截齿破碎煤岩侧向载荷分布特性研究.pdf

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1、·14·煤矿机电2014年第5期截齿破碎煤岩侧向载荷分布特性研究术刘春生，任春平，王庆华(黑龙江科技大学机械工程学院，黑龙江哈尔滨150022)摘要：为探求不同类型镐型截齿破碎煤岩侧向载荷分布规律，实现低能耗、高效破碎煤岩，利用多截齿参数可调式旋转截割实验台，采用锐齿、棱齿和钝齿分别开展破碎煤岩测试实验研究，应用概率论与数理统计分析方法，给出不同类型截齿破碎煤岩侧向载荷的分布特性。结果表明：在实验研究范围内，三种截齿侧向载荷呈正负交替的变化趋势均较显著。棱齿侧向载荷负向波动较为明显。侧向载荷统计特征服从正态分布规律，分

2、布特点可表征煤岩体的崩落状况。关键词：镐型截齿；旋转截割；侧向载荷；分布特性中图分类号：TD421．61文献标识码：A文章编号：1001—0874(2014)05—0014—04StudyofBit’SLateralLoadDistributionCharacteristicofCrushingCoalRockLiuChunsheng，RenChunping，WangQinghua(SchoolofMechanicalEngineering，HeilongjiangUniversityofScienceandTechn

3、ology，Harbin150022，China)Abstract：Inordertoinvestigatethedistributionlawoflateralloadofdifferentsharppointedbitsforrealizinglow—energyconsumptionandhigh—efficientbreakingofcoalrock，theexperimentalstudyiscarriedoutonamulti．bitparameter—adjustablerotarycuttingtest

4、bedwithsharp，edgedandobtusebits．ThedistributioncharacteristicoflateralloadforvariousbitsiSderivedfromtheprobabilitytheoryandmathematicalstatisticsanalysis．Theresultsshowthatintherangeofstudythelateralloadofsharp，edgedandobtusebitsappearsobvioustrendofalternating

5、positiveandnegative．Thenegativevariationofedgedbit’Slateralloadisclearer．Thestatisticalfeaturesofthelateralloadaccordwithnormaldistributionlaw，anditsdistributioncharacteristicmayrepresentthecavingsituationofcoalrock．Keywords：sharppointedbit；rotarycutting；lateral

6、load；distributioncharacteristic0引言截齿破碎煤岩载荷谱蕴含丰富信息，已进行过大量研究。N．GunesYilmaz等利用多元线性回归方法对刀型截齿截割力进行研究，得出了截割力与煤岩的强度、切削厚度、截齿宽度、煤岩崩落角的关系[1]。V．B．Achanti等开展截齿截割煤岩的实验研究，分析了截割力与截齿间距、切削厚度的关系心j。李晓豁研究了截齿截割力与截齿几何参数、运动参数的关联∞J。刘送永得出不同截齿的齿尖夹角、合*国家自然科学基金项目(51274091)；研究生创新科研项目(YJSCX2

7、013-001HKJ)金头大小与截齿截割载荷的关系服从指数分布的结论HJ。刘春生用三种不同的叠加算法，建立了单截齿平面破碎煤岩载荷与多截齿截割载荷的关联模型，并给出了截齿旋转和平面破碎煤岩载荷谱重构的算法¨’6J。徐志鹏等通过实验研究，探讨了截齿负载特性规律"．8J。但对侧向载荷的研究都还不够完善。笔者利用多截齿参数可调旋转截割实验台开展实验研究，探索截齿破碎煤岩侧向载荷的分布特点及统计特征。1截齿侧向实验载荷谱1．1旋转截割实验台旋转截割实验台(图1)主要由截割电动机、减2014年第5期煤矿机电·15·速器、联轴器、

8、转速转矩传感器、截割轴、滑环、截割机构、测力装置、截割台架、液压泵站、电控箱、模拟煤壁及液压缸等构成。截割电动机经联轴器和减速器与输入轴相连，输出轴通过联轴器与截割轴联接，驱动截割机构旋转，由变频器无级调整截割速度。辅助传动部分模拟采煤机工作时的牵引进给。图1旋转截割实验台1．2实验结果实验用的截齿分别为锐齿、硬质合金头带棱的棱齿