采煤機(jī)截齒的工作狀態(tài)
時(shí)間:2015-06-12 作者 :admin
采煤機(jī)截齒的工作狀態(tài)
截齒分刀形截齒(徑向截齒)和鎬形截齒(切向截齒)兩種。其中應(yīng)用最廣的是鎬形截齒。
傳統(tǒng)的兩類(lèi)截齒的共同特點(diǎn)都是在截齒前端中心孔中鑲嵌硬質(zhì)合金頭,硬質(zhì)合金頭用釬焊的方法鑲焊在刀體頭部。刀型截齒成本高,制造、拆裝不方便。鎬形截齒因其刀柄安裝方向接近滾筒的切線(xiàn),故又稱(chēng)為切向截齒。其刀柄部分為圓柱形,用彈簧圈固定在齒座中,拆裝極為方便。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,能點(diǎn)擊刨煤,吃刀深度大,在工作中能自動(dòng)磨銳而經(jīng)常保持齒頭鋒利,采煤機(jī)負(fù)荷較平穩(wěn),因而較刀齒能耗小、壽命長(zhǎng),且煤塵量小、塊煤量大,適于在硬煤中使用。
煤的切削破碎過(guò)程是采煤機(jī)的一個(gè)主要工作過(guò)程。
為便于說(shuō)明切削過(guò)程基本規(guī)律,將切削破碎過(guò)程,大致分為四個(gè)階段:變形階段,裂紋階段,壓實(shí)核形成階段,裂紋擴(kuò)展及崩裂階段。
上述煤巖截割破碎過(guò)程是把截齒切入煤體到切下大塊煤作為一個(gè)循環(huán)。
從宏觀(guān)上看,整個(gè)煤炭切削過(guò)程,就是這4個(gè)過(guò)程的循環(huán)。在每一個(gè)循環(huán)中,4個(gè)過(guò)程都是瞬間完成的。
如果把4個(gè)過(guò)程按特征來(lái)劃分,還可以簡(jiǎn)化成兩個(gè)階段,兩種形式的斷裂。第一個(gè)階段是經(jīng)過(guò)彈、塑性變形,形成裂紋和形成壓實(shí)核的儲(chǔ)能階段,這是第一種裂紋形式的斷裂;第二個(gè)階段為崩裂階段,是在第一個(gè)階段的基礎(chǔ)上,由錐孔周?chē)掌澚鸭y,在懸臂梁加載系統(tǒng)的作用下沿煤巖體內(nèi)層理、節(jié)理弱面擴(kuò)展、崩落,是崩裂形式的斷裂。
故可把鎬形截齒破煤過(guò)程看成是兩個(gè)階段周期性交變過(guò)程。 工作過(guò)程中截齒與煤層直接接觸,其磨粒磨損特性與煤層結(jié)構(gòu)及硬度有很大關(guān)系,煤的硬度較低,一般為100-420HV,但由于煤層中常會(huì)有不同硬度的雜質(zhì),硬度很高,比如煤中的石英、煤矸石和菱鐵礦等,其硬度為900-1100HV,對(duì)截齒的磨損失效影響很大。
截齒經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間切削煤層,磨損產(chǎn)生大量熱量,使齒體表面產(chǎn)生600-800°C的高溫,而截齒切削煤層又是周期性的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),故升溫是交變的。當(dāng)截齒接觸煤巖時(shí)升溫,離開(kāi)煤巖時(shí)降溫,這就造成截齒的高溫回火,其硬度值下降50%左右,加速降低了截齒的壽命;截齒在切割煤層時(shí),承受高的壓應(yīng)力,剪切應(yīng)力和沖擊負(fù)荷;由于井下環(huán)境介質(zhì)的腐蝕作用,截齒的磨損還有一定的腐蝕磨損,在水煤漿腐蝕磨損中,除煤粒及硬礦物對(duì)材料表面造成的犁溝外,介質(zhì)的腐蝕作用也大大加劇了材料的磨損。