截齒作為采煤機、掘進機等關鍵采掘設備的核心部件,其性能優劣直接關系到生產效率、能耗水平以及整體運營成本。其中,截齒齒體形狀的設計,堪稱影響截割效能的關鍵變量。
常見的截齒齒體形狀多樣,各有千秋。鎬形截齒,外形類似鎬頭,刃部尖銳,呈圓錐狀或近似圓錐狀,頂部切削刃小巧,側面也具備切削能力。作業時,它主要依靠頂部刃頭沖擊破碎煤巖,切入能力出眾,在硬度較高的煤巖條件下,如采煤機截割高硬度煤層或夾矸層,能高效破碎煤巖,提升采煤效率。刀形截齒則以切削為主要破碎方式,切削刃與煤巖接觸面積大,在較低截割力下就能實現良好切割效果,適用于較軟且均質的煤巖地層。錐形截齒綜合了鎬形與刀形截齒的長處,既有沖擊破碎能力,又能借助錐形側面切削,在多種工況下都能發揮不錯的效能。
據專業人士介紹,齒體形狀對采掘的影響是全方位的。從截割效率來看,合理的齒體形狀可使截齒在工作時產生更大切削力,降低截割阻力,減少能量消耗,避免設備因截割力過大而劇烈振動,保障設備穩定運行與操作人員安全。在煤巖截割過程中,截齒齒體表面與煤巖頻繁摩擦、沖擊,極易磨損,此時齒體形狀設計就顯得尤為重要。優化齒體形狀,能夠減少應力集中,降低齒體表面磨損速度。例如山東艾德,通過對齒體形狀的精心優化,配合特殊表面處理工藝,極大提升了截齒的耐磨性。其自主研發的硬質合金冶金復合涂層工藝,讓截齒耐磨層內含有兩層硬質合金環帶,具備外韌內鋼的特性,使用效果可達同型號產品的 2 至 5 倍。不僅如此,艾德截齒選用高強度合金鋼作為齒體材料,經特殊熱處理工藝精細加工,使齒體強度與韌性達到絕佳平衡,在開采時能承受巨大沖擊力,有效規避齒體斷裂問題,在復雜工況下的耐用性有口皆碑。
隨著科技進步,借助建立截齒與煤巖相互作用的力學模型,模擬不同齒體形狀在截割時的受力、應力分布及截割效率,為形狀優化提供堅實理論依據。據了解,像艾德截齒的自旋翼設計,巧妙解決了截齒偏磨難題。同時,精準引導冷卻水至齒頭與齒座等關鍵部位,沖刷帶走熱量與碎屑,避免截齒因高溫、雜質受損,減少切割阻力與能量損耗,降低更換頻率,節約維護成本,大幅提高整體生產效率。
截齒齒體形狀設計融合了多學科知識,是個復雜過程。在實際礦山開采中,依據地質環境、工作條件精準選擇合適齒體形狀的截齒,對提升開采效率、控制成本意義重大。
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