碟盘刀具刀齿切削煤岩载荷特性深入探究与应用

本文主要探讨了碟盘刀具在切削煤岩过程中所承受的载荷特性，这是煤炭科技领域的重要研究课题，对于提高破碎效率和理解硬岩破碎机制具有重要意义。作者采用了碟盘刀具结构的简化处理方法，将单个刀齿作为研究的等效分析单元，以此为基础构建了载荷理论模型。在这个模型中，他们引入了等效切削厚度的概念，并给出了相应的计算算法，通过数值模拟、实验和理论分析相结合的方式，对刀齿在煤岩中的切削载荷进行了深入研究。 研究结果显示，刀齿在径向切削时，数值模拟、实验数据和理论预测的载荷曲线呈现出良好的一致性，这验证了刀齿径向切削煤岩力学模型的准确性。具体来说，理论径向载荷与实验的最大值和平均值相比，分别降低了5%和增加了14%。而在轴向载荷方面，理论值与实验均值相比，均值减少了19.5%，并且发现轴向载荷的方向会随着刀齿深入煤岩而发生变化，起初向下，完全楔入后转为向上。 此外，文章还对刀齿在轴向向上振动与径向复合切削条件下的载荷特性进行了比较，发现这种复合切削方式下，径向载荷的理论值比径向切削的实验均值减少了大约32%，而轴向载荷则减少了约27%。这项研究对于理解碟盘刀具如何有效地进行硬岩破碎提供了重要的技术参考，有助于改进现有的破碎设备设计，提升破碎效率和降低能耗。 关键词包括碟盘刀具、楔面角、复合运动、载荷特性以及理论模型，这些都聚焦于研究的核心内容。该研究成果不仅对煤炭行业的破碎工艺有直接影响，也为其他硬岩采矿和加工领域的优化设计提供了有价值的科学依据。整个研究过程严谨，数据处理详实，为今后进一步深入探索碟盘刀具在复杂地质条件下工作性能提供了坚实的基础。