关于掘进机截割头旋向与工作效率的研究

XTR260硬岩掘进机双螺旋截割头螺旋升角对截割效果的影
响研究
杨廷
【期刊名称】《机械管理开发》
【年(卷),期】2024(39)4
【摘要】为进一步探寻XTR260硬岩掘进机双螺旋截割头部位的优化路径,结合该部位的运行工况与设计图纸,应用Pro/E三维建模软件建立其实体模型;应用有限元分析软件ANSYS和力学分析软件LS-DYNA,对其在不同螺旋升角参数下的力学性能进行初步分析.分析结果显示,当螺旋升角为14°时,截割头能够同时在钻进与横切两种截割工况下均具有较优的性能.该研究结果将为今后的硬岩掘进机双螺旋截割头的参数设计优化提供一定的参考借鉴.
【总页数】3页(P84-85)
【作者】杨廷
【作者单位】山西华阳集团新能股份有限公司一矿
【正文语种】中文
【中图分类】TD421.5
【相关文献】
1.掘进机截齿定位精度对硬岩截割能力的影响
2.纵轴式硬岩掘进机截齿安装参数对截割性能的影响研究
3.掘进机截割头截齿参数对截割性能影响的研究分析
4.掘进机硬岩截割头的优化研究
5.煤矿掘进机截割头结构螺旋角优化设计研究
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

掘进机截割头受力分析与掘进实例分析【摘要】本文主要围绕掘进机截割头受力分析与掘进实例分析展开讨论。

首先介绍了掘进机截割头受力分析的基本原理和方法，包括受力分析模型的建立和计算过程。

随后通过掘进实例分析，具体探讨了掘进机在实际工作中的受力情况和影响因素。

实例分析结果指出了掘进机截割头设计存在的不足之处，为接下来的优化设计提供了参考依据。

最后对掘进机截割头受力分析与掘进实例分析进行了总结，同时对未来研究方向提出了展望。

通过本文的研究，有助于提高掘进机的工作效率和安全性，推动掘进技术的进步和应用。

【关键词】掘进机，截割头，受力分析，模型，实例分析，设计优化，总结，研究展望1. 引言1.1 掘进机截割头受力分析与掘进实例分析...在煤炭、矿石等矿山开采过程中，掘进机截割头是重要的装备之一。

掘进机截割头在矿山的地下工作环境中承受着复杂多变的受力情况，受力分析和设计优化对于提高掘进效率和延长设备使用寿命具有重要意义。

本文旨在对掘进机截割头受力分析与掘进实例分析进行深入探讨，为研究人员和工程师提供参考与借鉴。

首先将对掘进机截割头的受力特点进行分析，包括受力来源、受力方向和受力大小等方面，建立受力分析模型。

随后，将通过实例分析的方式，结合实际掘进情况，对不同受力情况下的掘进机截割头进行分析，并得出相应的实例分析结果。

对掘进机截割头的设计优化进行探讨，提出改进措施和建议。

通过本文的研究，可以更深入地了解掘进机截割头的受力特点和掘进实例分析，为相关岩石开采领域的研究和应用提供有益的参考。

2. 正文2.1 掘进机截割头受力分析掘进机截割头受力分析是对掘进机在进行截割作业时受到的各种力的分析和计算。

在进行截割作业时，掘进机需要面对来自岩石和煤层的不同受力情况，因此掘进机截割头的设计和性能至关重要。

掘进机截割头受力分析主要包括对截割头的受力情况、受力分布和受力大小的研究，以及如何合理设计和优化截割头的结构和材料。

在进行掘进机截割头受力分析时，需要考虑多种因素，包括岩石或煤层的物理性质、截割头的旋转速度、截割头的刀具形状和数量、截割头的工作角度等。

横轴式掘进机截割头设计摘要：随着社会的不断发展和科技水平的不断提高，人类征服自然的领域也在不断扩大，其中比较具有代表性的就是掘进机，掘进机的出现具有很重要的实用意义。

自从掘进机开始进入人们的生活视线，就被广泛地应用到铁路穿山隧道、引水隧道等各施工过程中.掘进机的功能除了能应用在隧道施工外，像以采掘为目的的煤巷开挖、矿巷开掘中也广泛采用了掘进机，这样工作效率高。

以上介绍使用的就是部分断面掘进机，而横轴掘进机是其中的一种。

本次毕业设计就是为了研究横轴式掘进截割头的设计，具体设计内容包括：1.收集基本资料，例如：先对掘进机现在在国内外的发展趋势进行了解，接着对掘进机结构进行学习分析，从而发现掘进机本身有什么需要改进之处，还有就是掘进机对截割的矿岩都有什么要求等；2.对资料进行学习和总结。

将自己收集的数据进行整理列表，这样看起来一目了然；3.CAD的学习制作等。

通过简单的CAD软件学习，将自己想要设计的截割头画出来。

并通过计算得到基本数据，进行数据分析和结构分析相结合。

对掘进机的具体结构用途也要进行了解和掌握，这样有利于截割头的整体计算。

掘进机结构的优化设计和制造精度对今后的工作性能都会有决定性的影响因为截割头是掘进机的核心部位，所以它的研究自然也就成了重中之重。

煤炭是人类生产生活的重要能源，随着工业的不断发展，生产规模的不断扩大，煤炭在国民经济中的地位也显得越来越重要。

随着采煤机械化的发展，大大提高了工作面的广度，对开采强度，工作面的推进速度要求也越来越快，这就要求加快掘进速度，提高工作效率以适应人们对工具的需求。

切割头是掘进机的工作机构，它的主要功能就是破碎岩石或者分离煤层。

经过对煤岩切割过程的研究了解，认识到影响切割效果的因素很多，因而掘进机截割头的设计变的复杂许多。

为提高工作效率，加快生产力，满足人们对机械化的高要求，截割头的设计成了重中之重。

如果在截割头的每一转中，参加切割的各个截齿都能同时从岩石中切下等体积的煤岩，也就是每个镐齿的受力相等，磨损程度也相同，机械运动也比较平稳，只有满足这些要求，才可以达到自己当初设计的初衷。

掘进机截割头截割性能数学模型的研究穆宜敏;刘混举【摘要】为对掘进机的截割头进行优化设计,通过分析掘进机在工作过程中的性能参数,建立掘进机截割头的数学模型,计算出理想情况下掘进机截割头的截割功率尧生产率,掘进截割速度尧截割头的转矩尧瞬时截割率以及截齿消耗.通过Matlab软件对仿真数据和实测数据进行对比分析,验证所建立的数学模型可以作为掘进机性能预测的方法.%To achieve the purpose of optimization design for boring machine's cutting head, parameters of boring machine under production were deeply researched and analysed to further establish a mathematical model of boring machine's cutting head and calculate the cutting power and productivity of cutting head of boring machine under ideal conditions and the cutting speed, the torque, instantaneous cutting rate and cutting pick consumption of the cutting head. Finally, the simulated data and measured data were contrasted and analysed through Matlab software, which comes to the conclusion that the obtained mathematical model can be used as a method for boring machine performance prediction.【期刊名称】《中国测试》【年(卷),期】2017(043)008【总页数】4页(P141-144)【关键词】掘进机;截割头;Matlab;数学建模【作者】穆宜敏;刘混举【作者单位】太原理工大学机械工程学院,山西太原 030024;太原理工大学机械工程学院,山西太原 030024【正文语种】中文掘进机在煤矿生产中发挥着强大的作用，可以在软到中等强度的煤层中灵活工作，是集机械、液压、电气及自动控制于一体的矿井掘进设备，可实现截割、转载、行走、喷雾降尘等多种功能，因此，被广泛用于隧道的掘进和地下采矿[1-2]。

• 43•为了自动控制矿井悬臂式掘进机截割断面，在巷道断面尺寸数学模型的基础上，推导了悬臂转角、液压缸位移和截割头空间坐标的函数关系，为悬臂式掘进机断面的自动截割控制奠定了理论基础。

掘进机的控制可根据位移传感器采集的实时液压缸位移数据，精确控制液压缸的位移，并通过液压缸控制悬臂的摆动行程，准确反馈截割头的位置坐标并和断面截割边距的范围比较，及时修正，调整控制液压缸伸缩位移，完成巷道断面截割的自动控制。

1.引言掘进机的自动控制关键是断面截割控制，在自动掘进机定位系统已解决的前提下，只有通过掘进机截割悬臂液压轴的位移量，才能对截割头位置进行准确定位，控制其在巷道截割断面的范围内，避免发生超挖和欠挖的现象。

2.掘进机悬臂运动分析掘进机的悬臂结构如图1所示，掘进机掘进臂的运动是一对同步升降液压缸执行的，根据并行控制原理，升降液压缸驱动掘进机悬臂，使其围绕中心铰接点在垂直面内作上下运动，以改变掘进头在巷道断面上的高度（李晓豁，掘进机纵向截割头运动学分析及简化计算：黑龙江矿业学院学报，1998）。

图1 EBZ-150型悬臂垂直摆动机构图掘进机臂的水平运动是通过一对水平液压缸驱动水平回转工作台实现的，如图2所示。

因此，通过升降液压缸和水平液压缸的复合运动，可以准确控制掘进悬臂在空间的任何位置，以完成预设尺寸的截割。

图2 掘进机悬臂水平摆动机构示意图3.工作机构的数学模型掘进机的截割过程，可分为纵向钻进、水平截割和垂直截割三种工作方式（张士勇，纵轴式悬臂掘进机断面成形控制基础研究：陕西理工学院学报，2005）。

掘进机在掘进过程中，主要通过悬臂的上下升降和水平移动完成。

因此，分析掘进机悬臂垂直面和水平面的运动状态，是控制掘进机截割的关键。

图3 掘进机悬臂截割头垂直摆动数学模型3.1 掘进臂垂直截割分析图3为掘进悬臂垂直摆动简化模型，图中C 点为升降液压缸与机架的铰接点，D 点为升降液压缸与悬臂的铰接点，A 为悬臂垂直摆动的中心，B 为水平回转台中心轴线与AX 1轴的交点，O 1为升降液压掘进机的断面自动截割控制的研究河北建材职业技术学院 童夏敏 高敬媛 姚 宏• 44•缸伸长为CD 时截割头在巷道断面上面的投影处（徐楠，童敏明，唐守锋，等.掘进机器人截割头截割运动与轨迹仿真研究：煤矿机械，2011）。

截割头安装角度的转换在截割头的设计中，截齿安装角度的设计是最关键的步骤之一，但在不同的教材和文献中安装角度的得定义和描述不尽相同。

根据调研，大致可以分为两类：第一类是按照角度对截割功能的影响而确定的，一般称之为截割功能角；第二类是按照实际安装工艺中的角度旋转方法定义，称之为安装工艺角[1]。

截割功能角是决定按个截齿工作效率的重要因素，包括切削角、扭转角（或旋转角）和安装角。

切削角δ是截齿中心线与齿尖截割轨迹线的切线之间的夹角，一般取45°~48°，参考文献取46°为最佳角度。

扭转角ε是过截齿中心线上一点A作截割头轴线的垂面，齿尖B在此平面上的垂足为点C，则∠BAC为扭转角。

安装角τ是截齿轴线相对于牵引方向的夹角。

由于安装角τ与半锥角θ存在如图1的关系，因此在下文的推导中使用半锥角θ。

按照实际安装过程中截齿轴线和齿座底面的定位方法，安装工艺角分为仰角、倒角和转角。

仰角γ是截齿轴线与齿座安装平面间的夹角。

倒角β是齿座安装平面的垂线与截割头回转轴线间的夹角。

转角α是截齿中心线在齿座底面的投影线与垂直于截割头轴线的平面和齿座底面的交线之间的。

截割功能角与安装工艺角表示如下：功能角: ε:扭转角; δ:切削角; θ:半锥角;工艺角: γ:仰角; β:倒角; α:转角。

如图1所示，安装角与半锥角的关系为,τθυ=+其中τ是安装角，υ是截齿轴线与截割头表面法线间的夹角。

图1 半锥角θ与安装角τ的关系截割功能角与安装工艺角的关系如图2所示。

图2 角度转换示意图下面分别进行功能角与工艺角之间的转换。

1 安装工艺角转换为截割功能角已知仰角γ，倒角β，转角α。

有图2可得，''''tan AE BB AA EG IB ID BD β===- (1)''''sin DD AA AD AD γ== (2) ''sin FD ID β= (3)''sin FD AD ε= (4) tan DBAB α= (5)'cos ABADδ= (6)将(2)~(6)代入 (1)式可得，'''sin sin sin tan sin sin sin cos tan cos tan sin AD AD AD γβγβεεβδαδαβ==-- 进一步推得，sin cos sin sin cos tan εβγβδα=+ (7)由于仰角γ，切削角δ，转角α存在如下关系，cos AB AD α= , 'cos AD AD γ=, 'cos ABAD δ=可得，cos cos cos δαγ= (8)由于半锥角与倒角互余，从而可得，=2πθβ- (9)整理式(7),(8),(9)可得截割功能角为，=2a r c c o s (c o s c o s )a r c s i n (c o s s i n s i n c o s t a n)πθβδαγεβγβδα-==+ 2 截割功能角转换为安装工艺角已知切削角δ，扭转角ε，半锥角θ。

收稿日期:2021-11-16作者简介:连斗南(1992-),男,山西长治人,助理工程师,从事煤矿生产技术管理工作。

doi:10.3969/j.issn.1005-2798.2022.02.035掘进机截割头钻速优化分析连斗南1袁邢立召2(1.潞安环能股份公司常村煤矿,山西长治 046102;2.陕西金源招贤矿业有限公司,陕西宝鸡 721000)摘 要:文章基于EBZ120型悬臂式掘进机进行截割临界转速分析优化,通过利用微元法和弹性力学建立力学模型,确定临界状态下,截割头转速解析解,然后深入分析影响截割转速的因素,依据影响程序确定影响介个转速的因素次序,为截割临界转速的确定提供实际操作提供依据。

关键词:截割转速;力学模型;影响因素;影响次序中图分类号:TD421.5 文献标识码:B 文章编号:1005-2798(2022)02-0106-03悬臂式掘进机在作为掘巷设备,已广泛应用于我国煤矿井下生产,通过结合带式输送机、桥式转载机等,极大提高了巷道掘进工作的效率。

在掘巷过程中,截割头转速对掘进效率有十分重要的影响,基于现场实践可知,当转速小,掘进机破岩效果不好,转速过快,对掘进面冲击较大,造成巷道围岩破碎面积增大,不易形成设计断面,同时对掘进机自身稳定性也将造成较大影响。

因此合理选择掘进机转速,能够有效提高掘巷速度,改善掘巷质量[1]。

文章基于弹性力学通过建立截割力学模型,确定表达式,并深入研究影响转速的主要因素,为巷道的高效掘进提供合理的理论参考。

1 EBZ120掘进机工程参数本文以EBZ120型掘进机为研究对象,该设备煤岩体切割强度不高于60MPa,掘巷宽度不超过5.0m,掘巷高度不超过3.7m,可掘进坡度范围为(-16°,+16°)。

设备结构具体如图1所示。

图1 EBZ120型悬臂式掘进机结构示意2 力学模型在掘进机运行期间,煤体主要受到截割头径向和切向两个方向作用力,其中主要作用力为径向力,切向力为粉碎煤体的辅助作用力,基于上述截割特点创建如图2所示圆筒力学模型[2]。

纵轴式掘进机截割头的设计作者：廉浩冯健来源：《中国新技术新产品》2014年第03期摘要：本文介绍了纵轴式掘进机截割头的设计原则，讨论了提高截割头截割效率的合理方案，提供了设计用的主要数据。

关键词：截割头；设计原则；截割效率中图分类号：TD42 文献标识码：A1 概要本文以纵轴式掘进机的截割头为研究对象。

截割头是掘进机的关键部件，它直接参与对工作面的掘进工作。

其设计参数较多，这些参数之间互相影响和制约，同时截割头的设计质量的好坏决定了掘进机整机的截割性能，这对截割头的使用寿命，以及整机的稳定性和可靠性都有着直接的影响。

2 工作原理掘进机的工作过程是：操纵行走机构向工作面推进，使截割头在工作面的左下角钻入，水平摆动油缸使截割头横向截割到巷道的右侧。

然后利用升降油缸把截割头上升接近等于截割头直径的距离，并使截割头向巷道左侧截割。

如此往复截割运动，截割头就可以完成整个工作面的截割。

当然掘进机的截割方式与掘进巷道断面的大小，形状，煤岩的分布情况有关。

在截割头截落煤岩后，由装运机构将其装进掘进机中间的输送机构，再最终装进矿车或巷道输送机。

因此，纵向截割头通常的截割过程可以总结为纵向钻进、水平摆动截割和垂直摆动截割三种工作方式。

3 结构研究3.1 影响设计的因素如果能保证在旋转截割的过程中，使参加截割的每个截齿都截割相同大小的煤岩，让各截齿的受力相等、运行平稳，并且产生的磨损也基本相同，这样的截割头设计是最理想的。

但是有很多因素影响截割头的设计，主要有以下几个方面：（1）煤岩自身的性质，主要有抗截强度、硬度、磨蚀性、坚固性系数等；（2）截割头的结构参数，主要有截割头的几何形状、外形尺寸、截齿排列、截齿数量以及截线间距等；（3）截割头的工艺性参数，主要有摆动速度、截割头转速、切削厚度、切削深度等。

在截割头的设计上，这些因素的影响并不是孤立的，它们之间相互关联和制约。

3.2 结构形式3.2.1 外形截割头的外形是指截割头的几何形状，它是由截齿的齿尖所形成的外部轮廓，通常称为截割头包络面。

探究掘进机自动化截割技术1. 引言1.1 背景介绍掘进机是煤矿生产中重要的设备之一，它主要用于开采煤矿及其他地下矿藏资源。

随着矿山深度的不断增加和煤矿工作环境的恶劣，传统的人力开采方式已经无法满足产能和安全生产的需求。

掘进机自动化截割技术应运而生，成为煤矿生产中的关键技术之一。

自动化截割技术能够实现对煤矿的精准切割和高效开采，提高了生产效率和安全性。

随着科技的不断发展，掘进机自动化技术得到了快速的发展。

自动化截割技术已经在一些煤矿中得到了广泛应用，取得了显著的经济效益和社会效益。

目前在自动化截割技术的研究和应用中，仍然存在一些挑战和问题需要解决，如传感器精度不足、自动化系统稳定性等。

加强对掘进机自动化截割技术的研究，解决其技术难题，对于提高煤矿生产效率、保障矿工安全具有重要意义。

【背景介绍】1.2 问题陈述在进行掘进作业时，传统的人工截割方式存在着诸多问题，例如作业环境恶劣、工作强度大、安全风险高等。

掘进机自动化截割技术的应用已经成为解决这些问题的有效途径。

尽管掘进机自动化截割技术具有巨大的发展潜力，但在实际应用中仍然存在一些问题亟待解决。

本文将重点探讨掘进机自动化截割技术面临的问题与挑战，以期为进一步提高技术水平和推动行业发展提供参考和借鉴。

1.3 研究意义掘进机自动化截割技术在现代煤矿生产中发挥着重要的作用。

传统的人工截割方式存在效率低下、安全隐患大等问题，而自动化截割技术的引入可以有效提高生产效率，减少人为操作造成的事故风险。

本研究对于掘进机自动化截割技术的探究具有重要的意义和价值。

研究掘进机自动化截割技术可以提高矿工的劳动生产率，减轻其体力劳动负担。

自动化技术可以替代部分矿工的工作，使得矿工可以转变为操作者和监控者，更好地保障矿工的身体健康和工作安全。

研究自动化截割技术还可以提高煤矿生产的质量和效率。

自动化技术可以提高截割的精度和控制性，使得煤的开采更加高效、准确。

自动化截割技术的研究还具有推动煤炭产业升级和转型的意义。

掘进机截割头设计解析【摘要】在大型施工活动中，都需要借助掘进机才能够顺利推进工程进度，而截割头又是掘进机的重要组成零配件，它被用来打通和破碎坚固的地质岩层。

经过多年的施工经验，本文发现影响岩层切割效率的因素十分多样化，因此必须做好截割头的设计工作，以提高其在实际工作中的使用寿命和工作效率。

本文针对如何改进截割头的工作性能提出了几点建议和措施。

【关键词】掘进机；截割头；设计悬臂式掘进机是当前最先进的一种工程设备，它具备切割、装载、运输、搬运、调度和清除场地的多种复合功能。

因此，它的内部结构也十分复杂，主要由切割头、液压器、装载头、动力系统、传动系统、控制系统等重要功能配件构成。

作为掘进机的重要工作部件，切割功能主要依靠切割刀、液压臂、动力传动器、升压器、动力电源等共同配合来完成。

切割机在正常工作时，主要是利用切割头的前后运动和切割液压臂的纵向或横向摆动带动切割刀来完成切割。

截割部在正常运转时，切割头的运动主要是依靠驱动电源带动液压臂运动来实现，装在切割头上的刀片获得足够的力将坚硬的岩层破碎。

如果需要推进切割深度，可以通过机械的动力系统朝前驱动来实现。

切割机头被安装在能够自由转动的操作平台上，这样就可以利用操作平台连接的两个回转液压缸提供的动力来完成各种切割动作，通过这种动力设计，能够帮助切割机头实现多种工作角度变换，因此可以为操作人员提供多种切割方案。

掘进机的工作效率主要取决于截割头的设计，截割头要求各截齿负荷均匀，切割平稳，摆动小；截割比能消耗低，截齿消耗少；切割效率高，产生粉尘量小。

1设计简述截割头的主要参数包括：截割头的长度、直径、锥角、螺旋叶片的头数与升角、截线间距等，这些参数直接影响掘进机的截割性能。

1.1截割头的长度截割头的长度不仅与截割阻力的大小有关，还影响机器工作的循环时间和生产率。

因此，必须合理地选取截割头的长度。

由于工作面煤壁附近的煤岩有压张效应，在压出带范围内，煤岩的抗截强度明显减弱，截割能力和单位能耗降低。

EBZ180型掘进机截割头参数优化及工作机构动力学
分析的开题报告
一、选题背景
随着科技的不断发展和城市化建设的加速，隧道建设已成为重要的
交通工程建设之一。

同时，隧道掘进机在隧道开挖作业中扮演着至关重
要的角色。

截割头作为掘进机的核心部件，对掘进机的性能和效果起着
至关重要的作用。

因此，对截割头的参数优化及工作机构动力学分析具
有重要的理论和实践意义。

二、选题目的
本研究旨在通过对EBZ180型掘进机截割头的参数优化及工作机构
动力学分析，提高掘进机的工作效率和安全性，为城市隧道建设提供有
力支持。

三、选题内容
本研究主要包括以下内容：
1. EBZ180型掘进机截割头参数优化分析
2. 截割头工作机构动力学分析
3. 基于仿真对优化方案的验证
四、研究方法
本研究采用以下方法进行：
1. 对EBZ180型掘进机截割头的参数进行分析和优化。

2. 基于ANSYS Workbench软件进行截割头的工作机构动力学分析。

3. 基于MATLAB/Simulink软件进行仿真验证。

五、研究意义
本研究将探索并找出截割头参数优化及工作机构动力学分析的最佳方案，提高掘进机的工作效率和安全性，提高城市隧道建设的水平，具有重要的理论和实践意义。

掘进机自动化截割技术的研究【摘要】随着经济的迅速发展以及科学技术水平的不断提高，我国的煤矿业取得了很大程度上的进步，为我国国民经济的发展做出重要贡献。

而在煤矿开采的过程当中，掘进机是一种十分重要的工具，其主要功能是对煤矿巷道进行开拓。

除此之外，从掘进机可以看出一个煤炭生产企业的机械化程度。

近几年来，随着新科学、新技术的不断引进，掘进机的智能化程度也越来越高，得到了业内人士的广泛好评。

本文主要针对掘进机自动化截割技术进行一定程度的研究与分析。

主要从掘进机在巷道中的定位、截割断面尺寸的确定、截割断面参数以及切割轨迹的设置以及dsp控制器通信方案四个方面展开论述。

【关键词】掘进机；巷道；自动化1.引言近几年来，随着新科学、新技术的不断引进，掘进机的智能化程度也越来越高，得到了业内人士的广泛好评。

目前状况下，在对煤矿巷道进行除尘时，普遍采用湿式除尘风机除尘法，这样方法主要是对长压短抽的原理进行了一定程度上的利用。

运用硬岩掘进机对煤矿巷道的开拓时，往往会产生大量的粉尘。

除此之外，当掘进机在进行截割操作时，本身也存在着一定程度的问题，主要表现在存在视觉盲点，截割不彻底。

为了对上述两个问题进行有效的解决，对原来的掘进机技术进行了一定程度的发展与创新，并引进了自动截割功能。

这样一来，不仅可以对当前状况下掘进机在施工中存在的问题进行一定程度的弥补，同时又可以对施工的安全性以及工作效率进行有效的提高。

本文主要针对掘进机自动化截割技术进行一定程度的研究与分析。

主要从掘进机在巷道中的定位、截割断面尺寸的确定、截割断面参数以及切割轨迹的设置以及dsp控制器通信方案四个方面展开论述。

2.自动截割技术的研究2.1 掘进机在巷道中的定位对于掘进机的定位来说，它在施工过程中有着十分重要的作用，甚至会对掘进机的工作效率造成很大程度的影响。

在对掘进机进行定位时，需要对巷道的特点以及实际工况进行充分的考虑与有效的结合，一般情况下，主要存在着两种基本定位（如图1所示），分别是对心工作以及偏心工作，其他的定位方法都是这两种基本定位的发展与演化。

提升综掘机掘进效率的研究与探讨摘要：目前，随着综采技术水平的提高，采煤技术的发展，单产效率和综采机械化指标逐年提高，为保证工作面正常衔接，采用煤巷综合机械化掘进技术，加快了煤巷掘进速度，适应高生产率、高效率工作面快速发展的需要。

关键词：综掘机；掘进效率；提升前言随着我国煤炭综采技术水平的提高，煤炭产量大幅增长的同时，也对巷道的掘进水平提出了更高地要求，如何快速提高巷道的掘进速度成为煤矿高效集约化生产的关键性技术之一。

在综掘施工过程中要做到观念要更新，组织要得力，管理要创新。

以保证综掘工作正确快速有效地进行，从而实现综掘机的快速掘进，保证正常的工作面接续，保证高产高效矿井的实现。

1快速掘进及综掘机施工原理快速掘进是一项复杂的工程，设计多方面的因素。

在煤巷作业中，以综掘机为核心，结合通风除尘、快速运输、支护措施和定向系统，形成一个完整的掘进系统、实现全作业线工作效率的提升，在保障安全性的基础上实现高效的掘进。

综掘机大体上包括以下几部分：截割部；运输部分；本体；后支撑部分；液压部分。

各部分来实现在煤巷中的移动，运用截割对岩石或者煤块运输到地面，后支撑部分可以实现整个综掘机的安全支护。

2提升综掘机掘进效率的研究2.1选用性能优良的掘进机在快速掘进技术的实施中，掘进机在其中担当重要的角色，是实现煤巷快速掘进的关键设备，煤矿巷道的掘进效率以及煤矿生产的经济效益在很大程度上依赖于掘进的工作的好坏，在选择掘进机时，必须考虑现场的施工条件及周围环境的影响，在井下，煤岩及部分矿物是掘进机的主要工作对象，其工作振动及冲击都很大，再加上煤巷掘进施工中的环境极其恶劣，因此就要求掘进设备在适应工作环境的前提下，必须能够够保持长时间不间断工作；掘进机在液压、电气、元件的选用上，要严格分析适用性，以避免不必要的误选而影响掘进机的工作性能，对于其中一些比较关键的原件，尽量选用国外先进技术设备，这样可以很好的保证其工作性能和使用寿命；在齿轮传动装置及机械连接装置方面，尽量采用独立零部件或组件，避免使用串联结构系统，在有条件的地方以嵌装式结构代替螺栓组结构，采用模块组装方式，这样可以大幅度简化机械结构，可以很好的进行拆装检修工作，同时可以提高设备使用的可靠性，从而保证机器具有较好的稳定性，达到掘进效率高，操作、维护、维修简便，运行安全可靠的目的。

1 截割头镐齿的空间排列设计与载荷分析1.1 截割头镐齿相关设计要求对于EBZ40型掘进机而言，截割头是其中非常重要的工作部件，其结构性能的优劣对掘进机的工作效率有重要影响。

在设计截割头时需要考虑的因素较多，比如煤矿采掘工艺、煤矿特征等。

好的截割头结构设计需要确保所有的截齿受力均衡。

具体而言，设计截割头时的要求包括下述几点：（1）所有的镐齿都能够均衡受力，具有较小的振动；（2）截齿磨损小，截割比能耗相对较低；（3）具有较高的工作效率，避免产生过量粉尘。

除上述要求外还需满足国家标准中明确规定的要求。

1.2 镐齿空间排列设计（1）空间位置。

对于纵向截割头而言，镐齿与齿座连接在一起，而齿座又通过焊接的方式与截割体进行固定安装。

所以，镐齿的空间排列会受到截割体和齿座的影响，其空间位置可以通过齿尖坐标以及镐齿的中心对称线表示。

其中，齿尖的三个坐标值分别为镐齿轴向距离、回转半径、齿尖与竖直方向之间的夹角。

而镐齿中心线可以通过安装角、切削角和旋转角对其进行描述。

对于EBZ40型掘进机而言，切削角取为45°。

旋转角度会受到安装区域的影响，即不同区域的旋转角会存在一定的差异，其大小控制在8°~35°范围内。

安装角对切割效率有显著影响，对于切割区的安装角度为0°，其他区域的安装角度在30°~70°范围内。

（2）截割头外形以及镐齿的分布。

将截割头形状设计成为球锥形，镐齿通常都是以螺旋线的方式分布在截割体上，目的在于方便截割煤层并将煤矿及时排出。

由于截割头为球锥形，所以镐齿的空间分布为圆锥螺旋线。

设计有30个镐齿，经过计算得到截线间距大小在60~100 mm范围内。

1.3 镐齿载荷分析掘进机在工作过程中，不是所有的镐齿都同时在工作，而是部分镐齿在截割煤层的时候另一部分镐齿处于空闲状态。

所有镐齿都是处在“截割—空闲”的交替状态，因此其受力状态也是脉冲式的。

镐齿在截割煤层时必然会受到煤层对其产生的反切屑力作用。