式和滚筒截煤的高度有关)(见曲线2)对截齿消耗量影响的曲线。由图可见,滚筒上截齿的数量越多,参与截割的截齿也越多,因此,截齿的损耗量就越大;而截齿与煤壁接触的时间越长,磨损就越大,截齿消耗量也由此增加。所以,滚筒上不宜安装过多的截齿,同时在工作中应避免出现滚筒截割高度超过其直径的现象。



2.5截齿状态、耐磨性能

 图5为截齿的总磨损面积(截齿允许的最大磨损面积与初始的磨损面积之差)、合金的耐磨性能、以及截齿类型常数(与齿尖形状有关)与截齿消耗量的关系曲线(分别为图中曲线1、2、3)。图中可见,截齿开始工作时的磨损越轻(初始的磨损面积较小),到报废前可供磨损的面积就越大,其使用时间就越长,截齿的消耗也就越少;截齿的合金耐磨性越好,磨损量越小,齿耗就越少;不同类型的截齿,由于其齿尖的结构形状及几何尺寸的差异,在工作过程中,允许的最大磨损面积和初始磨损面积不同,所以消耗量大小也不一样。



2.6截齿受力大小 

截齿在截割过程中,其受力大小对其磨损也有很大影响.锐利截齿的牵引阻力(或称进刀力,相当于正压力)与截齿消耗量的关系如图6中的曲线1所示。可见,两者之间成正比关系,即截齿受力越大,其磨损越大,截齿消耗就越多。 


由于截齿的截割阻力与牵引阻力为线性关系,所以,截齿的消耗量也随截割阻力的增加而线性增力日。


2.7工作面采高 

采高是采煤机所截割的工作面的高度,其大小对截齿消耗量的影响如图6中曲线二所示。该结果说明,截齿的消耗量随采高的增加而减少,而采高越小,齿耗越多。产生这种现象的原因是,由于工作面的煤岩存在压出效应(或称压酥效应),采高越大,该效应越明显,截齿截割时越省力,其磨损越小,截齿的消耗就越少。

03

结 论

综上分析可知,为了降低由于磨损而造成的截齿消耗,应从以下几个方面着手: 

(1)根据煤岩的性质选择适当型式的截齿; 

(2)合理地确定采煤机的运动参数; 

(3)正确地设计滚筒的结构尺寸; 

(4)适当地选择截齿的数量和排列方式; 

(5)正确地确定截齿的截割参数,保证截齿良好的工况,降低截齿的受力。


产品推荐

全国销售热线
0635-2936866

销售咨询电话
0635-2936766