懸臂式掘進機切割機構設計導則

MT/TXXX-XXXXMT/TXXXX-XXXXPAGE2PAGE1懸臂式掘進機切割機構設計導則1范圍本標準給出了懸臂式掘進機切割機構的設計計算指南。本標準適用于含有瓦斯、煤塵或其他爆炸性混合氣體中作業(yè)的懸臂式掘進機（以下簡稱掘進機）切割機構的設計計算。2規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內容）或修訂版均不適用于本標準，然而，鼓勵根據(jù)本標準表達成協(xié)議的各方研究是否可以使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標準MT/T475-1996懸臂式掘進機回轉支承型式、基本參數(shù)和技術要求3術語和定義下列術語和定義適用于本標準。3.1切割速度cuttingvelocity截齒齒尖沿其運動軌跡切線方向的速度。3.2切向力dragforce切割時截齒沿切割速度方向所受的分力。3.3法向力normalforce切割時截齒沿切割頭法向，垂直于切割速度方向所受的分力。3.4切割力cuttingforce切割時所有參與切割的截齒所受切向力()數(shù)值之和。3.5擺動力arcingforce擺動時由液壓缸給與切割頭沿擺動方向的力。3.6推進力thrustforce/sumpingforce掏槽時由行走機構或者伸縮機構提供給與切割頭的推進力。4符號表1所列的符號運用于本標準。表1符號與定義符號單位定義kW切割功率r/min切割頭轉速m切割頭上所有截齒齒尖分布的平均半徑個掏槽時，參與切割的截齒數(shù)量個擺動時，參與切割的截齒數(shù)量N掏槽時的切割力N擺動時的切割力N掏槽時截齒所受法向力N擺動時截齒所受法向力N掏槽時截齒所受切向力N擺動時截齒所受切向力（°）錐形截齒齒尖角的一半MPa煤-巖的抗壓強度MPa煤-巖的抗拉強度mm截深5切割機構的結構形式切割機構包括兩種結構形式：縱軸式和橫軸式。圖1為切割機構示意圖上下擺動推進1左右擺動2341——切割頭；2——回轉臺；3——回轉液壓缸；4——升降液壓缸。圖1切割機構示意圖6切割功率的推薦范圍特輕型：P≤55kW，輕型：P≤75kW,中型：P=90kW～132kW,重型：P＞150kW，超特重：P＞200kW。7切割速度推薦范圍切割速度通常在(1～5)m/s，全煤取=(2～5)m/s，半煤-巖≤2m/s。8截齒受力目前掘進機普遍使用錐形截齒，錐形截齒受力有很多估算方法，推薦采用艾萬斯(Evans)理論，其切向力的計算見公式(1)……(1)法向力可由切向力乘以一定系數(shù)算得，切割煤時系數(shù)取1.5，即，切割半煤-巖時系數(shù)取2。9切割力、推進力、擺動力三者之間的關系9.1全煤掘進9.1.1縱軸式掏槽過程：切割力推進力擺動過程：切割力擺動力由切割頭工作方式可以得出，掏槽時接觸齒數(shù)由最前端的2、3把截齒逐漸增加到約為擺動時齒數(shù)的2倍，即，按計算推力，設切割功率相同（同樣按額定功率工作），那么，則即：…………………(2)9.1.2橫軸式與縱軸式不同，橫軸式切割頭掏槽時，剛接觸時齒數(shù)是兩個切割頭同一條母線附近的約十把截齒(前次切割留下的斷面應該是個圓弧面)，所以應加大推進力。切割煤時，?。骸?3)9.2半煤-巖掘進公式（2）、（3）適用于掘進煤巷，基于切割全煤時的比例關系，如果用于半煤-巖掘進，則比例關系應為，得出三力的關系分別為：縱軸式：………(4)橫軸式：………(5)10切割機構的連接切割機構安裝在回轉臺上，回轉臺固定在機架上。根據(jù)切割機構工作過程中的作用力和力矩，按MT/T475-1996的規(guī)定選定回轉支承的結構型式，通過計算確定回轉支承規(guī)格尺寸。切割機構的擺動動作由回轉、升降液壓缸分別實現(xiàn)，其推力換算到切割頭的上下、左右擺動力，應大于需要的擺動力。切割機構的掏槽動作由行走機構或者切割頭伸縮機構實現(xiàn)，其推力應大于需要的掏槽力。11計算實例假定需要設計