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摘要：简单介绍截割滚筒及截齿座的结构特点，说明截齿座孔内径的磨损超差情况，分析
其原因，提出改进措施。
关键词：截齿座、内径、过煤量、受力分析、配合、磨损、改进。
中图分类号：TH117
一﹑前言：
截齿是采煤机截割滚筒的核心零件，它的质量﹑使用寿命决定着工作面的采煤量。截齿座是决定截齿使用寿命的关键因素，而在实践使用中往往因齿座孔内径磨损超差而缩短了截齿的使用寿命，影响了正常生产和采煤量。 因此从齿座的受力﹑排列、焊接角度、材质及齿座与齿套的配合性质等方面进行分析是很有必要的。
二﹑截割滚筒的结构特点：
sl500长臂采煤机截割滚筒是由筒形筒毂、蝶形端盘、四头螺旋叶片、镐形截齿、截齿座、内喷雾装置等组成。 四头螺旋叶片一方面加大螺旋升角，提高装煤效率。另一方面便于采用四头一线二齿的棋盘式截齿配置。此截割滚筒的端盘截齿有8-12个、叶片截齿有60-61个。
截齿座总成是由齿座、齿套、外卡簧（9）、卡套式卡簧（8）、镐形截齿及喷雾嘴组成。镐形截齿在齿套内能自由转动，目的是使截齿磨损均匀、提高寿命.齿套与齿座采用过渡配合并有卡槽及外卡簧（9）将其定位，是为了保护齿座孔内表面不致磨损，同时便于更换磨损后的齿套。但是在实际使用及返厂大修中齿座孔内表面磨损超差尤为严重，未达到其设计效果。
三、齿座孔内径磨损超差损坏情况：
分别对过煤量为265万吨入厂抢修和过煤量为523万吨入厂大修的40个齿座抽检。
通过以上数据比较得出：
过煤量为200～300万吨时，70%的齿座孔内径均磨损超差，需更换，经测量分析得知这些齿座与齿套属于过渡配合；30%的齿座可继续使用，经测量分析属于过盈配合。
过煤量超过500万吨时，95%的齿座孔内径均磨损超差，需更换，经测量分析得知这些齿座与齿套属于过渡配合，增大了维修工作量和维修成本；5%的齿座可继续使用，属于过盈配合。
四、原因分析∶
（一）、齿座受力分析
截齿安装于齿套内于螺旋滚筒回转且自转，因此受力状态比较复杂。 就单个截齿座受力分析而言 所受到的力有：沿滚筒进给方向v的进给力Y、側向力x1﹑x2和截割阻力z，同时它们也存在一定的比例分配关系，即y=（0.5～0.8）z x=（0.1～0.2）z
截割阻力：z=Ah （N） 式中A-截割阻力系数 （平均值） N/㎜ h-切削深度 ㎜
推进阻力（进给阻力﹑牵引阻力）Y：Y=aZ （N） 式中a-极脆煤0.5，脆性煤0.6，韧性煤0.7.
比能耗H：H=W÷V=Zvp÷（360Svp∕1000）=2.78Z/S（kw﹒h/ ）
式中W-截割时所作的功，N.㎝； S-截割断面积，cm2；
V-被截割煤的体积，Μ3 ； vp-截割速度，m/s；
综上分析︰当切削深度h增大时， 被截割煤的体积V增大， 截割阻力Z则增大，比能耗H则减小.当煤质硬度a增大时， 进给阻力Y也随之增大.同时侧向力X随Z的增大而增大.而齿套是由齿座上的卡槽和卡簧限位固定（齿套与齿座采用过渡配合），因此截割阻力Z→截齿→齿套→齿座. 进给阻力Y→截齿→齿套→直接作用于齿座孔内壁. 侧向力（x1﹑x2 ）因x1≠x2所以仍有部分侧向力X（x1―x2或x2―x1）→截齿→齿套→直接作用于齿座孔内壁。
得出结论︰虽然截齿在自转减少了齿套和齿座孔的磨损，但是随着煤层煤质﹑截割深度﹑进给速度等因素的改变，截齿上所受的力也随之改变，这些力先作用于齿套后作用于齿座，最终加速齿座孔内壁的磨损.若齿套与齿座采用过盈配合后，这些力将直接作用于齿套孔内壁。
（二）﹑齿座的排列︰
见图2-1，该螺旋滚筒采用四头一线二齿的棋盘式截齿配置，它的截齿或一组截齿或成组截齿
以主切削刃相对被破碎面的方位和齿座的排列形成截槽.而且相邻截齿超前切出一前一后交错的截槽，切削断面较对称，自用面增多，截割阻力降低，截齿两侧的侧向力基本平衡且降低为最低.因此采用正确的齿座排列，一方面降低截割阻力﹑侧向力，另一方面降低比能耗﹑减少齿座孔内径的磨损。反之，则加速齿座孔内壁的磨损。
（三）﹑齿座的焊接角度：
见图2-2，截齿切入煤体主要靠切削刃和截角（也叫切削角，是截齿前刀面与齿尖运动轨迹切线之间的夹角）.通过大量试验镐形截齿圆锥角为75°﹑焊接角度为40°时，截角较小，阻力较小.截割阻力的合力大致沿截齿齿杆轴线传递至齿座，弯矩小﹑强度高.由此可见齿座的焊接角度对截齿及齿座的影响。所以采用精确定位的焊接角度，一方面减小截角，降低截割阻力﹑侧向力，另一方面降低比能耗﹑减少齿座孔内径的磨损。反之，则加速齿座孔内壁的磨损。
（四）﹑齿座的材质︰
该螺旋滚筒齿座的材质是42CrMo，此种钢材采用等温淬火工艺，以获得下贝氏体和马氏体的混合组织，使齿座具有高的强度和塑性，以提高冲击韧性﹑耐磨性和良好的焊接性能。因此正确合理地选用齿座的材质对提高齿座的使用寿命有重要意义。
（五）、齿座与齿套的配合性质：
对入厂大修的同一个滚筒，齿套与齿座采用过渡配合和过盈配合的20个齿座实测结果比较：
过渡配合齿座内孔 过盈配合齿座内孔
<孔径磨损超差，孔表面锈蚀粗糙，卡槽损坏变形> <孔径未超差，孔表面光洁度高，卡槽未損坏>
图4-2
由此得出结论：齿座孔内径均磨损超差的原因不仅与齿座的受力﹑排列、材质﹑角度有关，而且齿座与齿套的配合性质是影响sl500型长臂采煤机截割滚筒齿座孔内径磨损超差的主要原因。通过齿座磨孔内径损超差损坏情况和齿座与齿套的配合性质的分析可知采用过渡配合的齿座全部更换，采用过盈配合的齿座可继续使用。
五﹑改进︰
（一）、改变配合尺寸：将齿套与齿座的过渡配合改为过盈配合，即齿座孔内径为57.12/57.00（㎜） 齿套外径为
57.18/57.12（㎜）。
（二）、安装︰将齿套用液氮冷冻约3分钟迅速装入齿座孔内，待其解冻后安装卡簧。
（三）、拆卸︰拆掉卡簧，将甩锤螺栓的另一端与齿套焊接（因齿套孔内径由截齿的自转而磨损超差，达到报废标准.），用气焊中性焰将齿座加热使其热膨胀，甩动甩锤将齿套甩出。
若是在井下拆卸，因不可用气焊中性焰，可将甩锤螺栓的另一端加长约300 ㎜，用垫片﹑螺母将齿套夹紧，增大甩锤重量将齿套甩出。
六﹑结语︰
齿套与齿座的配合若采用过盈配合，齿座孔内径﹑齿座卡槽尺寸就能得到保证.不会因孔径磨损超差﹑卡槽损坏而更换齿座，降低了大修成本和维修工作量，提高了生产效率。使sl500型长臂采煤机截割滚筒得到进一步完善，为神东公司产煤量千万吨/年的递增作出了积极贡献。
其原因，提出改进措施。
关键词：截齿座、内径、过煤量、受力分析、配合、磨损、改进。
中图分类号：TH117
一﹑前言：
截齿是采煤机截割滚筒的核心零件，它的质量﹑使用寿命决定着工作面的采煤量。截齿座是决定截齿使用寿命的关键因素，而在实践使用中往往因齿座孔内径磨损超差而缩短了截齿的使用寿命，影响了正常生产和采煤量。 因此从齿座的受力﹑排列、焊接角度、材质及齿座与齿套的配合性质等方面进行分析是很有必要的。
二﹑截割滚筒的结构特点：
sl500长臂采煤机截割滚筒是由筒形筒毂、蝶形端盘、四头螺旋叶片、镐形截齿、截齿座、内喷雾装置等组成。 四头螺旋叶片一方面加大螺旋升角，提高装煤效率。另一方面便于采用四头一线二齿的棋盘式截齿配置。此截割滚筒的端盘截齿有8-12个、叶片截齿有60-61个。
截齿座总成是由齿座、齿套、外卡簧（9）、卡套式卡簧（8）、镐形截齿及喷雾嘴组成。镐形截齿在齿套内能自由转动，目的是使截齿磨损均匀、提高寿命.齿套与齿座采用过渡配合并有卡槽及外卡簧（9）将其定位，是为了保护齿座孔内表面不致磨损，同时便于更换磨损后的齿套。但是在实际使用及返厂大修中齿座孔内表面磨损超差尤为严重，未达到其设计效果。
三、齿座孔内径磨损超差损坏情况：
分别对过煤量为265万吨入厂抢修和过煤量为523万吨入厂大修的40个齿座抽检。
通过以上数据比较得出：
过煤量为200～300万吨时，70%的齿座孔内径均磨损超差，需更换，经测量分析得知这些齿座与齿套属于过渡配合；30%的齿座可继续使用，经测量分析属于过盈配合。
过煤量超过500万吨时，95%的齿座孔内径均磨损超差，需更换，经测量分析得知这些齿座与齿套属于过渡配合，增大了维修工作量和维修成本；5%的齿座可继续使用，属于过盈配合。
四、原因分析∶
（一）、齿座受力分析
截齿安装于齿套内于螺旋滚筒回转且自转，因此受力状态比较复杂。 就单个截齿座受力分析而言 所受到的力有：沿滚筒进给方向v的进给力Y、側向力x1﹑x2和截割阻力z，同时它们也存在一定的比例分配关系，即y=（0.5～0.8）z x=（0.1～0.2）z
截割阻力：z=Ah （N） 式中A-截割阻力系数 （平均值） N/㎜ h-切削深度 ㎜
推进阻力（进给阻力﹑牵引阻力）Y：Y=aZ （N） 式中a-极脆煤0.5，脆性煤0.6，韧性煤0.7.
比能耗H：H=W÷V=Zvp÷（360Svp∕1000）=2.78Z/S（kw﹒h/ ）
式中W-截割时所作的功，N.㎝； S-截割断面积，cm2；
V-被截割煤的体积，Μ3 ； vp-截割速度，m/s；
综上分析︰当切削深度h增大时， 被截割煤的体积V增大， 截割阻力Z则增大，比能耗H则减小.当煤质硬度a增大时， 进给阻力Y也随之增大.同时侧向力X随Z的增大而增大.而齿套是由齿座上的卡槽和卡簧限位固定（齿套与齿座采用过渡配合），因此截割阻力Z→截齿→齿套→齿座. 进给阻力Y→截齿→齿套→直接作用于齿座孔内壁. 侧向力（x1﹑x2 ）因x1≠x2所以仍有部分侧向力X（x1―x2或x2―x1）→截齿→齿套→直接作用于齿座孔内壁。
得出结论︰虽然截齿在自转减少了齿套和齿座孔的磨损，但是随着煤层煤质﹑截割深度﹑进给速度等因素的改变，截齿上所受的力也随之改变，这些力先作用于齿套后作用于齿座，最终加速齿座孔内壁的磨损.若齿套与齿座采用过盈配合后，这些力将直接作用于齿套孔内壁。
（二）﹑齿座的排列︰
见图2-1，该螺旋滚筒采用四头一线二齿的棋盘式截齿配置，它的截齿或一组截齿或成组截齿
以主切削刃相对被破碎面的方位和齿座的排列形成截槽.而且相邻截齿超前切出一前一后交错的截槽，切削断面较对称，自用面增多，截割阻力降低，截齿两侧的侧向力基本平衡且降低为最低.因此采用正确的齿座排列，一方面降低截割阻力﹑侧向力，另一方面降低比能耗﹑减少齿座孔内径的磨损。反之，则加速齿座孔内壁的磨损。
（三）﹑齿座的焊接角度：
见图2-2，截齿切入煤体主要靠切削刃和截角（也叫切削角，是截齿前刀面与齿尖运动轨迹切线之间的夹角）.通过大量试验镐形截齿圆锥角为75°﹑焊接角度为40°时，截角较小，阻力较小.截割阻力的合力大致沿截齿齿杆轴线传递至齿座，弯矩小﹑强度高.由此可见齿座的焊接角度对截齿及齿座的影响。所以采用精确定位的焊接角度，一方面减小截角，降低截割阻力﹑侧向力，另一方面降低比能耗﹑减少齿座孔内径的磨损。反之，则加速齿座孔内壁的磨损。
（四）﹑齿座的材质︰
该螺旋滚筒齿座的材质是42CrMo，此种钢材采用等温淬火工艺，以获得下贝氏体和马氏体的混合组织，使齿座具有高的强度和塑性，以提高冲击韧性﹑耐磨性和良好的焊接性能。因此正确合理地选用齿座的材质对提高齿座的使用寿命有重要意义。
（五）、齿座与齿套的配合性质：
对入厂大修的同一个滚筒，齿套与齿座采用过渡配合和过盈配合的20个齿座实测结果比较：
过渡配合齿座内孔 过盈配合齿座内孔
<孔径磨损超差，孔表面锈蚀粗糙，卡槽损坏变形> <孔径未超差，孔表面光洁度高，卡槽未損坏>
图4-2
由此得出结论：齿座孔内径均磨损超差的原因不仅与齿座的受力﹑排列、材质﹑角度有关，而且齿座与齿套的配合性质是影响sl500型长臂采煤机截割滚筒齿座孔内径磨损超差的主要原因。通过齿座磨孔内径损超差损坏情况和齿座与齿套的配合性质的分析可知采用过渡配合的齿座全部更换，采用过盈配合的齿座可继续使用。
五﹑改进︰
（一）、改变配合尺寸：将齿套与齿座的过渡配合改为过盈配合，即齿座孔内径为57.12/57.00（㎜） 齿套外径为
57.18/57.12（㎜）。
（二）、安装︰将齿套用液氮冷冻约3分钟迅速装入齿座孔内，待其解冻后安装卡簧。
（三）、拆卸︰拆掉卡簧，将甩锤螺栓的另一端与齿套焊接（因齿套孔内径由截齿的自转而磨损超差，达到报废标准.），用气焊中性焰将齿座加热使其热膨胀，甩动甩锤将齿套甩出。
若是在井下拆卸，因不可用气焊中性焰，可将甩锤螺栓的另一端加长约300 ㎜，用垫片﹑螺母将齿套夹紧，增大甩锤重量将齿套甩出。
六﹑结语︰
齿套与齿座的配合若采用过盈配合，齿座孔内径﹑齿座卡槽尺寸就能得到保证.不会因孔径磨损超差﹑卡槽损坏而更换齿座，降低了大修成本和维修工作量，提高了生产效率。使sl500型长臂采煤机截割滚筒得到进一步完善，为神东公司产煤量千万吨/年的递增作出了积极贡献。