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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： 國防生學(xué)院
專 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： 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表面粗糙度和力量完成硬化AISI H13鋼的車削
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
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表面粗糙度和在完成硬車削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.簡介
硬車削，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表面完整性的完成加工的零件[ 23 ]表明，硬車削的挑戰(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，在硬車削用CBN刀具和它們的相互影響與圖1所示的圖表說明。在本圖中，以上參數(shù)水平虛線為因素或輸入到硬車削過程，他們只能選擇在開始的時(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削過程。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刀具普通制劑的類型。根據(jù)最近的研究，這是顯而易見的，對表面質(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，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)展通過有限元模擬硬車削在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)上的變化對硬工件材料,基本的剪切過程,形成不同的硬車削芯片[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
一般來說,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]。泰勒報(bào)道說,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,努力完成車削是有必要的,它擁有一個(gè)完整的過程的理解。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削過程中就有必要了解影響的每一個(gè)對這些變量的,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英寸和長度的2英尺。在實(shí)驗(yàn)室對標(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,隨后硬度測試技術(shù)采用羅克韋爾型硬度計(jì)未來顯示實(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磨練和幾何測量插入邊緣與3次重復(fù),協(xié)調(diào)測量儀采用高精密touch-trigger探針。為磨練出來的插入,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表面粗糙度和內(nèi)力在努力完成的車削加工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)測試。每個(gè)復(fù)制代表25.4毫米切割長度在軸向方向。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試數(shù)量和相同的軸向長度的傷口。最后,表面粗糙度和刀具磨損量的測量進(jìn)行了203.2當(dāng)切割長度達(dá)到毫米(8英寸)和406.4mm(16英寸)過程中各因素水平組合。表面粗糙度是用測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度,切斷長度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圓周邊緣的距離來獲得統(tǒng)計(jì)上有意義的數(shù)據(jù)樣本對每一個(gè)因素水平組合。CBN被插入使用tool-maker顯微鏡檢查來衡量側(cè)面磨損深度和探測不良特征的邊緣上,刀具的切削過程中斷努力完成。
2.4 切削力的測量
切削力等的測功器的炮塔9121磁碟片通過為客戶量身定制的數(shù)控車床Kistler 9121炮塔適配器(類型),為創(chuàng)造一個(gè)非常硬toolholder工裝夾具。產(chǎn)生的電荷信號(hào)放大測功機(jī)是使用沖鋒放大器(Kistler類型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,切削力是相對穩(wěn)定的長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)上的顯著趨勢識(shí)別測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。一般來說,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)字說明已經(jīng)建成的主要作用和喂入邊緣的幾何參數(shù)對工件表面粗糙度。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)對表面粗糙度54.7,切削速度200米/分鐘,切割長度的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,切割長度的25.4mm。
圖4 切削刃幾何形狀、進(jìn)給速率對表面粗糙度的影響（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。具體來說,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)造的影響以說明該方法的主要優(yōu)勢和表面硬度的幾何參數(shù)對工件表面粗糙度以切削速度200m/min,喂入0.2mm/啟和切割長度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切向力的影響
圖8 切削刃幾何效應(yīng)和表面硬度對徑向力的影響
圖9:幾何形狀和表面切削刃的硬度對軸向力的影響
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說明邊緣的幾何和切削速度參數(shù)對切向力。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)行說明的主要影響切削速度、進(jìn)給速率參數(shù)對切向力。摘要在前人分析的交互作用對切削速度、進(jìn)給速率對切向力有統(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工件表面粗糙度和切削力等在努力完成的車削加工AISI H13鋼。結(jié)果表明,切削刃幾何形狀的影響,對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
感謝他們在協(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)切割序列的問題
K.寧豪斯，A.K. Bayer & H上，亞琛技術(shù)大學(xué)，德國
摘要
最近，在地下長壁采煤法的重點(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)，支持長臉的長度，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，長壁開采程序組織變化看起來是唯一合理的答案。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簡介
傳統(tǒng)上，在地下長壁采礦作業(yè)，采煤機(jī)切割序列使用下列二者之一：單向或雙向循環(huán)。除了這兩種主要的方法，選擇挖掘周期也已開發(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際的二十英里，在科羅拉多州，美國，和MATLAB的南非短壁操作“最佳周期”。其他礦山還測試了相似但改進(jìn)切割導(dǎo)致改進(jìn)的輸出循環(huán)中，生產(chǎn)力的增長高達(dá)40%的成績?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)開采周期，包括生產(chǎn)性和非生產(chǎn)性的周期圖，隨之而來的將是一個(gè)簡短的介紹進(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)備類別的不同的焊縫的高度，在最合適和最有生產(chǎn)力的每類采礦設(shè)備的選擇。除了對采煤機(jī)的技術(shù)參數(shù)和AFC，面的長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壁采煤法應(yīng)用問題”？“必須有一個(gè)回答說，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)的影響以及對工作面沉降，特別是長的地質(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，對截齒的磨損。深入分析，選擇最適合的開采周期是必要的；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。比其他部分或半開放式的方法，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，趨勢近幾年來要增加工作面的長度以減少挖掘過程中的沖擊載荷和延長截齒的壽命。
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)在截割過程中的無效截割時(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切斷煤層來一起截割；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)生無效的截割時(shí)間。類似的回程后門工作面必須在進(jìn)入主工作面之前減小機(jī)身長度。
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)的被稱之為厚煤層的煤礦類型,根據(jù)不同的等級(jí)選擇不同的設(shè)備，可以在市場上選擇最適合該等級(jí)開采的設(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) 煤截割的能耗和長壁采煤法的工作面的長度被降低。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, 像舉例來說墻壁崩落能力和缺陷,它限制煤層最大工作面長度達(dá)到150 m, 像在南非和英國。 因?yàn)檫@一個(gè)原因,如此一項(xiàng)詳細(xì)長壁采煤發(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度和煤的性質(zhì)已被相互比較。
各煤層或高度的類定義的一組設(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放模式的最高輸出。根據(jù)工作面長度，雙向切割方法相比，在更高的生產(chǎn)力的單向順序。