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` 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙
編號(hào)：
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文翻譯
（譯文）
學(xué) 院： 國(guó)防生學(xué)院
專(zhuān) 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué)生姓名： 鄭 波
學(xué) 號(hào)： 1000110532
指導(dǎo)教師單位： 機(jī)電工程學(xué)院
姓 名： 郭中玲
職 稱(chēng)： 高級(jí)工程師
2014年 1 月 12 日
切削刃的幾何形狀，工件的硬度的影響，進(jìn)給速度和切削速度對(duì)表面粗糙度和力量完成硬化AISI H13鋼的車(chē)削
Tugrul Ozel津，港許，埃羅爾Zeren
工業(yè)及系統(tǒng)工程羅格斯，新澤西州立大學(xué)，新澤西州08854美國(guó)
摘要
在這項(xiàng)研究中，切削刃的幾何形狀，工件的硬度的影響，實(shí)驗(yàn)研究了進(jìn)給速度和切削速度對(duì)表面粗糙度和在完成硬車(chē)削AISI H13鋼合力。準(zhǔn)備在立方氮化硼鋼筋插入兩個(gè)不同的亞硝酸鹽，通過(guò)硬化采用AISI H 13進(jìn)行研究。四個(gè)因素（硬度，邊緣幾何，進(jìn)給率和切削速度），兩級(jí)分?jǐn)?shù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和方差計(jì)算。在硬車(chē)削實(shí)驗(yàn)中，三面組成部分作用力的工具加工和粗糙度的變化。這項(xiàng)研究表明，影響工件的硬度，切削刃的幾何形狀，進(jìn)給率和切削速度對(duì)表面粗糙度有明顯差異性。進(jìn)給速度的切割速度和效果的兩個(gè)因素相互作用的邊緣幾何形狀和工件硬度，邊緣幾何形狀和進(jìn)給速度顯得很重要。尤其是小邊半徑，降低工件表面硬度可導(dǎo)致有更好的表面粗糙度。尖端的幾何形狀，工件硬度和切削速度被視為最具影響力的構(gòu)件。工件表面硬度較低、小半徑有較低的邊緣切向和徑向力。
1.簡(jiǎn)介
硬車(chē)削，加工硬化45-70 HRC通常在有色金屬零件，可進(jìn)行干聚晶立方氮化硼（PCBN刀具，CBN刀具常用）在文獻(xiàn)[1-8]廣泛報(bào)道。研究結(jié)果在有關(guān)文獻(xiàn)的鋸齒形切屑的形成以與工藝特點(diǎn)和切削的切屑形狀硬車(chē)削[ 19 ]中的穩(wěn)定性機(jī)制。其他有關(guān)成分的研究，溫度和CBN刀具1,8,20,21,22,28 ]和[影響工作的材料特性的磨損特性，刀具的幾何形狀和切削條件對(duì)表面完整性的完成加工的零件[ 23 ]表明，硬車(chē)削的挑戰(zhàn)和識(shí)別各種工藝，設(shè)備和工裝的相關(guān)因素影響表面質(zhì)量，刀具壽命和生產(chǎn)率。通過(guò)文獻(xiàn)回顧，影響力，刀具磨損/故障和粗糙度和完整的成品的表面，在硬車(chē)削用CBN刀具和它們的相互影響與圖1所示的圖表說(shuō)明。在本圖中，以上參數(shù)水平虛線為因素或輸入到硬車(chē)削過(guò)程，他們只能選擇在開(kāi)始的時(shí)候，除了刀具振動(dòng)。所有其他參數(shù)，位于下面的虛線，認(rèn)為是性能的措施或輸出的硬車(chē)削過(guò)程。的文獻(xiàn)回顧顯示，在圖表中，幾乎所有的因素，給出了硬車(chē)削工藝性能的影響。這些因素可分為如下：
1.1 刀具幾何形狀和材料特性
選擇CBN刀具硬車(chē)削刀具幾何參數(shù)是要慎重考慮設(shè)計(jì)要求。CBN刀具的韌性比其他常見(jiàn)的刀具材料低，因此切削更有可能[ 2 ]。因此，刀尖半徑和適當(dāng)?shù)倪吘壷苽涫翘岣咔邢魅械膹?qiáng)度，達(dá)到良好的表面特性對(duì)加工的金屬部件[ 23 ]必不可少。立方氮化硼刀具設(shè)計(jì)的硬車(chē)削特征負(fù)前角的幾何形狀和邊界的制備（斜面或骨，或兩者）。制備的邊緣設(shè)計(jì)規(guī)范往往是經(jīng)過(guò)廣泛的實(shí)驗(yàn)確定。圖2顯示了邊緣CBN刀具普通制劑的類(lèi)型。根據(jù)最近的研究，這是顯而易見(jiàn)的，對(duì)表面質(zhì)量的邊緣的幾何效應(yīng)顯著[ 23 ]。
圖1 .一個(gè)因素流程圖的切削關(guān)系
泰勒等人[ 24，25 ]的切削刃的幾何形狀和工件的硬度實(shí)驗(yàn)表明，在完成硬車(chē)削AISI 52100鋼的殘余應(yīng)力影響的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果。他們表示，這兩個(gè)因素是顯著的完成硬表面完整性轉(zhuǎn)向組件。具體地說(shuō)，他們指出大磨練半徑工具產(chǎn)生更多的壓應(yīng)力，但也留下“白層”。?采爾[ 26 ]研究了應(yīng)力和溫度的發(fā)展通過(guò)有限元模擬硬車(chē)削在CBN刀具刃的幾何形狀的影響。Chou等人。[ 28 ]實(shí)驗(yàn)研究了影響CBN含量對(duì)表面質(zhì)量和刀具磨損的硬化AISI 52100鋼工具。本文的研究結(jié)論表明，低含量CBN工具產(chǎn)生的高含量CBN刀具和切削深度更好的表面粗糙度對(duì)刀具磨損率的影響較小。
圖2.預(yù)置型號(hào)的邊緣CBN刀具
1.2 工件硬度
由于在性質(zhì)上的變化對(duì)硬工件材料,基本的剪切過(guò)程,形成不同的硬車(chē)削芯片[5]。先前的研究表明,工件硬度的方方面面有深遠(yuǎn)的影響CBN刀具的性能并完成的加工面。已有許多科學(xué)家(23)和泰勒等科學(xué)家[25]研究了工件硬度的影響對(duì)殘余應(yīng)力。在最近的一項(xiàng)研究中,郭和劉[27]研究了材料的性能對(duì)硬AISI 52100軸承鋼使用溫度控制拉伸試驗(yàn)和正交切削試驗(yàn),論證了硬度材料的性能在很大程度上影響了占流動(dòng)應(yīng)力性質(zhì)的巨大變化。
1.3切削速度、進(jìn)給速率和切削深度
CBN刀具性能的高度依賴(lài)切割條件即切削速度、切削率和切削深度。尤其是切削速度、切削深度明顯影響刀具壽命。提高切削速度、切削深度導(dǎo)致切削區(qū)溫度的增加。自從CBN是在高溫陶瓷材料,化學(xué)因素就變成了一個(gè)領(lǐng)先的磨損機(jī)理和切削刃經(jīng)常加速減弱,導(dǎo)致早產(chǎn)(切削刀具的失效),即邊緣破損的刀具。此外,泰勒注意到當(dāng)進(jìn)給量增加時(shí),殘余應(yīng)力的變化,從抗壓抗拉。
1.4表面完整性，殘余應(yīng)力和刀具磨損
一般來(lái)說(shuō),殘余應(yīng)力作為工件硬度變得更加壓的增加而增加。而成,其硬度和韌性CBN刀具降低和減少立方氮化硼含量[8]。由于陶瓷黏結(jié)相,CBN-L工具會(huì)有較低的導(dǎo)熱系數(shù),進(jìn)而導(dǎo)致在逐漸升高的氣溫中切削刃的硬轉(zhuǎn)彎。據(jù)巴拉什[9]報(bào)道,CBN-L工具比較適合完成的車(chē)削加工淬硬鋼。在低切削速度、刀具壽命的CBN-L優(yōu)于CBN-H,而在較高的切削速度,相反的意見(jiàn)是正確的,并且也表面粗糙度是較不有利的工具在使用CBN-H[28]。泰勒?qǐng)?bào)道說(shuō),所產(chǎn)生的殘余應(yīng)力大邊緣磨練工具通常更抗壓比邊緣應(yīng)力產(chǎn)生的小工具,他們也離開(kāi)磨礪白層。此外,邊緣幾何的影響中起重要作用,工件的熱塑性變形?？夏岣駡?bào)道,增加進(jìn)給量提高抗壓殘余應(yīng)力最大,加深影響區(qū)。也有人認(rèn)為,不宜在條款的槽的表面光潔度相比可磨練或銳利的邊緣。
以全面提升效率,努力完成車(chē)削是有必要的,它擁有一個(gè)完整的過(guò)程的理解。為了達(dá)到這一目的,大量的研究工作被執(zhí)行了,為了定量研究了切削過(guò)程的影響參數(shù),各種硬表面質(zhì)量。為了更深地理解的硬車(chē)削過(guò)程中就有必要了解影響的每一個(gè)對(duì)這些變量的,而且兩者的互動(dòng)。它是不可能找到了所有的變量,將影響表面質(zhì)量在努力完成轉(zhuǎn)彎。此外,它是昂貴耗時(shí)的,就能分辨好歹了每一個(gè)變量的影響輸出。
2. 實(shí)驗(yàn)過(guò)程
2.1 工件材料
工件材料應(yīng)用于該研究是AISI H13鋼高溫作業(yè)工具,它主要用于高需求的工具。圓筒狀的AISI H13標(biāo)本利用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了直徑1.25英寸和長(zhǎng)度的2英尺。在實(shí)驗(yàn)室對(duì)標(biāo)本進(jìn)行熱處理(through-hardened)在工廠內(nèi)的熱處理設(shè)備,才能取得預(yù)期地硬度值50-55的硬度。然而,隨后硬度測(cè)試技術(shù)采用羅克韋爾型硬度計(jì)未來(lái)顯示實(shí)際的硬度是工作51.3±1.0mm的每個(gè)標(biāo)本和54.7±0.5mm。今后,硬度值的均值被定義為測(cè)量工件硬度。
2.2 工裝和邊緣的幾何形狀
CBN嵌入由兩個(gè)完全不同的代表類(lèi)型的邊緣的準(zhǔn)備工作進(jìn)行了調(diào)查,在本研究中。準(zhǔn)備工作包括:這些邊緣(一)”chamfered”(T-land)邊緣和b)項(xiàng)“磨練出來(lái)的“邊緣如圖所示的量程。TNM-433固體頂部插入(立方氮化硼超性能研磨機(jī),GE BZN 8100年級(jí))插入被用于肯納DTGNR-124B右手工具與00 - 50領(lǐng)先,權(quán)利人耙角度。chamfered磨練和幾何測(cè)量插入邊緣與3次重復(fù),協(xié)調(diào)測(cè)量?jī)x采用高精密touch-trigger探針。為磨練出來(lái)的插入,平均半徑1050±4.0μm被發(fā)現(xiàn)。Chamfered插入邊緣被發(fā)現(xiàn)擁有200幾何角度和±0.03槽槽寬度0.1mm,使用相同的器具和3次重復(fù),并被報(bào)導(dǎo)近于等效半徑±101.6磨礪5.1μm
2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
一個(gè)四因素——兩級(jí)階乘設(shè)計(jì)是用來(lái)確定的影響工件幾何形狀、切削刃的硬度、進(jìn)給速率及切削速度對(duì)表面粗糙度和內(nèi)力在努力完成的車(chē)削加工AISI H 13鋼。因素水平的因素進(jìn)行了綜述,如表1。這些因素水平的結(jié)果在整整16個(gè)獨(dú)特的因素水平組合。16次重復(fù)的各因素水平組合進(jìn)行了導(dǎo)致共256個(gè)測(cè)試。每個(gè)復(fù)制代表25.4毫米切割長(zhǎng)度在軸向方向。響應(yīng)變量的工件表面粗糙度和切削力等。
進(jìn)行了縱向轉(zhuǎn)動(dòng)剛體,高精度的數(shù)控車(chē)床(Romi世紀(jì)35E)以一種恒定的切削深度在0.254mm。酒吧里曾被關(guān)押在機(jī)器零件用彈簧夾頭,并最大限度地減少到最低精疲力盡的剛性。切的長(zhǎng)度是25.4毫米每次試驗(yàn)在軸向力的方向。由于可用性約束的條件下,每個(gè)插入被用于一個(gè)因素水平組合,其中包括16次重復(fù)。(一共有三個(gè)磨練和三槽被插入選項(xiàng))。以這樣的方式每個(gè)邊的準(zhǔn)備工作都遵守同樣的測(cè)試數(shù)量和相同的軸向長(zhǎng)度的傷口。最后,表面粗糙度和刀具磨損量的測(cè)量進(jìn)行了203.2當(dāng)切割長(zhǎng)度達(dá)到毫米(8英寸)和406.4mm(16英寸)過(guò)程中各因素水平組合。表面粗糙度是用測(cè)Taylor-Habson Surtronic 3 +表面形貌劑三豐SJ-digital分析儀,用了一種痕跡表面的長(zhǎng)度,切斷長(zhǎng)度48mm的0.8mm。表面粗糙度值都被記錄在8等間隔各地每個(gè)25.4mm圓周邊緣的距離來(lái)獲得統(tǒng)計(jì)上有意義的數(shù)據(jù)樣本對(duì)每一個(gè)因素水平組合。CBN被插入使用tool-maker顯微鏡檢查來(lái)衡量側(cè)面磨損深度和探測(cè)不良特征的邊緣上,刀具的切削過(guò)程中斷努力完成。
2.4 切削力的測(cè)量
切削力等的測(cè)功器的炮塔9121磁碟片通過(guò)為客戶量身定制的數(shù)控車(chē)床Kistler 9121炮塔適配器(類(lèi)型),為創(chuàng)造一個(gè)非常硬toolholder工裝夾具。產(chǎn)生的電荷信號(hào)放大測(cè)功機(jī)是使用沖鋒放大器(Kistler類(lèi)型5814B1)。放大信號(hào)的獲取、采樣數(shù)據(jù)采集的PCMCIA卡的利用和Kistler軟件在筆記型電腦上DyanoWare在2000年取樣頻率的每通道。時(shí)序型材獲取力數(shù)據(jù)顯示,切削力是相對(duì)穩(wěn)定的長(zhǎng)度切割和因素如振動(dòng)和主軸擺動(dòng)的危險(xiǎn)是可以忽略的。三個(gè)主要的部分schematically合力被顯示在圖3。
圖3 cutting-force元件測(cè)量
3. 結(jié)果和討論
分析變行進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著趨勢(shì)識(shí)別測(cè)量表面粗糙度和切削力數(shù)據(jù)。分析了單獨(dú)進(jìn)行方差分析Ra表面粗糙度值并為每個(gè)組成部分(即軸向切削力飼料)徑向(推力),及切向(切削)的力量。另外,相應(yīng)的情節(jié)顯著因子變行分析建立了各分析。這類(lèi)情節(jié)元素提供了較為深入的分析的重要因素與表面粗糙度、切削力等在努力完成轉(zhuǎn)彎H13鋼使用chamfered AISI并磨礪了CBN插入。
3.1 方差分析結(jié)果
方差分析表Ra表面粗糙度參數(shù)給在表2。除了自由度(DF),均方(MS)和F值(F)表所顯示的P-values交往(P2)各因素水平和互動(dòng)。一個(gè)低的跡象,表明了一個(gè)P-value統(tǒng)計(jì)significange為來(lái)源的反應(yīng)。表2表明主要影響的邊緣幾何、切削速度、進(jìn)給速率之間的相互作用,除了硬度及硬度,邊緣喂入幾何、切削速度、切削速度之間的相互作用具有重要意義和喂入表面粗糙度。進(jìn)給量是占優(yōu)勢(shì)的參數(shù)與之關(guān)聯(lián)的表面粗糙度。這是被期望的,因?yàn)楸娝苤?理論表面粗糙度的主要是功能的飼料對(duì)一個(gè)給定的鼻子,不同半徑的平方喂入[8]。
通常的徑向力最大,切向力和軸向(中間)力量是最小的努力完成轉(zhuǎn)彎。一般來(lái)說(shuō),組件都是影響切削力和切削速度、進(jìn)給速率邊緣幾何。表3 - 5是方差分析表對(duì)應(yīng)于徑向速度、軸向力(喂)及切向零件的切削力,分別。這些數(shù)據(jù)表的主要效果表明,工件硬度、邊緣提取幾何、切削速度、進(jìn)給速率(除了軸向力)都明顯有管轄權(quán)的力量在徑向、軸向和切向的方向。
表3顯示的主要影響的邊緣幾何、切削速度、硬度和幾何學(xué)之間的相互作用關(guān)系及硬度,邊緣切削速度、進(jìn)給速率方面,也是非常重要的力量在軸向(進(jìn)給)方向。軸向力并沒(méi)有太大的影響在喂入量變化。
表4顯示的主要影響的邊緣幾何、切削速度、硬度之間的相互作用關(guān)系,只有幾何學(xué)和切削速度、邊緣進(jìn)給方面,也是非常重要的力量在干熄爐徑向方向上。
表5的主要效果表明,邊緣幾何、切削速度、硬度、飼料以及幾何只之間的相互作用關(guān)系及硬度,邊緣切削速度、進(jìn)給速率方面,也是非常重要的力量在切線方向。
3.2 進(jìn)給效果和邊準(zhǔn)備表面粗糙度
圖形的表面粗糙度參數(shù)圖中顯示的是數(shù)字4和5。這些數(shù)字說(shuō)明已經(jīng)建成的主要作用和喂入邊緣的幾何參數(shù)對(duì)工件表面粗糙度。摘要在前人分析的基礎(chǔ)上,主要影響幾何之間的互動(dòng)和喂入邊緣被發(fā)現(xiàn)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的表面粗糙度拉。圖4顯示的效果和進(jìn)給邊緣的幾何參數(shù)對(duì)表面粗糙度54.7,切削速度200米/分鐘,切割長(zhǎng)度的406.4mm。圖5顯示的效果和進(jìn)給邊緣的幾何參數(shù)Ra表面粗糙度以切削速度的工作51.3 100米/分鐘,切割長(zhǎng)度的25.4mm。
圖4 切削刃幾何形狀、進(jìn)給速率對(duì)表面粗糙度的影響（高水平)。
圖5 切削刃幾何效應(yīng)和速度對(duì)表面粗糙度的影響（低濃度)
這兩個(gè)數(shù)字顯示,所有的準(zhǔn)備工作已經(jīng)蒙羞受辱邊緣以最低的進(jìn)給速率(0.05mm/min)。然而,大型的邊緣半徑導(dǎo)致更好的表面粗糙度和切割速度較高硬度時(shí)被選中,則相反,當(dāng)硬度低切削速度的選擇。最后,但應(yīng)該注意的是,由于飼料的主要作用是隨手顯然在每個(gè)邊的準(zhǔn)備。具體來(lái)說(shuō),表面粗糙度隨著喂入量增加的時(shí)候,表面粗糙度是成正比的平方的進(jìn)給速率。
3.3 邊緣效應(yīng)的表面硬度和表面粗糙度的準(zhǔn)備
圖6構(gòu)造的影響以說(shuō)明該方法的主要優(yōu)勢(shì)和表面硬度的幾何參數(shù)對(duì)工件表面粗糙度以切削速度200m/min,喂入0.2mm/啟和切割長(zhǎng)度406.4mm。摘要在前人分析的基礎(chǔ)上,主要作用之間的互動(dòng)和工件邊緣幾何表面硬度在統(tǒng)計(jì)上是顯著增加表面粗糙度Ra參數(shù)。這個(gè)圖展示了那個(gè)小邊半徑和較低的工件表面硬度導(dǎo)致更好的表面粗糙度。
圖6 切削刃幾何效應(yīng)和硬度對(duì)表面粗糙度
3.4 表面硬度和邊緣切向的效果,承受徑向載荷和軸向(進(jìn)給)的力量
原力的元件作為圖的功能和工件表面硬度邊緣幾何。7 - 9中顯示的是無(wú)花果。這些數(shù)字表明,工件幾何形狀和更高chamfered邊緣表面硬度導(dǎo)致更高的切向和徑向力,而不是在軸向(進(jìn)給)的力量。此外,小磨練半徑邊緣幾何導(dǎo)致更高的力量在軸向(進(jìn)給)方向。
圖7幾何形狀和表面切削刃的硬度對(duì)切向力的影響
圖8 切削刃幾何效應(yīng)和表面硬度對(duì)徑向力的影響
圖9:幾何形狀和表面切削刃的硬度對(duì)軸向力的影響
3.5 切削速度、切向力在切削刃幾何上的影響
圖10是取得的主要作用來(lái)說(shuō)明邊緣的幾何和切削速度參數(shù)對(duì)切向力。摘要在前人分析,其主要影響之緣的幾何和切割速度對(duì)切向力有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。圖10顯示高切削速度和更小的邊緣切向力導(dǎo)致低半徑。
3.6 切削速度、進(jìn)給速率在切向力的影響
圖11進(jìn)行說(shuō)明的主要影響切削速度、進(jìn)給速率參數(shù)對(duì)切向力。摘要在前人分析的交互作用對(duì)切削速度、進(jìn)給速率對(duì)切向力有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。圖11顯示低切削速度、進(jìn)給速率較低導(dǎo)致較低的切向力。
圖10 切削速度、切削刃幾何上的切向力的影響
圖11切削速度、進(jìn)給速率切向力的影響
4 結(jié)論
在這項(xiàng)研究中,一個(gè)詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)研究基礎(chǔ)上,給出了制備的影響工件幾何形狀、切削刃的表面硬度和切削條件對(duì)工件表面粗糙度和切削力等在努力完成的車(chē)削加工AISI H13鋼。結(jié)果表明,切削刃幾何形狀的影響,對(duì)工件表面粗糙度是相當(dāng)顯著。受的切削力等切削條件的限制,而且也不僅與工件的切削刃幾何表面硬度。這一研究表明,工件硬度的影響,切削刃幾何、進(jìn)給速率及切削速度對(duì)表面粗糙度在統(tǒng)計(jì)上是顯著的。雙因素的交互作用的影響工件幾何形狀和邊緣的硬度、邊緣提取幾何和進(jìn)給速率和切削速度、進(jìn)給速率也似乎是很重要的。特別是,小邊半徑和較低的工件表面硬度導(dǎo)致更好的表面粗糙度。切削刃幾何參數(shù)、工件硬度和切削速度被發(fā)現(xiàn)是影響力量的部件。較低的工件的表面硬度和小邊半徑導(dǎo)致較低的切向和徑向的力量。
致 謝
感謝他們?cè)趨f(xié)助進(jìn)行實(shí)驗(yàn)約瑟夫利彭科特先生和塔拉特.Khaireddin。
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高生產(chǎn)率------一個(gè)關(guān)于采煤機(jī)切割序列的問(wèn)題
K.寧豪斯，A.K. Bayer & H上，亞琛技術(shù)大學(xué)，德國(guó)
摘要
最近，在地下長(zhǎng)壁采煤法的重點(diǎn)一直是增加安裝電機(jī)功率的采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)（AFC），更復(fù)雜的控制系統(tǒng)，支持長(zhǎng)臉的長(zhǎng)度，以降低成本，實(shí)現(xiàn)更高的生產(chǎn)率。這些努力已導(dǎo)致更高的輸出和前所未有的進(jìn)展率。走向“更大和更好的設(shè)備和布局方案，然而，正在迅速接近的技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)可行性的限制。為進(jìn)一步提高生產(chǎn)力，長(zhǎng)壁開(kāi)采程序組織變化看起來(lái)是唯一合理的答案。的最優(yōu)化的采煤機(jī)切割序列的利益，從而導(dǎo)致更好的性能，本文討論了。
1簡(jiǎn)介
傳統(tǒng)上，在地下長(zhǎng)壁采礦作業(yè)，采煤機(jī)切割序列使用下列二者之一：?jiǎn)蜗蚧螂p向循環(huán)。除了這兩種主要的方法，選擇挖掘周期也已開(kāi)發(fā)和地下硬煤礦世界各地的成功應(yīng)用。例如半網(wǎng)絡(luò)切割周期，必須在此上下文中提到的就是利用煤炭國(guó)際的二十英里，在科羅拉多州，美國(guó)，和MATLAB的南非短壁操作“最佳周期”。其他礦山還測(cè)試了相似但改進(jìn)切割導(dǎo)致改進(jìn)的輸出循環(huán)中，生產(chǎn)力的增長(zhǎng)高達(dá)40%的成績(jī)?nèi)缡钦J(rèn)為可能的改進(jìn)。
而上述礦山應(yīng)用的另一種切割方法根據(jù)自己的具體條件，如焊縫高度或使用的設(shè)備，本文系統(tǒng)在不同的廣義和計(jì)算方法。詳細(xì)描述每個(gè)切削技術(shù)開(kāi)采周期，包括生產(chǎn)性和非生產(chǎn)性的周期圖，隨之而來(lái)的將是一個(gè)簡(jiǎn)短的介紹進(jìn)行生產(chǎn)能力的計(jì)算和各系統(tǒng)的技術(shù)限制，綜述。定義了標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)備類(lèi)別的不同的焊縫的高度，在最合適和最有生產(chǎn)力的每類(lèi)采礦設(shè)備的選擇。除了對(duì)采煤機(jī)的技術(shù)參數(shù)和AFC，面的長(zhǎng)度和特異性切割煤能源模型中各高度級(jí)的主要變量。作為一個(gè)結(jié)果的能力的計(jì)算，不同的采煤機(jī)截割的方法可以在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的方式展示了每種方法的圖形相比，生產(chǎn)力。由于模型的一般特點(diǎn)，潛在的優(yōu)化（從切削循環(huán)的變化和生產(chǎn)力更高的采礦作業(yè)方面所帶來(lái)的好處）可以推導(dǎo)出。
2 采煤機(jī)切割序列的工藝
為什么不同的切割序列長(zhǎng)壁采煤法應(yīng)用問(wèn)題”？“必須有一個(gè)回答說(shuō)，在討論在操作程序等方面的顯著特點(diǎn)。的主要因素和原因或在特殊的切割方法是煤層的厚度和硬度的煤，煤層的巖土參數(shù)和煤礦放頂煤性質(zhì)的影響以及對(duì)工作面沉降，特別是長(zhǎng)的地質(zhì)背景。各礦區(qū)環(huán)境或序列的結(jié)果在不同的生產(chǎn)速率的應(yīng)用和因此工作面推進(jìn)速度。煤流到AFC的另一點(diǎn)是，就像在采煤機(jī)負(fù)載，特別是包括武器和應(yīng)力，對(duì)截齒的磨損。深入分析，選擇最適合的開(kāi)采周期是必要的；因此，一般的解決方案不能保證最佳的效率和生產(chǎn)力。
一個(gè)分類(lèi)的采煤機(jī)切割序列是由四個(gè)主要參數(shù)的實(shí)現(xiàn)。首先，一個(gè)可以獨(dú)立之間的挖掘方法，該煤礦在兩個(gè)方向–意義從頭部到擋板上返回運(yùn)行和或只在一個(gè)方向。其次，方式開(kāi)采順序與端面的情況，提前提取面線的切割網(wǎng)絡(luò)等效后，為每個(gè)單獨(dú)的方法的特征參數(shù)。NEC必要的行走距離在進(jìn)刀變化之間的序列，以及所需要的時(shí)間進(jìn)行這個(gè)任務(wù)。另一方面，定義的序列是網(wǎng)割煤比例每步。而傳統(tǒng)的完整的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，引進(jìn)現(xiàn)代AFC和車(chē)頂支架系統(tǒng)允許有效的操作用一半的網(wǎng)狀方法。第四參數(shù)識(shí)別的藝術(shù)采煤機(jī)切割序列的狀態(tài)是創(chuàng)造每跑開(kāi)。比其他部分或半開(kāi)放式的方法，如用于MATLAB的優(yōu)化周期”，切割高度等于完整的焊縫高度分別包括軟懸掛或下盤(pán)材料。
2.1雙方向的截割次序
在圖1中被描述的雙方向的截割次序, 是表示工作面二點(diǎn)之間的特點(diǎn)，在一個(gè)完全的截割操作周期中, 是在兩者的向前和返回期間是完成的。整個(gè)長(zhǎng)壁采煤法每個(gè)周期的完成等價(jià)于在網(wǎng)狀截割軌跡的一個(gè)巡回。滾筒的前端面截割煤層的頂部而滾筒的后端面截割煤層的下部，同時(shí)起到清除落煤的作用。這個(gè)切割的方法主要的缺點(diǎn)主要表現(xiàn)在截割時(shí)間和操作比較復(fù)雜。 因此，趨勢(shì)近幾年來(lái)要增加工作面的長(zhǎng)度以減少挖掘過(guò)程中的沖擊載荷和延長(zhǎng)截齒的壽命。
2.2單方向的截割次序
與雙方向的方法相反,在單向模型里截割采煤機(jī)截割是朝一個(gè)方向進(jìn)行的。 在回返行程中，地板煤是被采煤機(jī)底板它本身清理。截割運(yùn)動(dòng)在往返時(shí)被在工作面限制了操作運(yùn)動(dòng)推進(jìn)的速度。截割操作在工作面的開(kāi)頭部位,如圖1 b所示。因?yàn)榍懈顒?dòng)作只能是一個(gè)方向循環(huán)而使截割的工作效率低，它是單向截割次序的主要缺點(diǎn)。此外煤流可能是相當(dāng)不規(guī)則，它依賴(lài)于采煤機(jī)在截割周期中的位置。
2.3半滾筒截割次序
半滾筒截割的主要優(yōu)點(diǎn)是它減少采煤機(jī)在截割過(guò)程中的無(wú)效截割時(shí)間,造成高機(jī)器利用。如圖 2 所顯示的半滾筒截割次序處于工作面中間位置時(shí)，它與雙方向截割次序具有一致性。完整的滾筒在截割結(jié)束時(shí),藉由更快速地允許的較低速度在煤層的中間部位向兩個(gè)方向操作。除了實(shí)現(xiàn)較高的牽引速度，在甲板輸送機(jī)被的采煤機(jī)雙向循環(huán)的煤流而平衡。
2.4半開(kāi)口切割次序
這種方法的優(yōu)點(diǎn)更突出，它實(shí)際上是在二個(gè)方法中的提高和改進(jìn)。如圖2 b所示煤層的上端面和中間部分在向它的后端面時(shí)被截割。在回程底部的煤與自由的面和工作面的較小比例的來(lái)切斷煤層來(lái)一起截割；結(jié)果其牽引速度由于受到材料的切割能特性而限制。滾筒截割在煤層的中間部位不會(huì)產(chǎn)生無(wú)效的截割時(shí)間。類(lèi)似的回程后門(mén)工作面必須在進(jìn)入主工作面之前減小機(jī)身長(zhǎng)度。
3 生產(chǎn)能力計(jì)算
不同的采礦方法之間的生產(chǎn)力在理論上的做一個(gè)大體的比較, 因?yàn)樵谶@情況通過(guò)在不同的之間采煤機(jī)的截割周期,總是存在很多假定和技術(shù)上的以及地質(zhì)學(xué)的限制為基礎(chǔ)。因而，不能提供精確的結(jié)果,但是它為每個(gè)截割方法的分析確實(shí)提供了生產(chǎn)力的高低趨勢(shì)和某些參數(shù)。
該模型實(shí)用于煤層厚度在2 m 和 5 m 之間以50cm為一個(gè)等級(jí)的被稱(chēng)之為厚煤層的煤礦類(lèi)型,根據(jù)不同的等級(jí)選擇不同的設(shè)備，可以在市場(chǎng)上選擇最適合該等級(jí)開(kāi)采的設(shè)備。除了規(guī)范儀器之外，它假設(shè)煤層是平坦的且沒(méi)有波動(dòng)和地質(zhì)上的缺陷。在模型中，通風(fēng)和頂層支持系統(tǒng)不對(duì)生產(chǎn)超出限制。 既然這一個(gè)模型的目標(biāo)要實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的增加生產(chǎn)力，該計(jì)算是基于在沒(méi)有人工的操作干預(yù)的情況下一個(gè)完全自動(dòng)化的系統(tǒng)操作的工作面。制約牽引速度的唯一因素是甲板輸送機(jī),切割電動(dòng)機(jī)和牽引電動(dòng)機(jī)相互獨(dú)立。
通過(guò)比較四種截割次序的可變參數(shù) (除了煤層厚度) 煤截割的能耗和長(zhǎng)壁采煤法的工作面的長(zhǎng)度被降低。前者在0.2 到0.4，后者在100 m 和 400 m 之間每間隔50 m，因?yàn)樗鼈兪艿蕉喾矫娴囊蛩赜绊憽?在地理方面, 像舉例來(lái)說(shuō)墻壁崩落能力和缺陷,它限制煤層最大工作面長(zhǎng)度達(dá)到150 m, 像在南非和英國(guó)。 因?yàn)檫@一個(gè)原因,如此一項(xiàng)詳細(xì)長(zhǎng)壁采煤發(fā)的潛在可行性分析被認(rèn)識(shí)合理的。
煤層厚度
采煤機(jī)
截割電機(jī)
滾筒
直徑
SL
清理區(qū)
甲板輸送機(jī)
寬
輸送區(qū)
電動(dòng)機(jī)
2.0m
SL 300
2×480kW
1500mm
0.40
1332mm
0.67
3×800kW
2.5m
SL 300
2×480kW
1600mm
0.60
1332mm
0.67
3×800kW
3.0m
SL 300/
SL 500
2×480kW
2×750kW
1600mm
0.75
1332mm
0.67
3×800kW
3.5m
SL 300
2×750kW
2000mm
0.75
1332mm
0.67
3×1000kW
4.0m
SL 300
2×750kW
23mm
1.00
1532mm
0.87
3×1000kW
4.5m
SL 300
2×750kW
200mm
1.00
1532mm
0.87
3×1000kW
5.0m
SL 300
2×750kW
2700mm
1.00
1532mm
0.87
3×1000kW
5 結(jié)論
近幾年多的努力，已投入工作的操作的優(yōu)化來(lái)提高生產(chǎn)力和效率的n。在許多情況下，這些改進(jìn)的重點(diǎn)主要集中在設(shè)備，例如增加電機(jī)功率或更大尺寸的AFC的組織方面有時(shí)被忽視或不排在議程等高。在本文中，它已被證明，所選擇的采礦方法具有實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)力的顯著影響。
在一個(gè)理論模型四切割序列不同的煤層厚度，在特定的切割能量面長(zhǎng)度和煤的性質(zhì)已被相互比較。
各煤層或高度的類(lèi)定義的一組設(shè)備使用一致的約束。雖然每個(gè)煤礦都是獨(dú)特的，一些一般性的結(jié)論可以得出能力分析模型。該模型的半網(wǎng)絡(luò)加工順序約束下提供的所有分析方法遵循由半開(kāi)放模式的最高輸出。根據(jù)工作面長(zhǎng)度，雙向切割方法相比，在更高的生產(chǎn)力的單向順序。