带圆弧头突起式固定安装滚刀的应力试验研究

讨论了固定安装滚刀的结构特点及少齿数齿轮加工技术的可实现性。分析了不同突起(齿顶变厚)廓形的适用范围,通过试验确定了齿轮齿根弯曲应力与滚刀齿高和齿顶倒圆半径的关系。分析了滚刀齿高和齿顶倒圆半径对所切齿轮齿根弯曲应力的影响。     

全断面岩石掘进机刀盘上盘形滚刀等寿命布置理论

全断面岩石掘进机刀盘上每个安装半径一般只安装1把盘形滚刀,从而造成不同安装半径的盘形滚刀在全断面岩石掘进机掘进相同距离时磨损不同。在刀盘上安装半径越大,磨损越快,导致盘形滚刀检测与更换频繁,严重影响了全断面岩石掘进机利用率。通过实际工程统计发现,80%以上的盘形滚刀消耗量是正常磨损造成的;深入的理论和应用研究发现,盘形滚刀的磨损与其破岩点在岩石中走过的弧长高度相关。据此提出了刀盘上盘形滚刀破岩点在刀盘转一圈的情况下,其在岩石中走过的弧长应相等的安装理论。理论研究证明,这样安装盘形滚刀可基本实现全断面岩石掘进机刀盘上盘形滚刀的同步磨损,从而实现全断面岩石掘进机刀盘上盘形滚刀的等寿命布置。     

岩石掘进机盘形滚刀前倾及内倾安装的理论探讨

通过对全断面岩石掘进机正安装盘形滚刀破岩过程的分析，提出在刀盘上采用前倾安装或内倾安装的盘形滚刀，对提高盘刀寿命及其破岩效率有一定现实意义。     

岩石掘进机盘形滚刀破岩曲线的表示方法及应用

给出了岩石掘进机盘形滚刀破岩曲线的概念,并进行了定量描述,可为深入认识盘形滚刀的破岩状况及进行盘形滚刀的寿命预测提供理论参考。     

反井钻机滚刀的使用寿命

<正> 在煤矿建设中,反井钻机是用于钻井的一种常用设备,其上的刀具是一种镶嵌硬质合金的破岩滚刀。当钻机运转时,工况条件十分恶劣,滚刀要受到岩石的冲击、磨损等多方面交变周期性疲劳载荷的作用,对提高滚刀寿命,降低钻井成本是十分不利的。影响滚刀使用寿命的因素是多方面的,现以滚刀的破岩机理和加工工艺等方面进行探讨,以提高滚刀的使用寿命。     

TBM滚刀破岩效果及新型刀具的应用研究

TBM滚刀磨损是影响TBM掘进效率和施工成本的重要因素,不同刀刃刃形的破岩效率和磨损均会有所不同。本文对楔形弧刃滚刀的破岩机理进行了分析,建立了滚刀法向切削力计算模型,分析了滚刀刀刃角对法向切削力的影响;继而设计了3种不同刀间距、3种不同刃形滚刀,并进行了室内滚刀破岩试验。试验结果表明：刀间距15 mm为合理刀间距;尖刃滚刀最易磨损,齿刃比弧刃滚刀破岩效果好,破岩效率相对较高且耐磨损。结合工程现场实际情况,研发了一种新型齿刃楔形刀具,并应用到工程现场TBM斜井掘进。应用情况表明：新型齿刃楔形刀具比两种常规刀具的磨损量减少20%,刀具寿命有所提高。新型齿刃楔形刀具的研发和成功应用,解决了斜井TBM掘进刀具的较大磨损和频繁更换问题,为TBM长距离斜井掘进提供了技术支持,缩短了掘进工期,节约了施工成本。     

新型破岩滚刀高压密封结构设计及应用

竖井钻机破岩滚刀密封寿命已成为钻井法发展的瓶颈,针对现有破岩滚刀的密封结构,分析了钻井法凿井中滚刀密封失效的原因,根据目前钻井法深井作业需求,对破岩滚刀密封结构进行了改进,并进行了新型高压密封结构性能试验,结果表明该结构密封性能良好,符合深井竖井钻进破岩滚刀高压密封性能的要求。     

新型破岩滚刀高压密封结构设计及应用

竖井钻机破岩滚刀密封寿命已成为钻井法发展的瓶颈,针对现有破岩滚刀的密封结构,分析了钻井法凿井中滚刀密封失效的原因,根据目前钻井法深井作业需求,对破岩滚刀密封结构进行了改进,并进行了新型高压密封结构性能试验,结果表明该结构密封性能良好,符合深井竖井钻进破岩滚刀高压密封性能的要求。     

盘形滚刀磨损预测模型

盾构或TBM长距离掘进硬岩施工中,不可避免地会遇到盘形滚刀磨损问题。通过分析滚刀的磨损机理,确定了滚刀最主要的直接磨损机制是基于塑性去除的磨粒磨损;基于Rabinowicz磨粒磨损方程和CSM滚刀破岩力模型,通过近似计算和数学推导,建立了滚刀直接磨损的磨损速率和线磨损速率预测模型;并通过广州地铁7号线9标和广深港狮子洋隧道正滚刀的磨损数据进行了验证。结果表明,基于材料磨损机制建立滚刀磨损预测模型的可行性,所建立的预测模型也能较准确地反映滚刀的真实磨损情况。所建立的滚刀磨损速率模型可用于预测不同安装半径滚刀的正常掘进距离,所提出的滚刀线磨损速率可以作为衡量滚刀耐磨蚀性的重要指标;并且给出了滚刀磨损速率、线磨损速率与地层抗压强度、刀刃屈服强度、滚刀安装半径、滚刀直径、刀刃宽度、刀间距、贯入度等参数之间的定量关系;但该模型仅适用于正滚刀和中心刀的正常磨损预测,对于边滚刀还需考虑二次磨损。     

新型破岩滚刀高压密封结构设计及应用

竖井钻机破岩滚刀密封寿命已成为钻井法发展的瓶颈,针对现有破岩滚刀的密封结构,分析了钻井法凿井中滚刀密封失效的原因,根据目前钻井法深井作业需求,对破岩滚刀密封结构进行了改进,并进行了新型高压密封结构性能试验,结果表明该结构密封性能良好,符合深井竖井钻进破岩滚刀高压密封性能的要求.     

正前角齿轮滚刀的齿形设计和精度分析

在加工渐开线齿轮的滚刀造形原理基础上,通过解析计算,总结出只有采用最佳分度圆前角设计正前角齿轮滚刀,才能有最小的造形误差,常见的选用顶刃前角为7°的滚刀不能满足高精度齿轮加工要求。     

高压耐磨双金属复合冶金楔齿滚刀的研制

通过对煤矿竖井钻机破岩楔齿滚刀失效原因分析及滚刀刀壳铸造工艺的改进,研发了双金属复合冶金楔齿滚刀,在保证刀齿耐磨性能的同时,降低了刀壳的加工成本。另外,对现有破岩滚刀密封结构的改进设计,满足了楔齿滚刀深井钻井作业8~10MPa耐高压的密封性能要求。新型的密封结构与铸造工艺延长了楔齿滚刀使用寿命,为钻井法的发展与应用提供了更为广泛的空间。     

角接触球轴承的选用与寿命计算

角接触球轴承的接触角、配套径向游隙、轴承宽度之间有一定的关系,掌握这些关系,才能理解轴承的装配要求。角接触球轴承使用时一般有预加载荷,轴承安装后原始游隙消除,所以接触角和精度非常重要。因此,有必要对角接触球轴承的选用及寿命计算进行分析。     

滚筒采煤机截齿安装角的角位特性分析

截齿截割安装角直接影响着滚筒采煤机工作时的截割阻力,因此准确安装截齿方位非常重要。介绍了该安装角在滚筒上的空间位置,建立了安装角与滚筒以及截齿空间参数之间的数学模型,分析了截齿安装时的几何约束特性。     

镐型截齿截割阻力谱的分形特征与比能耗模型

为给出镐型截齿的截割性能的评价方法,应用分形理论分析旋转截割实验台所测得的截割阻力谱,探究截割阻力谱的分形特征与安装角及切削厚度的关系。基于实验测得的轴向阻力谱和功率谱建立镐型截齿的比能耗与安装角和切削厚度的关系模型。结果表明：在实验条件下,截割阻力谱盒维数和比例系数与安装角均呈二次函数关系,与切削厚度呈指数关系;截割比能耗与截齿半锥角和安装角三者互相制约。半锥角增大时,使比能耗减小的最佳安装角区间变小;半锥角减小时,使比能耗减小的最佳安装角区间变大;半锥角一定时,截割比能耗与安装角呈二次函数关系,随着安装角的增大先增大后减小,存在使截割比能耗最小的最佳安装角;截齿比能耗与切削厚度成指数关系,随着切削厚度增大而减小。该研究证明分形特征与比能耗在评价截割性能上的一致性,为采煤机高效截割与性能的评价提供参考。     

重介质旋流器二段安装角度与物料排出关系的研究

分析了无压给料三产品重介质旋流器二段安装角度对铁器等重产物排出的影响,并用计算流体动力学软件FLUENT对其二段水平和倾斜两种安装方式进行了流场模拟和对比分析,结果表明:合理调整设备二段安装角度可加速重产物的排出,降低重产物对旋流器内壁的磨损,提高使用寿命,并确定无压给料三产品重介质旋流器二段最佳安装角度为-13°。     

不规则大倾角微冲工作面快速安装

煤矿采场受到开采深度、强度的影响,出现一些布置不规则、切眼倾角大的工作面,给机电设备安装带来一定难度。快速、高效完成不规则工作面的设备安装,成为煤矿机电设备安装的难题。本文对不规则大倾角综放工作面机电设备安装技术中的问题进行分析研究。     

大倾角大采高倾斜长壁工作面快速安装技术

针对大倾角大采高倾斜长壁工作面综采设备安装速度慢、周期长等问题,刘庄煤矿通过在工作面轨道巷上部施工组装硐室,创造条件只采用一部无极绳绞车打运。提高了打运效率,实现了大倾角大采高倾斜长壁工作面的安全、经济、快速安装,只用42d时间就安装完毕350m超长大采高综采工作面。