由丰城矿务局坪湖矿,南京煤矿机修厂和上海煤矿机械研究所组成的“三结合”小组设计、试制和试验了液压传动煤巷掘进机(图1),煤炭工业部于1975年8月8日至12日在江西丰城矿务局召开鉴定会。

为增强截齿装配的可靠性和便利性,基于现有截割部件装配体系,设计出一种新型截割部件结构,即通过螺栓将齿座与夹板固定后焊接在旋挖机筒壁上。为研究该结构可行性,通过理论计算对螺栓连接进行校核后,对三个不同形式的截割部件开展现场试验和有限元分析,对比研究了试件失效情形、应力集中部位、螺栓应力峰值。结果证明试件失效情形为螺栓变形;有限元分析进一步论证了破坏原因是截割力对螺栓的剪切作用,后续应针对结构的抗剪切能力进行优化改进。

以滚筒式采煤机为研究对象,通过SolidWorks三维软件建立滚筒模型,使用ADAMS软件对截齿截割煤层进行受力分析,得到截齿所受煤层反作用力的三向阻力图,发现其受力波动性较大,为了解截齿详细的受力情况,将截齿的SolidWorks模型导入ANSYS软件中进行有限元分析,由截齿的总位移云图可知,截齿顶尖受力最大且变形最大,为优化截齿受力,以不同截齿安装角为研究参数,得出相对最优的截齿安装角。

掘进机是煤矿巷道掘进的主要设备，国内现有的掘进机主要依靠截齿截割，当煤岩硬度较大时，截割头振动剧烈，大大缩短了截齿的使用寿命。为了改善截割头的振动情况，在截割头上引入高压水射流辅助截齿截割，并对高压水射流掘进机截割头关键环节进行具体设计。研究发现，截割头上高压水射流配置方式包括四种：前置式、后置式、中心式和侧置式，其中应优先选择前置式，当水压达到40MPa时，截割头上一般可布置（5-15）个喷嘴，且优先布置在工作环境比较恶劣的球面与锥面的过渡位置。进行高压水射流掘进机截割头截割实验，研究表明所设计的截割头能有效降低截割头振动，当水压达到40MPa时，振幅平均值降低45．6％，且振动更加平稳。

为实现采煤机截割过程中截齿合金头失效形式的监测和识别,提出一种基于BP神经网络的多特征信号识别截齿合金头失效形式的方法.测试提取截割过程中合金头龟裂、合金头脱落、合金头崩刃和合金头严重磨损4种截齿x,y,z三个方向上的振动特征信号和截割电机电流特征信号,选取特征值信号的最大值、均值和方差作为特征样本对BP神经网络进行学习和训练,建立截齿合金头失效形式的识别模型,实现截割过程中截齿合金头失效形式在线监测与准确识别.实验结果表明,BP神经网络的判别结果和测试样本的实际失效类型相符,能够对截齿合金头失效形式进行准确识别,为实现采煤机截齿在线监测和失效形式识别提供新的方法和手段.

以不同硬度煤壁下截齿的强度为研究对象，针对掘进机截煤的真实载荷难以提取及负载特点不易规律化的问题，应用LS—DYNA建立了柔性截割头截齿的三维模型，应用光滑质点动力学原理构建煤壁的本构关系。通过对三种坚固性系数，煤壁下截齿截割过程进行模拟，得到掘进机截齿合金头处的应力动态数据及其统计数据。模拟结果显示：齿体合金头的应力集中现象较明显，当7〈f〈12时，应力峰值介于362-622MPa之间，符合强度特性，失效机理是疲劳失效；所得结论为研究截齿失效、增加其使用寿命提供了科学依据。

为了解决新型极薄煤层采煤机MG100-145-PFD在实验过程中出现的闷车问题,对螺旋滚筒的截齿排列模式进行了分析研究,在保证螺旋滚筒抛煤效果的同时,依据破煤理论,建立了采煤机截齿受力和截齿排列最佳截线矩的理论模型,重新优化设计了滚筒的截齿布置形式。通过实验得知,新设计的螺旋滚筒截齿布置合理,受力更均匀,很好地解决了采煤机滚筒闷车的问题。

截齿是采煤机上的一个重要配件,制造截齿的材料必须具有很高的力学性能（如红硬性、耐磨性、冲击韧性等）,文中通过对其制造工艺的分析、改进,大大提高了其使用寿命。