掘进机截割电机功率和截割能力

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1、掘进机截割电机功率和截割能力之间的关系韩飞(佳木斯煤矿机械有限公司研究院沈阳分院 辽宁 沈阳 110001)摘 要：掘进机是以截割电机的功率为型号的，本文针对掘进机的截割电机 功率和截割能力之间的关系进行了一些分析。结果表明，掘进机的截割电机功 率和截割能力是不一定成正比的。关键词：掘进机；截割电机功率；截割能力；关系Connection of Cutting electromotor power andCutting ability for part-face tunnelling machineHAN Fei(Jiamusi coal mining machinery Co., Ltd a

2、cademe Liaoning Shenyang 110001)Abstract: Magnitude of part-face tunnelling machine is compartmentalized for cutting electromotor power, in view of the connection of Cutting electromotor power and Cutting ability for part-face tunnelling machine, some analyses is discussed in this paper. It is found

3、 that the rate of Cutting electromotor power and Cutting ability for part-face tunnelling machine isnt equal.Keywords: part-face tunnelling machine; Cutting electromotor power; Cutting ability; Connection0 引言随着煤岩截割硬度的增加，要求掘进机的截割能力越来越大，掘进机截割电机功率随之 加大，各掘进机生产厂家也是以截割电机功率作为给机器区为大小的主要依据。但这种做法 有很大局限性，截割电机功

4、率并不能完全决定掘进机截割能力的大小。1 理论分析 经过分析，除截割电机功率外，影响掘进机截割能力的应包括以下几个方面：截割头上 截齿的数目和排布方式、截割头横向推进力的大小、机器的稳定性。1.1 截割机理要研究截割能力，首先要了解截割头截割煤岩的截割机理。为了便于研究纵轴式掘进机 截割头的破岩方式，在下面的分析中简化了镐形截齿的安装角，不考虑转角对镐齿的影响。截割头在截割的瞬间受力可以简化为如图一所示。镐形截齿在破岩过程中有两个动力源 提供动力，分别为截割电机和回转（或升降）油缸。岩石的截割过程可以分解为两个部分来分析，一是截齿垂直岩石表面侵入岩石，这个过 程是截齿依靠油缸提供的正压力A,所

5、有参与截割的截齿正压力A之和，就是整机在经济截 割时油缸应该提供的正压力。二是截齿通过电机给予的回转力矩产生的力B,力B在力A侵 入岩石过程中把岩石半拉半压的作用下与岩体分离（如图二），在一次进刀中形成如图三所示 的月牙形切槽。大家都知道岩石的抗拉强度为抗压强度的 3%30%，抗弯强度为抗压强度的 7%15%，由此可见，在截割岩石过程中起决定作用的是油缸提供的正压力，这个力的大小 决定了整机的经济截割硬度。1.2 截割头横向推进力的大小、机器的稳定性对掘进机截割能力的影响现在国产掘进机普编存在经济截割硬度偏低的状况，这正是由于整机通过回转油缸提供 给截割头的正压力不足造成的，同时这个正压力不是

6、完全只与回转油缸有关，它是一个整机 系统问题。要增加截割头的正压力首先必须增加掘进机与地面之间的把合力，只有这样才能 不致使掘进机在截割时产生摆尾现象，要增加把合力可以有几个方法，如增加整机机重、侧 面增加支撑等，其中以增加机重为首选。国外掘进机机重动辄超过百吨就是这个原因。截割头对岩石正压力偏低还会造成截齿磨损加快。由于正压力不足，导致截齿的侵入深 度变小，在截割相同体积的岩石时截齿参与截割的距离、次数、时间都要大幅度增加，截齿 与岩石之间的磨蚀增加，导致截齿消耗量的增加。1.3 截割头上截齿的数目和排布方式对掘进机截割能力的影响 截割头上截齿的数目和排布方式，有人根据上面的介绍可能会问：既

7、然所有参与截割的截齿正压力A之和，就是整机在经济截割时油缸应该提供的正压力，那减少截齿数量，不就 能在总推进力不变的情况下提高单个截齿的正压力，从而提高掘进机的截割能力吗？如果单 从一个截齿来看，这种说法是正确的，但减少截齿数量就只能加大截线间距，导致两个截齿 之间的距离加大，两个截槽距离加大，使截割相同深度的岩石截齿就需要深入岩石更深，致 使截齿的磨损必然加大，而我们现在没有找到符合要求的截齿，截齿消耗量加大是用户根本 不能接受的。2 模拟试验用一台 EBZ132 型掘进机对一块较硬岩体进行截割，地面为较松软的土地，结果掘进机 出现摆尾现象，截割头不能对岩体进行有效截割，只是磨截齿，没有下料

8、。对掘进机的着地 的地方进行处理，加大了摩擦力，掘进机能正常工作。结果表明机器的稳定性是使掘进机能 否发挥截割能力的重要影响因素。同时也说明了截割头横向推进力的大小也是使掘进机能否 发挥截割能力的重要影响因素。3 现场试验笔者对三一的 EBZ200H 硬岩掘进机和佳煤机的 S230 和 S300 在井下的工作状况进行过 一些记录，结果为：EBZ200H在截割最大硬度为fl0.4的全岩巷道时，截割电机电流为其额 定的一半左右，证明截割电机并没有发挥最大作用。S300在井下试验时与EBZ200H情况相 同，实际功率也只有额定功率的一半左右，截割电机没有发挥最大作用。而S230在工作时可 以发挥电机

9、功率的7080%，但其截割的岩石硬度只有f78，证明现在S230的经济截割硬度 为f78，如果用S230截割f10左右的岩石，它也只能和上两种机型相同。4 结束语综上所述可以证明，截割电机功率只是掘进机截割能力的一个表象参数，能不能发挥截 割电机的全部能力，还要机器整体来配合。这套理论现在还停留在定性研究方面，想要进行到定量研究方面，能对掘进机的研发起 到指导作用，还需要进行大量的试验和现场数据收集、整理。参考文献1 李晓豁，白纯伟，王刚等掘进机截割头使用中存在的问题及其原因分析J 见：中 国煤炭学会煤矿机械化专业委员会.采掘机械化的回顾与展望论文集.1999.108-1122 李晓豁.掘进机操作方法及其影响的研究J.东北煤炭技术，1992, 4 (4)： 29-333 李晓豁，程东棠.掘进机载荷的模拟研究J.阜新矿业学院学报，1990, 9 (3)： 88-94作者简介：韩飞，男， 1978年10月生，辽宁省沈阳市人，工学学士。