摘 要：掘进机截割头是关键的部分，其与掘进机的工作效率存在直接的关系，目前，截割头在运行过程中，很容易出现磨损的情况，降低了掘进机的工作效率，特别是载割头、截齿位置，无法保障掘进机的工作效率，对截割头的使用形成一定的影响。因此，本文以掘进机为研究对象，分析截割头的改进设计，以便保护截割头的性能。
关键词：掘进机;截割头;改进
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.001
掘进机截割头的改进设计，是一项必然的工作，促使截割头更加适应掘进机的工作环境，解决存在的磨损问题。掘进机截割头的工作效率低，即会引起工作误差，促使截割头处于不良的状态，而截割头的改进设计，能够缓解截割头的缺陷，主要是确保截割头达到掘进机的规范标准，满足掘进机工作环境的要求。
1 掘进机截割头的问题分析
掘进机截割头在改进设计上存在一定的需求，结合掘进机截割头的应用，例举比较常见的问题，为改进设计提供相关的信息[1]。分析如：（1）截割头在掘进机工作的过程中，出现了偏磨的情况，尤其是截齿部分，磨损的情况十分明显，掘进的期间需要多次更换截齿，特殊情况下还会出现齿座补焊的问题;（2）截割头的尾部位置，磨损速度快，需采取定期维护的方式，防止尾部故障，保障截割头尾部的性能，以免影响掘进机的工作效率;（3）当掘进机的截割头达不到切入的标准性能时，即会引起过载停机的情况，多次发生停机对掘进机的破坏性比较大，表明截割头在切入方面的问题;（4）截割头的效率过低，导致掘进机在煤层切割的状态中，出现粉末状的煤岩，不能确保煤层掘进的质量。
2 掘进机截割头的改进设计
结合掘进机在煤层中的应用以及出现的问题，针对截割头提出有效的改进设计，目的是保障截割头的性能和质量，防止出现磨损类型的问题。
第一，研究煤岩层的实际条件，通过计算模拟的方法，适当调整截齿在截割头上的排列分布，选择恰当的角度，或者直接调整部分截齿的角度，保护截割头的截齿，降低磨损的程度，最大程度的提高掘进机的切割效率，保持均匀的分布状态[2]。截割头截齿的分布角度，必须按照岩层的实际情况进行改进设计，深化模拟验算方法的应用，为截割头提供优质的截齿服务。
第二，控制截割头的直径，掘进机模拟试验研究中，提出了减小截割头直径的方法，以此来减小截割头的扭矩，以截割电机的扭矩为标准，控制截割头，以免截割时存有停机的情况。截割头直径对掘进机工作状态的影响非常大，属于改进设计中的重点，考虑到掘进机的工作方式，应该准确的设计截割头的直径，加强扭矩的控制力度，确保掘进机处于高效率的截割状态。
第三，根据掘进机截割头的需求，改进截齿排序，在原有排序的基础上，增加顶头截齿的数量，用于优化截割头的切入性能，降低截割头受到磨损的力度，尽量消除尾部的磨损，保护掘进机截割头的尾部。此项改进项目中，存有一定的风险，其在改进设计截齿的排序时，注意切入性能的控制，根据切入性能，改进设计截齿的数量，全面保障截割头尾部的性能。
第四，改进设计掘进机截割头的性能。例如：某型号的截割头中，改进截齿的性能设计，选择进口合金，利用进口合金增加截割头的耐磨性能，延长截割头在掘进机中的使用寿命，而且试验证明，掘进机截割头使用的合金材料，耐磨性能要优于传统材料，截割头使用合金材料后，也要适度改进截齿的形状设计，按照岩层的状态，设计截齿形状，有利于提升截齿的切割效率，在防止出现磨损的情况下，提高截齿的耐磨性能，体现进口合金材料的优势和使用价值。
第五，煤岩对掘进机截割头的磨损性较大，根据磨损的情况改进设计截割头，可以在截割头的后方，加设耐磨板，耐磨板的数量设定以实际为主，辅助提高截割头的耐磨性能，削弱煤岩对掘进机的干扰，最主要的是保护截割头盘根的位置，缓解煤岩的磨损力度[3]。截割头改进后的参数参考值为：截齿数量=39、长度=1120mm、直径=1050mm。按照掘进机截割头的参考标准，落实改进设计的措施，维护截割头的工作效率，达到掘进机的耐磨标准。
3 掘进机截割头改进设计的效果
掘进机截割头改进设计后，应用到矿方实践中，通过实例分析改进设计的效果，表明改进设计的可实施性，一方面保护掘进机的截割头，另一方面准确的切割煤岩。例举掘进机截割头改进设计的效果，分析如下：
3.1 提高切割效率
掘进机截割头的改进设计中，逐渐适应岩层的环境，按照岩层的环境需求，设计截割头的改进方法，减小岩层对截割头的磨损程度，保障截割头处于高效率的操作状态，通过改进掘进机截割头，强化切入的性能，实践案例中证明，改进设计后的截割头，效率有明显的提升。
3.2 优化截割头性能
掘进机截割头改进后，大大提高了截割头的使用性能，最明显的是截割头的更换频率降低，使用的周期增加，与改进前相比，性能效果方面的优势很显著，磨损的效果低于改进前，表明截割头性能达到了优化的标准，体现出了改进设计的作用，为掘进机的截割头提供优质的保障。
3.3 降低磨损程度
掘进机截割头改进设计后，各个方面的磨损都降低到一定的标准，提升了耐磨的性能[4]。掘进机截割头改进设计的直接目的是降低磨损程度，防止掘进机操作的过程中出现严重的磨损，保护截割头的完整性。
4 结束语
掘进机截割头的影响因素很多，结合截割头的改进设计，优化其在掘进机中的应用，保障截割头具有精准的优势，规避潜在的风险隐患。掘进机截割头改进设计的过程中，改善了截割头的使用方式，根据掘进机的要求，优化了截割头的使用环境，更重要的是延长掘进机截割头的使用寿命，防止其在掘进的过程中发生性能问题。
参考文献：
[1]查太东，成文广.掘进机截割头的改进设计[J].煤矿机电，2010（06）：74-76.
[2]兰晓锋.EBZ-135型悬臂式掘进机截割头结构的改进[D].太原理工大学，2010.
[3]李军.部分断面横轴悬臂式掘进机截割头设计参数的验算与优化设计[D].吉林大学，2011.
[4]赵丽娟，刘宝国.掘进机截割头辅助设计软件的研究与开发[J].世界科技研究与发展，2010（05）：629-632.
作者简介：毕涛（1981-），男，吉林辽源人，本科，研究方向：掘进机设计。