设计了种用高压水射流控制水路，水射流辅助截齿破煤的滚筒结构。关键词水射流截齿喷嘴滚筒水射流采煤综述.高压水射流概述煤炭作为我国次能源的主体,它的持续稳定和协调发展,无疑具有重大意义。采掘机械的技术水平则是发展煤炭工业中的关键环节。加强采掘机械的科学技术研究工作是煤炭工业增产节约能源消耗保障工人安全高效率等方面的发展的重要技术手段。高压水射流技术是近几十年来逐渐发展起来的门新兴技术。它的应用发展日趋成熟和广泛。在这种形式下，人们试途将高压水射流技术应用于矿山机械中，特别是采掘机械中，已经取得初步成果。这必将推动煤炭工业的进步发展。高压水射流的基本原理是将具有定的压力水通过直径较小的喷嘴形成的射流，并将这股射流作为工具进行破碎切割和清洗等工作。般水压在以上，而喷嘴的直径仅在以下。这样形成的水射流具有极高的能量，从而具有很强的打击力。高压水射流系统般有如下几部分组成压力源喷嘴及其控制装置和连接它们的高压管以及其它。其附示意图如下图图中，低压泵产生的低压水在增压器中压力增大到指定压力值后，经过高压胶管的传送到喷嘴形成高压水射流。数控箱操作喷嘴移动，从而完成各种切割工作。切割后的废液经回收处理后排放。高压水射流在矿山机械中的应用，通过大量的实验和研究，已经取得了初步的成果。特别是在水射流和机械刀具联合切割破碎煤岩方面有深入研究。实验证明，水射流和机械刀具联合切割破碎煤岩比单纯采用机械刀具破碎，切割具有无可比拟的优点。是解决目前机械刀具采煤中所遇到的问题的有效尝试。.刀具采煤的弊端目前刀具采煤法面临的问题主要有以下几个方面。机械设备变得庞大而笨重。为了大幅度提高生产能力，采煤机的发展趋势是提高传动装置功率，从而使得机械设备越来越笨重。如型采煤机，其功率是，两个滚筒中心距离达,总重量为吨。不难想像，这么笨重的庞然大物在井下有限的空间里工作，对于巷道要求支护运输等方面影响是很大的。其次是截割阻力较大，机械的稳定性和传动零件强度储备下降，造成了维护和检修上的较大困难。消耗量上升。大多数工作面，即使在正常工作条件下，每采千吨煤消耗截齿达个，因此截齿不能及时更换，变钝了的截齿使采煤机比能耗上升，生产能力下降。机器动载荷加大，出现很高的事故率。劳动环境恶劣。机械刀具切割破碎煤炭，造成的矿尘污染十分严重。虽然采取了喷雾灭尘等措施，但其效果并不理想。井下工人的尘肺病发生率是比较高的。还可能造成的问题是，截齿摩擦生热引起燃烧或煤尘瓦斯等爆炸灾害也时有发生。以上几个问题在水射流和机械刀具联合切割破碎中，可以得到缓解。这在后面的还将提到。．采煤机设计参数及水射流的优点本毕业设计是将高压水射流应用于滚筒采煤机上，高压水射流引入到滚筒采煤机之上和截齿配合破碎煤层。如图所示喷嘴截齿座高压管图相位阀设计基本要求和参数喷嘴数个高压水射流压力喷嘴直径．采煤机型号型采煤机基本参数采高截深.滚筒直径.，.滚筒转速牵引速度牵引力装机功率机重．主要特征单滚筒，液压有链牵引。水射流采煤机具有以下优点由于水射流的辅助破碎作用，截齿受力可显著降低，因而降低了截割部的电机功率。般功率可降低，其生产能力可提高。射流对煤体的湿润和对截齿的冷却作用，极大地提高了截齿的使用寿命，以及采煤机的工作效率。射流具有明显的降尘作用，比喷雾灭尘等措施降尘效果要好得多，大大地改善了采煤工作面的环境。并且水射流还能抑制截齿切割时因夹矸而导致的产生火花现象。从而有利于安全生产。射流的辅助破碎作用避免了切割刀具对煤体的大量粉碎性破坏，从而大大提高了煤质的块度。这对企业的经济效益提高有很大意义。因为煤的块度越大，其销售价格越高。通常以下的粒径的碎煤占总量的，如果引入高压水射流进行联合破碎切割，可使之降到左右。以上是从优点方面说起，不过凡事有利必有弊。水射流技术应用于采煤机毕竟还处于起步阶段。很多问题急待解决。如高压管路的拖曳，高压旋转密封的耐压能力和使用寿命，比能耗较大等等。高压水射流技术的进步发展，必将使上述问题得到有效解决。从而使水射流技术更加广泛地应用于矿山机械领域，为我国煤炭工业现代化作出重要的贡献。水射流性能简介．非淹没式水射流这里简要介绍下采煤机上应用的非淹没连续式水射流性能。所谓非淹没式即指水射流在大气中工作，也称作气水两相射流。气水两相射流的水动力学结构如下图，气水两相射流有三个部分组成图喷嘴喷嘴内主流喷嘴内边界层射流初始段射流主体段正激波阵打击区卸载波阵膨胀区靶体Ⅰ部分是射流的上游，即喷嘴内部的流动Ⅱ部分是非淹没自由射流Ⅲ部分是射流在靶体表面上的流动图形。用以描述射流和靶体之间的相互作用。二下图是射流的水动力学结构。图.非淹没射流的动力特性水射流动压，是射流内单位体积的流体所携带的能量。它含有密度和速度两个参数，综合体现了射流速度衰减以及卷吸空气量的变化规律。动压是水射流最基本的也是最重要的参数。射流在喷嘴出口处的动压喷嘴出口和入口动压速度系数由上可知,由于水射流在喷嘴内部流动的能量损失使得喷嘴出口压力小于喷嘴入口压力。射流基本段上的动压分布由实验可以证明射流基本段上各截面的动压分布可用下式表示其规律ηη。式中上式也可以用于初始段之内，只是把核心段边界作为计算径向距离的起点即可。射流轴心动压的衰减射流轴心上的动压在核心段内保持不变，只是越过核心段以后才开始衰减。为了简化研究，般有以下五种假设不存在水射流卷吸作用引起的气水混合射流边界及截面上的静压为大气压射流在喷嘴处出口处为均匀流不存在影响射流的外力，重力忽略射流与周围气体之间不存在能量损失。根据上述理想假设，我们可以通过射流动量守恒来分析轴心上射流动压分布衰减规律，并可以求出初始段长度。在喷嘴出口处和基本段内各取截面分析，两截面处动量守恒。引入无量纲径向距离注射流直径离开喷嘴处距离系数，和喷嘴有关.则可得到射流初始段长度,揭示了水射流内在规律,简化了水射流特性研究.由以下诸式不难求出．射流参数与计算水力参数计算水力参数主要有驱动压力流量功率等等其中对任何水射流工艺系统来讲，合理地选择驱动压力是个关键性问题。当压力确定后，可以根据水力学公式计算其它的水力参数。般有射流驱动压力，喷嘴出口直径，喷嘴流量，射流功率,射流的初始速度，射流的反喷力可估算出来喷嘴出口截面积切割参数计算根据具体的射流工艺系统,有如下切割参数靶距指喷嘴出口截面到工件表面之间的垂直距离,通常由实验确定之。般不能使喷嘴离切割目标致太远。进给速度指喷嘴与工件之间的相对速度，喷嘴和工件切割目标之间的相对运动。般有平动转动摆动振动等等。般可直接测出或根据工作条件等计算出来。切深切宽指射流次切割工件的浸深或切割宽度，可以测出。射流打击力射流对工件的打击力，与靶距有关。破碎体积切割宽度,切深,进给速度,比能耗切割或破碎单位体积材料所消耗的能量。即比能是水射流工艺的综合质量指标。它反映了水射流系统的合理性及技术水平。根据以上公式，现将本设计有关计算列出水射流与机械刀具联合切割机理．联合切割机理原始采煤方法，是手工办法后来发展到炮采，随着技术进步提高，现在较普遍的是机械化采掘。用机械刀具破煤。如刨媒机，链式刀具的截煤机和滚筒采煤机等。又有液压支架等顶板支护设备和运煤装煤的刮板输送机等。总之，采煤工作面的综合机械化发展水平已经比较先进了。不过刀具采煤法所面临的问题是比较多的，这在第章已有表述。现在人们尝试用水射流和机械刀具联合破碎切割煤炭，已经取得初步成果。试验证明，高压水射流和机械刀具联合进行切割破碎煤岩等坚硬脆性材料的有效办法。岩石通常被认为是种具有微裂纹或不连续而构造特殊的物质。很容易受到缝隙水压力的影响。当具有高压力梯度的水流作用后，水会渗于孔隙之中而急剧影响到岩石的应力场，从而削弱岩石的强度。当高压水射流侵入刀具作用后产生的岩石裂纹后，射流的动压将转化为静压，使岩石裂纹扩展。因此这种作用不同于般水流的冲蚀作用，而直接与岩石抗拉强度建立函数关系。这样所需水射流压力很小。反之，如果单纯采用水射流切割破岩，往往耗能较大，不够经济。所以般采用水射流和机械刀具联合的办法．水射流和机械刀具联合两方法根据不同结合方式和各自特点，可分为两种办法水射流辅助截齿破碎法这种办法般是水射流和截齿之间有定距离。水射流破煤过程不受截齿影响，而截齿则是在水射流进行预切割之后，担当破煤的主要任务。水射流的功能仅仅是进行预切割，只为截齿破碎创造有利条件。如下图所示图喷嘴水射流切槽圆盘滚刀破碎块未完全扩展裂纹二水射流与截齿结合破碎法这种办法是水射流和截齿同时截割破碎煤层，两者般相距较近，在之内。两者的破碎溶为体。当截齿的作用使得微裂纹稳定扩展到宏观裂纹时，水射流抢先步进入裂纹，作用在裂纹内的静压力迫使裂纹撕开，煤岩得到破碎。由此可见，水射流作用已不是单纯怕预切割了，而是利用水楔作用，进步降低截齿切割阻力。水射流和截齿相互依赖，共同完成碎煤过程。这两种办法，从切割效果讲，后者要强。不过,结合破碎方法要求射流和刀具作用点很近,使得截齿,喷嘴设计比较困难.辅助法则比较简单,特别喷嘴数量要求可少些,这对于结构布置提供方便。因此本设计采用辅助破碎之法。．水射流与刀具联合破煤的特点高压水射流切割煤体的特点，特别是水射流与刀具联合破煤的特点可概括如下明显的降尘效果。高压水射流的降尘机理包括两个方面。方面是水射流对煤体的渗透湿润，减少了刀具截煤时粉尘生成量。另方面是水射流依靠扩散，反弹产生水雾，射流流量集中，压力高速度大，使截割区的相对湿度达到，这些水雾可捕捉空气中的粉尘。其次是截割阻力较大，机械的稳定性和传动零件强度储备下降，造成了维护和检修上的较大困难。消耗量上升。大多数工作面，即使在正常工作条件下，每采千吨煤消耗截齿达个，因此截齿不能及时更换，变钝了的截齿使采煤机比能耗上升，生产能力下降。机器动载荷加大，出现很高的事故率。劳动环境恶劣。机械刀具切割破碎煤炭，造成的矿尘污染十分严重。虽然采取了喷雾灭尘等措施，但其效果并不理想。井下工人的尘肺病发生率是比较高的。还可能造成的问题是，截齿摩擦生热引起燃烧或煤尘瓦斯等爆炸灾害也时有发生。以上几个问题在水射流和机械刀具联合切割破碎中，可以得到缓解。这在后面的还将提到。．采煤机设计参数及水射流的优点本毕业设计是将高压水射流应用于滚筒采煤机上，高压水射流引入到滚筒采煤机之上和截齿配合破碎煤层。如图所示喷嘴截齿座高压管图相位阀设计基本要求和参数喷嘴数个高压水射流压力喷嘴直径．采煤机型号型采煤机基本参数采高截深.滚筒直径.，.滚筒转速牵引速度牵引力装机功率机重．主要特征单滚筒，液压有链牵引。水射流采煤机具有以下优点由于水射流的辅助破碎作用，截齿受力可显著降低，因而降低了截割部的电机功率。般功率可降低，其生产能力可提高。射流对煤体的湿润和对截齿的冷却作用，极大地提高了截齿的使用寿命，以及采煤机的工作效率。,采煤,设计,毕业设计,全套,图纸摘要高压水射流技术是近三十年来发展起来的项新技术，在

（图纸） DY-150采煤机装配图.dwg

（其他） 目录.doc

（图纸） 设计图.dwg

（图纸） 旋转密封装置图.dwg

（论文） 正文.doc