难刨煤层刨刀可靠性与疲劳寿命研究 被引量：15

1

作者 赵丽娟 马联伟 +1 位作者 刘旭南 孙晓娜 《机械设计》 CSCD 北大核心 2013年第4期85-88,共4页

基于Pro/E,ADAMS,ANSYS,Matlab与nSoft构造联合仿真平台,建立了某滑行刨煤机刨头的刚柔耦合虚拟样机模型。通过对某难刨煤层赋存条件的研究,生成了实际工况下刨刀的三向力载荷文件。提出了减少煤脊残留的非对称方式布置的新型刨刀,并对... 基于Pro/E,ADAMS,ANSYS,Matlab与nSoft构造联合仿真平台,建立了某滑行刨煤机刨头的刚柔耦合虚拟样机模型。通过对某难刨煤层赋存条件的研究,生成了实际工况下刨刀的三向力载荷文件。提出了减少煤脊残留的非对称方式布置的新型刨刀,并对传统刨刀与新型刨刀在煤质韧性较高,煤层次生性裂隙极不发育的工况下所受的最大主应力与疲劳寿命进行了对比分析。结果表明:两种刨刀所受最大主应力基本相等,但传统刨刀在刨削难刨煤层过程中将随着煤脊的残留而无法继续工作,而以左右非对称方式布置的新型刨刀既消除了煤脊的残留,同时又提高了刨刀工作的可靠性、延长了刨刀使用寿命。 展开更多

关键词 滑行刨煤机 难刨煤层 新型刨刀 煤脊残留 可靠性 疲劳寿命

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不同刨削深度MK型刨刀强度与疲劳寿命研究 被引量：7

2

作者 李晓豁 黄志龙 +1 位作者 杜伟 刘述明 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期162-166,共5页

为了研究不同刨削深度下MK97-002型刨刀的强度和寿命特征,提出了一种实体模型刨刀刨削煤层过程的仿真方法。采用柔性体材料建立刨刀实体模型,根据无网格光滑质点动力学SPH理论、等向硬化理论、关联流动法则,构建煤层的本构模型,通过对... 为了研究不同刨削深度下MK97-002型刨刀的强度和寿命特征,提出了一种实体模型刨刀刨削煤层过程的仿真方法。采用柔性体材料建立刨刀实体模型,根据无网格光滑质点动力学SPH理论、等向硬化理论、关联流动法则,构建煤层的本构模型,通过对刨刀薄弱位置(刀体和硬质合金头连接处)3种刨削深度刨削过程的仿真,得出该位置的应力变化及其统计值;采用改进雨流法、线性Miner疲劳累积损伤模型对刨刀疲劳寿命进行预测。结果表明,刨刀的应力随刨削深度增加而增加;刨刀的强度接近许用值,其裕量很小;随刨削深度增加,刨刀的累积损伤增长,有效工作时间减少,疲劳寿命降低,刨刀损坏加剧;所得结论与实际情况相符。 展开更多

关键词 刨刀 疲劳寿命 刨削深度 光滑质点动力学 改进雨流法

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刨煤机刨刀破煤过程的数值模拟 被引量：21

3

作者 赵丽娟 何景强 李发泉 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期878-883,共6页

基于显式动力学软件ANSYS/LS-DYNA,对刨煤机两种典型结构的刨刀截割煤壁的过程进行了数值模拟,得到了刨刀的截槽形状、刨刀与煤壁的接触载荷谱及刨刀的应力应变等参数的时间历程曲线,为刨煤机载荷的获得提供了新的途径,避免了利用理论... 基于显式动力学软件ANSYS/LS-DYNA,对刨煤机两种典型结构的刨刀截割煤壁的过程进行了数值模拟,得到了刨刀的截槽形状、刨刀与煤壁的接触载荷谱及刨刀的应力应变等参数的时间历程曲线,为刨煤机载荷的获得提供了新的途径,避免了利用理论公式计算刨煤机系统的外载荷时各参数人为取值的误差,并分析了三向力载荷的频谱成分。研究了两种典型结构刨刀刨削煤壁时的载荷谱对刨煤机系统的影响,找到了两种刨刀的应力集中位置,讨论了两种刨刀的主要失效形式,为刨刀结构的优化设计提供了理论依据,并对应力集中位置结构进行了局部优化。优化后的刨刀应力分布均匀,力学性能得到显著改善,提高了刨刀的可靠性。 展开更多

关键词 刨煤机刨刀 破煤过程 刨煤机载荷 结构优化

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切削-犁削混合钻头设计及现场应用 被引量：22

4

作者 孙源秀 邹德永 +2 位作者 郭玉龙 陈修平 易杨 《石油钻采工艺》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期53-56,共4页

为解决常规PDC钻头在非均质硬地层使用寿命短、机械钻速低的问题,设计并加工了一种切削-犁削混合钻头。新型钻头以PDC复合片作为主要工作元件,以锥形PDC齿作为次要工作元件,形成混合切削结构,具有切削和犁削双重破岩作用,提高了PDC钻头... 为解决常规PDC钻头在非均质硬地层使用寿命短、机械钻速低的问题,设计并加工了一种切削-犁削混合钻头。新型钻头以PDC复合片作为主要工作元件,以锥形PDC齿作为次要工作元件,形成混合切削结构,具有切削和犁削双重破岩作用,提高了PDC钻头在非均质性硬地层中的抗冲击性能和破岩效率。现场试验表明,切削-犁削混合钻头机械钻速对比常规PDC钻头提高了57.6%,钻头进尺对比常规PDC钻头提高了91.6%,取得了非常好的使用效果。新型PDC钻头具有机械钻速高、寿命长、进尺多等特点,对加快油田勘探开发速度、降低钻井成本有积极的意义。 展开更多

关键词 切削-犁削混合钻头 锥形PDC齿 结构设计 机械钻速 现场试验

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MK97-002型刨刀刨削能力的仿真研究 被引量：2

5

作者 李晓豁 黄志龙 +1 位作者 何洋 李婷 《福州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期222-225,共4页

为研究MK97-002型刨刀的损坏原因,解决该型刨刀对不同硬度(用坚固性系数f表示)煤层的适应性,采用柔性体材料建立刨刀实体模型.根据无网格光滑质点动力学SPH理论构建煤层的本构模型,通过对刨刀刨削不同硬度煤层时刨刀薄弱位置(刀体和硬... 为研究MK97-002型刨刀的损坏原因,解决该型刨刀对不同硬度(用坚固性系数f表示)煤层的适应性,采用柔性体材料建立刨刀实体模型.根据无网格光滑质点动力学SPH理论构建煤层的本构模型,通过对刨刀刨削不同硬度煤层时刨刀薄弱位置(刀体和硬质合金头连接处)的仿真,得出其应力变化及统计值.结果表明,刨刀应力随煤的硬度增加而加大,对于f=5的煤层,刨刀的最大应力为304 MPa,其应力接近焊缝材料的极限应力,满足强度要求,所以该刨刀适于刨削f≤5的煤层,其损坏是由疲劳破坏造成的.所得结论与实际情况相符,为确定刨刀的刨削能力并正确选用提供依据. 展开更多

关键词 刨煤机 刨刀 刨削能力 光滑质点动力学 仿真

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刨煤机刨刀三向载荷的模拟分析 被引量：17

6

作者 李晓豁 《黑龙江科技学院学报》 CAS 2005年第6期349-351,共3页

刨刀是刨煤机直接落煤的工具,其工作载荷是刨头和刨煤机设计的依据,为获得合理的刨刀参数,在确定了刨刀三向载荷计算方法的基础上,建立了刨刀三向力计算模型,利用计算机模拟手段,分析其三向载荷的特征,研究了刨刀间距、宽度、截深、截... 刨刀是刨煤机直接落煤的工具,其工作载荷是刨头和刨煤机设计的依据,为获得合理的刨刀参数,在确定了刨刀三向载荷计算方法的基础上,建立了刨刀三向力计算模型,利用计算机模拟手段,分析其三向载荷的特征,研究了刨刀间距、宽度、截深、截角、槽形以及煤质因素对刨刀载荷的影响,得到了刨刀三向载荷特征,为确定刨头的参数和设计高质量刨煤机提供了理论依据。 展开更多

关键词 刨煤机 刨刀 三向载荷 模拟

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基于LS-DYNA的偏置刨刀破煤过程仿真研究 被引量：2

7

作者 赵丽娟 王野 何景强 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2012年第12期71-75,共5页

以某型刨煤机为例,用偏置刨刀替代传统刨刀,基于显示动力学软件LS-DYNA对刨煤机截线距最大的两把偏置刨刀破岩过程进行了数值模拟,并在上行刨刀截割煤岩的基础上,结合实际工况模拟了下行刨刀的刨煤过程,研究了刨刀的三向载荷曲线,分析... 以某型刨煤机为例,用偏置刨刀替代传统刨刀,基于显示动力学软件LS-DYNA对刨煤机截线距最大的两把偏置刨刀破岩过程进行了数值模拟,并在上行刨刀截割煤岩的基础上,结合实际工况模拟了下行刨刀的刨煤过程,研究了刨刀的三向载荷曲线,分析了偏置刨刀破岩过程对残留煤脊量的影响,并对其强度进行了分析。分析结果对难刨煤层刨刀的优化设计和破煤过程的研究有重要参考价值。 展开更多

关键词 偏置刨刀 破煤过程 载荷 煤脊 ANSYS LS—DYNA

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刨煤机刨刀冲击动态响应仿真分析 被引量：1

8

作者 康晓敏 王伟超 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1472-1478,共7页

刨刀是刨煤机的关键零部件之一,是刨煤机直接接触煤岩的工作部分。刨刀刨煤时,由于煤层条件复杂恶劣,尤其是遇到硬质包裹体等坚硬矿物时,刨刀受力急剧增加。刨刀受到冲击,容易发生刀头脱落、刀身折断等故障,消耗量非常大。因此研究刨煤... 刨刀是刨煤机的关键零部件之一,是刨煤机直接接触煤岩的工作部分。刨刀刨煤时,由于煤层条件复杂恶劣,尤其是遇到硬质包裹体等坚硬矿物时,刨刀受力急剧增加。刨刀受到冲击,容易发生刀头脱落、刀身折断等故障,消耗量非常大。因此研究刨煤过程中刨刀受到冲击时的动态响应至关重要。采用有限元仿真分析方法,针对刨煤机刨刀受到冲击时的动态响应进行深入研究,为刨刀材料选择、刨刀结构设计与优化、提高刨刀可靠性以及合理选择刨削速度等刨煤机工况参数方面提供理论依据,对我国采煤机械设计以及煤炭行业的发展具有重要意义。 展开更多

关键词 刨煤机 刨刀 冲击 动态响应

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刨煤机刨刀在典型载荷作用下的变形及应力规律研究 被引量：3

9

作者 康晓敏 吕凤林 +2 位作者 邵佳伟 王子 李想 《机械设计》 CSCD 北大核心 2023年第3期90-101,共12页

刨煤机是薄煤层开采的主要机械,刨刀是刨煤机刨削煤的工具。由于煤层结构复杂多变,在刨削过程中刨刀会受到不同形式的载荷作用,这些载荷对刨刀的刨削性能和刨煤机生产率有着重要影响。文中选取恒定载荷、Normal分布的随机载荷、Γ(Gamma... 刨煤机是薄煤层开采的主要机械,刨刀是刨煤机刨削煤的工具。由于煤层结构复杂多变,在刨削过程中刨刀会受到不同形式的载荷作用,这些载荷对刨刀的刨削性能和刨煤机生产率有着重要影响。文中选取恒定载荷、Normal分布的随机载荷、Γ(Gamma)分布的随机载荷、冲击载荷4种典型载荷及实验测试载荷。基于破煤理论,对单把刨刀进行受力分析。基于ANSYS Workbench对典型载荷及实验载荷作用下的刨刀应力和变形规律进行研究。基于小波能量谱对等效应力信号进行能量谱分析。结果表明:当刨刀受到的载荷为恒定载荷、Normal分布的随机载荷和冲击载荷时刨削阻力(均值)增大确定的倍数,其最大变形量及受到的最大等效应力也会增大相应的倍数;实验测试载荷与Γ(Gamma)分布的随机载荷不会增大相应的倍数。刨刀变形量及所受等效应力的变化趋势与刨削阻力变化趋势一致;刀头部位变形最大且最大等效应力出现在刀头与刀身的连接处及刀身与底座连接处,等效应力信号的能量主要集中在0~1.562 5Hz的较低频带中,实验测试载荷时能量主要集中在0~3.875 Hz。对刨刀在典型载荷和实验测试载荷作用下的变形、应力及应力信号能量分布的规律研究,为刨刀的结构设计及优化,刨刀的破坏和可靠性分析,提高刨刀刨削性能和刨煤机工作效率等提供了理论依据。 展开更多

关键词 刨煤机 刨刀 载荷 变形

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调位式小型开沟犁的研制 被引量：2

10

作者 刘文顺 苏德利 张力 《焦作大学学报》 2011年第3期103-105,共3页

开沟犁常用于开垦荒地、改造农田、植树造林、修建沟渠的基本建设中,但存在犁体过大、消耗能源多、适用单一、耕作易打乱土层等问题。为此,研发出新型调位式小型开沟犁,它是拖拉机悬挂牵引的深耕机具。调位式小型开沟犁性能特点是一犁多... 开沟犁常用于开垦荒地、改造农田、植树造林、修建沟渠的基本建设中,但存在犁体过大、消耗能源多、适用单一、耕作易打乱土层等问题。为此,研发出新型调位式小型开沟犁,它是拖拉机悬挂牵引的深耕机具。调位式小型开沟犁性能特点是一犁多用,调位灵活,配备动力小,节省能源,制作简单,操作方便,可实现翻耕土层不乱的保护性作业。调位式小型开沟犁在研制过程中,应满足既安全可靠又经济实用的要求。文中提出拖拉机在满载低速下使机具作业不能破坏的设计理念,解决了开沟犁受力及强度分析的相关计算问题。 展开更多

关键词 农业机械 开沟犁 调位机构 强度分析

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基于LS-DYNA刨刀刨削煤岩的模拟研究 被引量：7

11

作者 郝志勇 毛君 《微计算机信息》 2011年第9期25-26,共2页

利用有限元分析软件LS-DYNA,建立刨煤机刨刀刨削煤层的三维模型,模拟刨刀刨削煤层的动态过程。研究中,获取了刨刀刨削阻力、应力分布等时间历程曲线,分析了刨刀不同刨削深度、刨刀间距和刨刀宽度对刨削能耗的影响。

关键词 刨煤机 刨刀 刨刀宽度 刨削能耗

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煤岩刨削中的刨刀受力有限元模拟研究 被引量：2

12

作者 郝志勇 毛君 《微计算机信息》 2011年第10期18-19,共2页

建立刨煤机刨刀刨削煤层的三维模型,利用有限元分析软件LS-DYNA,模拟刨刀刨削煤层的过程。通过研究,得到了刨削速度、刨刀刨削阻力等的时间历程曲线,分析了不同刨削深度、刨刀间距和刨刀宽度对刨削阻力的影响。

关键词 刨煤机 刨刀 刨削深度 刨削阻力

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难刨煤层刨刀可靠性与疲劳寿命研究

13

作者 王艳宜 《煤矿机械》 北大核心 2014年第10期52-54,共3页

针对现有难刨煤层的实际情况,使用ADAMS、MATLAB、ANSYS等仿真软件搭建了一套仿真平台,对滑行刨煤机的刨头建立刚柔结合虚拟样机仿真模型。并且对其仿真,生成三向力载荷仿真结果。在仿真结果基础上提出一种非对称方式布置的新型刨刀,将... 针对现有难刨煤层的实际情况,使用ADAMS、MATLAB、ANSYS等仿真软件搭建了一套仿真平台,对滑行刨煤机的刨头建立刚柔结合虚拟样机仿真模型。并且对其仿真,生成三向力载荷仿真结果。在仿真结果基础上提出一种非对称方式布置的新型刨刀,将该新型刨刀和传统刨刀在实际工况下进行疲劳寿命对比研究,研究结果表明,新型刨刀在实际工况下具有更长的使用寿命。 展开更多

关键词 难刨煤层 疲劳寿命 新型刨刀

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基于离散单元法的刨煤机刨削性能分析及试验研究 被引量：3

14

作者 田震 荆双喜 +2 位作者 赵丽娟 张建军 高珊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第10期261-268,共8页

为研究刨煤机的刨削性能,以BH38/2×400型刨煤机为研究对象,对其应用煤层煤样性质进行测定,确定出煤壁材料本征参数并构建出煤壁三维黏结接触模型。通过对刨煤机刨削过程进行数值模拟,得到刨削过程中刨头的受力信息、煤炭颗粒运动... 为研究刨煤机的刨削性能,以BH38/2×400型刨煤机为研究对象,对其应用煤层煤样性质进行测定,确定出煤壁材料本征参数并构建出煤壁三维黏结接触模型。通过对刨煤机刨削过程进行数值模拟,得到刨削过程中刨头的受力信息、煤炭颗粒运动规律以及刨削后煤壁表面残留状态,分析了不同刨削深度和刨速条件下刨刀受力的变化规律。研究结果表明:刨刀受力的线性累加使得刨头刨削阻力和煤壁挤压力较大,刨头受力接近高斯分布;刨削过程中刨削深度过大会造成能量积聚与释放急剧增加,刨削速度改变对刨刀受力影响较小。通过动力学仿真发现刨刀合金头镶嵌处和刀体背脊处的受力较为恶劣,刨刀前侧合金头位置出现严重的变形;对不同条件下刨煤机刨削过程进行了试验测试,测试得到刨刀三向力与仿真结果最大误差分别为7.21%,7.91%和9.41%,通过追踪刨刀的工作状态,发现刨刀损坏形式与仿真结果一致,验证了离散元数值模拟的准确性;研究结果为刨煤机刨削性能评价及其结构优化提供一种新的方法。 展开更多

关键词 离散单元法 接触模型 刨煤机 刨刀 刨削性能

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刨煤机刨刀三向力实验测试及理论公式修正

15

作者 杨辛未 毛君 +2 位作者 张瑜 陈洪月 宋秋爽 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2019年第12期1861-1867,共7页

为了研究刨煤机工作状态下刨刀载荷特性,根据刨煤机破煤理论,建立了刨煤机力学检测平台,研制了刨刀三向测力系统。以BH38/2×400型刨煤机作为研究载体,对刨煤机刨削煤岩进行了实验测试,得到了不同刨深、不同刨速条件下的刨刀三向力... 为了研究刨煤机工作状态下刨刀载荷特性,根据刨煤机破煤理论,建立了刨煤机力学检测平台,研制了刨刀三向测力系统。以BH38/2×400型刨煤机作为研究载体,对刨煤机刨削煤岩进行了实验测试,得到了不同刨深、不同刨速条件下的刨刀三向力测试结果,并将实验结果与理论计算结果进行了对比分析。研究结果表明:不同刨深条件下,实验所测得的三向力均值比理论计算值小,且三向力的实验值与理论计算比值在一定系数附近波动;不同刨速条件下,实验测得的三向力均值与理论计算值存在差异,且三向力实验值与理论计算比值呈一定倍数。 展开更多

关键词 刨刀 三向力 力学测试平台 测试方案

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刨煤机刨刀及牵引块的强度分析

16

作者 田震 赵丽娟 +2 位作者 高珊 张建军 张成光 《煤矿机械》 北大核心 2019年第2期76-79,共4页

为研究刨削过程中刨刀和牵引块的强度,基于刨刀及刨链的力学模型,结合煤层赋存条件,对刨煤机顶、底刀以及刨链的受力进行了计算。利用多软件建立刨煤机多体模型,通过对其顶、底刀以及牵引块进行动态仿真,得到了刨刀和牵引块的应力分布,... 为研究刨削过程中刨刀和牵引块的强度,基于刨刀及刨链的力学模型,结合煤层赋存条件,对刨煤机顶、底刀以及刨链的受力进行了计算。利用多软件建立刨煤机多体模型,通过对其顶、底刀以及牵引块进行动态仿真,得到了刨刀和牵引块的应力分布,其中刨刀与刀座拐角联接位置、牵引块底部矩形楔孔位置受力较大。根据仿真结果对刨刀和牵引块进行局部结构改进,改进后刨刀和牵引块的受力得到较大的改善。 展开更多

关键词 刨煤机 刨刀 牵引块 强度分析 结构改进

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基于犁切破岩的锥形金刚石切削齿钻头及其应用 被引量：2

17

作者 陈昱汐 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2016年第4期105-107,7,共3页

PDC钻头有着较高的钻进效率,但在非均质硬地层中应用时却存在寿命短、机械钻速低的问题。研究具有较高抗冲击强度和耐磨性的新型钻头来解决硬地层破岩效率,是当前国内外钻头厂商的一个研究热点。为此,在分析锥形切削齿破岩原理及其优势... PDC钻头有着较高的钻进效率,但在非均质硬地层中应用时却存在寿命短、机械钻速低的问题。研究具有较高抗冲击强度和耐磨性的新型钻头来解决硬地层破岩效率,是当前国内外钻头厂商的一个研究热点。为此,在分析锥形切削齿破岩原理及其优势基础上,详细介绍了近年研发的一种具有犁削破岩和剪切破岩双重切削作用的最新圆锥形金刚石元件CDE切削齿钻头。实钻试验表明,这种复合式锥形齿PDC钻头能够在极具挑战性的地层条件下延长钻进深度,提高机械钻速,极大地提高交互夹层、含燧石硬质研磨性地层、火山岩地层、地热井甚至有些认为采用PDC钻头无法钻进的地层中的钻进效率。 展开更多

关键词 锥形切削齿 犁削-切削双重破岩 性能优势 锥形切削齿钻头 研磨性硬地层 应用

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刨煤机刨刀刨削煤层动力学模拟研究

18

作者 郝志勇 毛君 《世界科技研究与发展》 CSCD 2012年第3期394-397,共4页

刨刀刨削煤壁的过程中,切削角和刨刀的宽度影响刨刀的受力。为了减小刨刀的受力及冲击,根据刨煤机的实际工况,建立刨煤机刨削煤层的三维模型,并运用Hypermesh和LS-DYNA分析单个刨刀刨削煤层的受力状态。对不同切削角的刨刀进行仿真分析... 刨刀刨削煤壁的过程中,切削角和刨刀的宽度影响刨刀的受力。为了减小刨刀的受力及冲击,根据刨煤机的实际工况,建立刨煤机刨削煤层的三维模型,并运用Hypermesh和LS-DYNA分析单个刨刀刨削煤层的受力状态。对不同切削角的刨刀进行仿真分析,结果表明:切削角为90°时,刨刀受力较大;切削角为70°时,刨刀受力较小。对不同宽度的刨刀进行仿真分析,结果表明:宽刨刀对煤层刨削区域影响大,刨削阻力较大,有利于刨削脆性煤层;窄刨刀对煤层的刨削区域影响小,刨削阻力小,有利于刨削粘性煤层。 展开更多

关键词 刨煤机 刨刀 切削角 刨刀宽度

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