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本发明公开了一种用于采煤机割煤的截割链，由若干截割链单元组成，所述截割链单元包括链板(1)、履带板(2)和截割齿(3)，所述履带板(2)的上表面与下表面之间的角度范围为2°～15°，若干截割齿(3)纵向排列固定在履带板(2)的上表面，履带板(2)的下表面与链板(1)相连。倾斜式的截割链增加了截割过程中无围岩压力的工作面前部的崩裂效应，截割能耗比小于传统的固定圆柱面式截割滚筒的截割能耗比；同时倾斜式截割链利于破碎煤块的排出，使得链式截割部的装煤效果更好。

1.  一种用于采煤机割煤的截割链，由若干截割链单元组成，所述截割链单元包括链板(1)、履带板(2)和截割齿(3)，其特征在于，所述履带板(2)的上表面与下表面之间的角度范围为2°～15°，若干截割齿(3)纵向排列固定在履带板(2)的上表面，履带板(2)的下表面与链板(1)相连。

2.  根据权利要求1所述的用于采煤机割煤的截割链，其特征在于，履带板(2)的下表面固定两个相对设置的链板(1)，链板(1)两侧具有方向相反的台阶面，其中一个台阶面上设有外连接孔(1.1)，另一个台阶面上设有内连接孔(1.2)；每两个截割链单元之间通过链销(4)相连构成闭合式截割链，链板(1)的内连接孔与另一组链板的外连接孔相互拼接配合。

3.  根据权利要求1或2任一权利要求所述的用于采煤机割煤的截割链，其特征在于，倾斜式的履带板(2)具有三种型号，三种履带板(2)的上表面与下表面的倾斜角度分别设置为3°或6°或9°。

4.  根据权利要求1或2任一权利要求所述的用于采煤机割煤的截割链，其特征在于，截割齿(3)等间距的设置在履带板(2)的上表面。

5.  根据权利要求3所述的用于采煤机割煤的截割链，其特征在于，截割齿(3)等间距的设置在履带板(2)的上表面。

一种用于采煤机割煤的截割链
技术领域
本发明涉及一种采煤机，具体涉及一种用于采煤机割煤的截割链，属于煤矿设备技术领域。
背景技术
采煤机中的链式截割部采煤机主要由牵引部、行走部、截割部组成，其中截割部包括机身支架、截割链动力部、截割链三部分。截割链动力部安装在截割部前端的机梁上，截盘上装有截链，截割链在链轮的作用下链条绕截盘导向槽旋转，带动截齿破煤伸入煤壁内并截割煤炭，在牵引部的牵引作用下截割部沿煤壁、贴底板0.8-1.2米深度的底槽，掏槽后的煤层在岩压的作用下可自动落煤。采煤机截割部担负着截煤和装煤的任务，截割部的功率消耗占采煤机装机功率的80％-90％，并且承受着很大的负载及冲击载荷，因此，截割部需要具有较高的强度、刚度和可靠性，良好的润滑、密封、散热性和较高的传动效率等。
现有的采煤机截割链是由链板、销轴和截割齿组成，链板上固定有截割齿，若干链板通过销轴串联形成截割链，截割链在驱动齿轮的驱动下转动实现对煤壁的截割，截割时截割链上的所有截割齿形成一个截割面，完成割煤、破煤的工作，工作效率较低；所述截割链上的截割齿破煤时与煤体垂直接触，由于截割过程中靠近煤壁侧的截割齿围岩压力较大，因此截割阻力较大；且因截割齿受力不均，导致截割过程中截割齿的截割能耗不均，加快了截割齿的损耗；链板上表面平直，导致无法自动落煤装煤，需装煤辅助装置。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种用于采煤机割煤的截割链，可以利用截割过程中无围岩压力的工作面前部的崩裂效应进行割煤，且各截割齿受力更加均匀，同时可以提高截割过程中的截割效率和装煤效率。
为了实现上述目的所采用的技术方案：一种用于采煤机割煤的截割链，由若干截割链单元组成，所述截割链单元包括链板、履带板和截割齿，所述履带板的上表面与下表面之间的角度范围为2°～15°，若干截割齿纵向排列固定在履带板的上表面，履带板的下表面与链板 相连。
由于履带板上固定有若干截割齿，因此在截割过程中可以形成若干个截割面，截割效率大大提高，且由于采煤机的履带板倾斜角度不同导致截割齿安装角度不同，使采煤截割过程受力不同，因此采煤过程中截齿截割煤壁力也不同；根据所截割的煤层厚度，煤体硬度等参数选择不同倾斜角度的履带板，倾斜式的截割链增加了截割过程中无围岩压力面方向的崩裂效应，截割能耗比小于传统的固定圆柱面式截割滚筒的截割能耗比；同时倾斜式截割链利于煤体排出，使得链式截割部的装煤效果更好。
进一步的，履带板的下表面固定两个相对设置的链板，链板两侧具有方向相反的台阶面，其中一个台阶面上设有外连接孔，另一个台阶面上设有内连接孔；每两个截割链单元之间通过链销相连构成闭合式截割链，链板的内连接孔与另一组链板的外连接孔相互拼接配合。链板上的台阶面之间相互配合，使链条的内外表面平整，链条在链轮上传递过程中受到的阻力更小，降低能耗。
倾斜式的履带板配置三种型号，三种履带板的上表面与下表面的倾斜角度分别设置为3°或6°或9°。可以根据截割工况的煤质条件不同选择不同型号的履带板。
截割齿等间距的设置在履带板的上表面。截割齿可以均匀排列也可采用密度渐变的形式排列，优选的采用等间距均匀排列可以使割煤时煤壁受力更加均匀，割煤效果更好。
截割链单元所构成的闭合式截割链通过截割部支撑架支撑。支撑架式截割链与固定圆柱面式截割滚筒的截割部相比，截割部支撑架内设置的支撑液压缸可通过伸缩改变履带链环截割煤壁的角度、截割高度、截割面积，适应不同的煤质变化，适应不用煤质条件下的截割。
附图说明
图1是本发明截割链单元主视图；
图2是图1的左视图；
图3是履带板示意图；
图4是链板主视图；
图5是图4的俯视图；
图6是本发明安装在截割部支撑架上的示意图；
图7是单齿切削过程示意图；
图8是截割齿无倾角布置时截齿受力分析图；
图9是截割齿呈一定倾角布置时截齿受力分析图。
图中：1、链板；1.1、外连接孔；1.2、内连接孔；2、履带板；3、截割齿；4、链销；5、截割部支撑架。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1、图2、图3和图6所示，一种用于采煤机割煤的截割链，由若干截割链单元组成，所述截割链单元包括链板1、履带板2和截割齿3，所述履带板2的上表面与下表面之间的角度范围为2°～15°，若干截割齿3纵向排列固定在履带板2的上表面，履带板2的下表面与链板1相连。
履带板2的上表面与下表面之间夹角的角度根据所截割煤体的力学性质来确定。
由于履带板上固定有若干截割齿，因此在截割过程中可以形成若干个截割面，截割效率大大提高，且由于采煤机的履带板倾斜角度不同导致截割齿安装角度不同，使采煤截割过程受力不同，因此采煤过程中截齿截割煤壁力也不同；根据所截割的煤层厚度，煤体硬度等参数选择不同倾斜角度的履带板，倾斜式的截割链增加了截割过程中无围岩压力面方向的崩裂效应，截割能耗比小于传统的平面式滚筒式截割部的截割能耗比；同时倾斜式截割链利于煤体排出，使得链式截割部的装煤效果更好。
如图4和图5所示，履带板2的下表面固定两个相对设置的链板1，链板1两侧具有方向相反的台阶面，其中一个台阶面上设有外连接孔1.1，另一个台阶面上设有内连接孔1.2；如图2、图6所示，每两个截割链单元之间通过链销4相连构成闭合式截割链，链板1的内连接孔与另一组链板的外连接孔相互拼接配合。
链板1上的台阶面之间相互配合，使链条的内外表面平整，链条在链轮上传递过程中受到的阻力更小，降低能耗。
倾斜式的履带板2配置三种型号，履带板2的上表面与下表面的倾斜角度分别设置为3°、6°和9°。可以根据截割工况的煤质条件不同选择不同型号的履带板。
煤体的截割阻抗介于30～420N/mm，从有效使用采煤机的角度，可将煤层按截割阻抗分为三大类：A_z＝30～180N/mm的煤成为软煤，在设计时应采用较小截割功率，可以选择履带板的倾斜角度为9°的型号；A_z＝180～240N/mm的煤成为中硬煤，需根据煤层是韧性煤还是脆性煤采用合理设计的截割齿，可以选择履带板的倾斜角度为6°的型号；A_z＝240～420N/mm的煤 称为硬煤，在设计时应利用较大截割功率，可以选择履带板的倾斜角度为3°的型号；
采煤机割煤过程中，煤体由于离心力和重力的作用自动落煤装煤，倾斜式的履带板使煤体沿着履带板的上表进入运输机中，实现连续的落煤、装煤。
截割齿3等间距的设置在履带板2的上表面。截割齿可以均匀排列也可采用密度渐变的形式排列，优选的采用等间距排列均为使割煤时煤壁受力更加均匀，割煤效果更好。
如图6所示，截割链单元所构成的闭合式截割链通过截割部支撑架5支撑。支撑架式截割链与固定圆柱面式截割滚筒的截割部相比，截割部支撑架内设置的支撑液压缸可通过伸缩改变履带链环截割煤壁的角度、截割高度、截割面积，适应不同的煤质变化，适应不用煤质条件下的截割。
如图7所示，截割链上的截齿以转速n绕环形链轴线旋转，并以牵引速度v_q进给截割煤岩，在环形链旋转一周的过程中，每个截齿只有一半时间在截割煤岩，随着滚筒的前进，截齿切削厚度从零变化到最大，继而从最大值降低为零。图中黑色区域为单个截齿旋转一周所切削的煤岩；H为链环旋转一周的进给量。
在截割煤壁过程中，截齿、齿座和链环之间连接设为刚性连接，看作一体，且截齿受力可简化为集中力，作用在齿尖处。如图8与图9所示，全局坐标系建立在链环上，o点在链环轴线上，x轴沿链环轴向指向采空侧，y轴指向牵引方向，z轴铅直向上。为表示方便，在截齿齿尖建立局部坐标系o₁x₁y₁z₁,指向和全局坐标系相同。图中θ_x、θ_y、θ_z分别表示截齿轴线o₁o₃与x、y、z轴的夹角。同时，为了方便表示截齿所受的三向力，在图中用o₁o₃表示截齿，x₁、y₁、z₁所指方向分别表示截齿所受侧向力、进给助力和截割阻力，三力之间相互垂直。三力的合力方向沿其轴线o₁o₂方向，y₁、z₁在截割部端面平面内，x₁垂直截割部端面平面，且与y₁、z₁合力相垂直。截割在采煤过程中截割煤岩力沿截齿轴线方向，即图8与图9中的o₁o₃方向。
当截割齿无倾角布置时，如图8所示，截齿安装方向垂直链环轴线方向，截齿轴线在截割部端面所在平面内，即o₁o₃在o₁y₁z₁面内，此时θ_x等于90度，截齿所受合力在x₁方向分力为零，即截齿在截割过程中所受受侧向力为零，截齿截割煤壁过程中无围岩压力面方向的崩裂效应；当截割齿呈一定倾角(90-θ)布置时，如图9所示，此时截割齿在截割煤壁时的侧向力、进给助力和截割阻力合力方向沿o₁o₃方向，且此时o₁o₃所在平面与与链环轴线夹角为θ，此时受侧向力等于截齿受力的cos(θ)倍，即合力在x₁方向的分力。截割齿安装倾斜角度越大时，即90-θ的值越大，从而θ值越小，cos(θ)值越大，即侧向力越大。可知截割齿安装倾斜角度越大时，截齿截割煤壁过程中围岩压力工作面前部的崩裂效应越明显，割煤效率 大大提升，同时可以相应降低能耗。