采煤机截齿的设计原则旨在确保其在复杂多变的煤矿环境中高效、安全和可靠地工作。这些原则涵盖了材料选择、几何设计、力学性能以及适应性等多个方面，具体如下：
材料选择：
耐磨性和硬度：截齿必须采用高硬度和高耐磨性的材料，以应对煤炭和岩石的强烈磨损。常用的材料包括高强度合金钢，其表面或刀头部分通常镶嵌有硬质合金（如碳化钨、陶瓷金属），以增强切割性能。如山东都尔伯特采煤机截齿采用的是合金复合耐磨涂层，可截割150兆帕以上岩层，使用效果好。
韧性与抗冲击性：除了耐磨性，截齿还需要具备足够的韧性来抵抗在切割过程中产生的冲击负荷。这要求材料在保持硬度的同时，不能过于脆，以免在遇到较大阻力时断裂。
几何设计：
形状优化：截齿的几何形状直接影响到其切割效率和使用寿命。常见的截齿形状包括圆锥形、扁平形等，每种形状都有其特定的应用场景。例如，扁平形截齿适用于较软的煤层，而圆锥形截齿则更适合坚硬的岩层。
角度调整：截齿的角度设计（如前角、后角）对切割效果至关重要。合理的角度可以减少切割阻力，提高切割速度，并降低能量消耗。同时，适当的后角设计可以减少摩擦热，保护截齿免受过热损坏。
排列方式：截齿在滚筒上的排列方式也会影响采煤机的工作效率。科学的排列可以保证均匀的切割力分布，减少机器振动，延长设备寿命。
力学性能：
强度和稳定性：截齿必须能够承受工作过程中的各种应力，包括拉伸、压缩、弯曲和扭转等。为了确保截齿的强度和稳定性，设计师需要进行详细的力学分析，使用有限元分析等工具来模拟和优化截齿的结构。
抗疲劳性能：由于截齿长期处于交变载荷下工作，因此必须具有良好的抗疲劳性能。通过选用合适的材料和制造工艺，可以有效提升截齿的抗疲劳能力，延长其使用寿命。
适应性和可维护性：
地质适应性：不同的煤矿地质条件差异很大，截齿设计需要考虑到这一点，以便能够在各种环境中稳定工作。例如，在含水量较高的煤层中，截齿可能需要具备更好的防锈蚀性能；而在含有较多夹矸的煤层中，则需要更强的耐磨性。
易于更换和维护：为了减少停机时间，提高生产效率，截齿的设计应便于快速更换和维护。这可以通过简化安装结构、提供标准化的接口等方式实现。
环保和节能：
降低能耗：随着全球对节能减排的关注，截齿设计也需要考虑如何降低采煤机的能耗。优化的截齿设计可以减少不必要的能量损失，提高能源利用效率。
减少污染：在设计过程中，还应考虑截齿的使用对环境的影响，如减少粉尘产生、降低噪音等，以符合日益严格的环保标准。
综上所述，采煤机截齿的设计是一个多学科交叉的过程，涉及材料科学、机械工程、力学分析等多个领域。只有综合考虑上述各项原则，才能设计出既满足高性能要求又具备良好经济性和可靠性的截齿产品。