[摘 要]掘进机是煤矿巷道开拓的主要设备，截割头作为掘进机上最重要的部件，它的工作情况直接影响掘进机的工作效率，针对目前掘进机截割头的旋向问题，作者进行了深入研究，提出，根据巷道的条件，选择截割头的旋向，
　　[关键词]掘进机，截割头，转向，仿真，截割工艺
　　中图分类号：U455.3+1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）12-0025-01
　　一、引言
　　掘进机时煤矿巷道开拓的主要设备，集截割、装运、除尘于一体，截割头的工作效率将会影响到巷道的施工进度，截割头是掘进机上，最重要的部件之一，按照截割头旋转轴线相对了截割臂轴线的位置关系，截割头可以分为横轴式和纵轴式，按照掘进机截割头的旋向主要分为左旋和右旋，目前国内掘进机主要采用右旋，其中IMM佳木斯煤矿机械有限公司、西安重装、石家庄煤机制造股份有限公司采用左旋截割头，进口掘进机主要采用右旋截割头，
　　目前，三一重装掘进机均采用右旋式截割头，使用具有自主知识产权的软件进行截齿排布，并对截齿受力，排布进行优化分析。
　　二、影响因素
　　由于煤的成因收到很多外部因素的影响，所以，在漫长的成煤过程中，煤炭的赋存条件千差万别。即使在同一块煤田中，由于巷道开拓方向的不同。煤及周围岩石的节理发育也是不同的，所以，掘进机截割头的设计选型上，主要的影响因素有一下有两个方面：
　　1、所施工巷道的地理走向
　　2、施工巷道岩石节理发育的走向
　　由于地球的自传轴线与轨道存在一个夹角，正是由于这个夹角的存在，地球上的物体，在运动中，都会受到地球偏向力的左右，赤道作为分界线，偏向力在南半球和北半球，方向相反。
　　岩石在经过长达万年的沉积、变质过程中。同时又受到地球偏向力作用的影响，各种性质的岩石在通过相互挤压，渗透，就形成了坚固的地壳岩石层，但是在两种不同性质的岩石层之间，连接时通过分子运动 ，即分子间的相互渗透作用，将两种不同性质的岩石粘接在一起，这层互相渗透的部分，就是岩石间相互作用力最小的部分。根据地球自转的偏向力，北半球岩石的走向大致可以分为如图1，2所示：
　　三、截割头转向研究
　　显然，两种岩石节理发育，使用同一旋向的截割头进行工作，势必造成，工作效率有高有低，为寻找截割头旋向与岩石节理发育之间的管理，作者对截割过程进行了分析
　　根据掘进机普遍采用右旋截割头，常用的截割顺序如图3所示：
　　这种切割顺序图是不区分岩石的节理发育方向的，如果根据具体的岩石节理发育方向。截割顺序图就变成如图4以下两种方式。
　　四、仿真分析
　　为进一步分析岩石的节理发育方向对截割的影响程度，作者对岩石局部做分析， 对同一节理发育方向，分别采用左旋和右旋截割，如图5，6，通过岩石的应力分布，探讨截割效率。
　　从煤岩受力分析可以得知，在两种岩石扩散区域内，能量波传递的速度最快，为证明上述观点，作者用ANSYS软件，对上述截割状态进行了仿真，为更加直观的显示出岩石的节理发育对截割的影响，图7中两个零件选用bonded的连接方式，两种颜色代表两种不同性质的岩石。
　　当连个部件选用No Sseparation 的连接方式時，通过在受力点施加应力，得到的应力图8，9如下：
　　应力沿两种物质的接触面传递的最远，相同应力岩接触面方向，应力半径最大。
　　五、结论
　　通过上述的仿真分析可以初步得出，岩石的节理发育和截割头的转向对截割效率有一定影响，如果采用正确的施工工艺，将会提供掘进机进尺速度，降低截齿的消耗。
　　作者简介
　　陈迪，男，1982年6月17日出生于辽宁省，2005年7月毕业于辽宁工程技术大学，机械设计制造及其自动化专业，本科学历。现任沈阳三一重型装备有限公司综掘研究院，机械工程师，从事硬岩掘进机产品研发工作。