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1、10申请公布号CN102383791A43申请公布日20120321CN102383791ACN102383791A21申请号201110362118522申请日20111115E21C25/10200601E21C35/18200601E21C35/1920060171申请人张守柱地址200030上海市徐汇区肇嘉浜路1029弄45号10372发明人张守柱74专利代理机构上海交达专利事务所31201代理人王锡麟王毓理54发明名称具有开槽功能的采煤机滚筒57摘要一种矿山机械技术领域的具有开槽功能的采煤机滚筒，包括滚筒体和焊接于其上的端盘和主叶片，在端盘和主叶片上设有以15前倾角设置的齿座以及设置。
2、于齿座上的截齿，该截齿是指设置于主叶片的齿座上成对安装的开槽截齿和楔形截齿以及设置于端盘的齿座上的楔形截齿。本发明进一步深化与完善了现有滚筒；攻克了开槽截齿硬质合金片脱落、丢失、齿座焊缝强度不足等技术难关，彻底改变煤炭截割机理，可以大幅度降低能耗与拉伸破碎煤所导致的工作面粉尘，提高块煤率，改善煤矿工人的工作环境，减少煤矿工人职业病，使煤尘爆炸恶性事故大大减少的同时延长工人的工作寿命，提高了采煤的工作效率。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图5页CN102383809A1/1页21一种具有开槽功能的采煤机滚筒，包括滚筒体和焊接于其上的端盘和主。
3、叶片，其特征在于在端盘和主叶片上设有以15前倾角设置的齿座以及设置于齿座上的截齿；所述的截齿是指设置于主叶片的齿座上成对安装的开槽截齿和楔形截齿以及设置于端盘的齿座上的楔形截齿。2根据权利要求1所述的具有开槽功能的采煤机滚筒，其特征是，所述的齿座通过销与开槽截齿或楔形截齿固定连接。3根据权利要求1所述的具有开槽功能的采煤机滚筒，其特征是，所述的开槽截齿的齿尖的回转半径等于滚筒设计的理论半径，且切槽深度为10120毫米，切槽平均宽度为2535毫米。4根据权利要求1或3所述的具有开槽功能的采煤机滚筒，其特征是，所述的开槽截齿上设有锋锐的两级或三级台阶且呈燕尾状切削刃结构。5根据权利要求4所述的具有。
4、开槽功能的采煤机滚筒，其特征是，所述的台阶的轴向间距为3040MM，台阶的高度差为3040MM。6根据权利要求4所述的具有开槽功能的采煤机滚筒，其特征是，所述的燕尾状切削刃结构的刃宽为2030MM，刃长为2030MM，刃尖及尾部均设有R052MM的圆角，主刃面前角为3035。7根据权利要求1所述的具有开槽功能的采煤机滚筒，其特征是，所述的楔形截齿包括齿柄部分和与之相连的齿头部分，其中伸出的齿头部分的中心轴线与齿柄部分的中心轴线的夹角为30角，基于15前倾角设置的齿座使得齿头部分的中心轴线与通过滚筒轴线的截面呈45角。8根据权利要求7所述的具有开槽功能的采煤机滚筒，其特征是，所述的齿头部分为楔形。
5、结构，两楔形面间夹角为80100。9根据权利要求1或7所述的具有开槽功能的采煤机滚筒，其特征是，所述的楔形截齿中A设置于端盘的齿座上的楔形截齿的齿头部分的齿尖回转半径等于滚筒设计的理论半径，并与垂直于滚筒轴线断面成角，角范围为1560；B设置于主叶片的齿座上的楔形截齿的齿头部分的齿尖的回转半径较滚筒设计的理论半径小1530毫米，且向端盘方向倾斜，其倾斜角值为510。权利要求书CN102383791ACN102383809A1/4页3具有开槽功能的采煤机滚筒技术领域0001本发明涉及的是一种矿山机械技术领域的装置，具体是一种具有开槽功能的采煤机滚筒。背景技术0002目前国内外采煤机滚筒均以采用的。
6、截齿型式予以分类。现今国内外广泛采用的截齿主要有两种即扁截齿和锥型截齿，为此滚筒也主要有两种型式1扁截齿滚筒，截齿在滚筒上径向安装；2锥型截齿滚筒，截齿轴线与通过滚筒轴截面呈4348角，被称为切向安装，在工作过程中截齿可以自转。0003滚筒结构型式的选择除了根据用户要求外，尚应根据煤质条件及矿层的地质情况确定。但是无论采用何种滚筒型式，就滚筒设计而言，主要围绕下述技术指标1较佳的工作平稳性，工作负荷波动系数小；2比能耗低；3装载效率高；4块煤出率高；5使用寿命长。前四点属设计质量问题，第五点属材料工艺问题。0004现有中国专利文献号CN2273771，公开日19980204，记载了一种“采煤机。
7、非均布叶片滚筒”，该技术主要特征是A、B、C主叶片3在滚筒体1上非均布。A叶片定位后，B与A、C与B叶片111116的间隔定位，A与C叶片按128138的间隔定位。在A、B、C主叶片3的装煤面焊有710角的装载叶片4。0005尽管该技术具有能耗低、粉尘小、块煤率高的技术特征，经济与社会效益显著而荣获过煤炭科技进步二等奖，但是它并没有从根本上改变煤炭破碎机理，还远远满足不了各矿区对进一步降低能耗与粉尘，提高块煤出率之要求。截齿数量的减少，并没有改变截齿破煤过程中在其头部产生的密实核被压碎的煤粉的大小，只是减少了密实核的数量。所以该技术很难满足各矿区对进一步降低能耗与回采工作面的粉尘，提高机采煤块。
8、煤的比率的需求。0006中国专利文献号CN2470535，公告日200219，记载了一种“采煤机开槽式楔型截齿滚筒”，该技术由筒体、端盘、叶片及齿座组成，其中齿座分径向与切向焊接在滚筒上，径向焊接的齿座上安装有开槽截齿，其截齿齿尖回转半径等于滚筒的理论半径；切向焊接的齿座上安装有楔型截齿，叶片上的楔型截齿齿尖的回转半径较滚筒的理论半径小2030MM，截齿轴线与滚筒轴截面成510的角，端盘上的楔型截齿齿尖的回转半径等于滚筒的理论半径，截齿轴线与滚筒轴截面成060的角。0007上述技术提出的理论依据是原苏联1962年出版的煤炭切削原理，该书系原苏联斯阔琴斯基矿业研究院两位院士别隆与波津编著。编著者。
9、对原苏联各矿区的各类不同煤质做了大量的实验室测试，其结论是煤的抗压强度、抗剪切强度、抗拉强度的比值为103015。40年过去了，世界上无人能设计出主要靠拉伸进行破煤的滚筒式采煤机的工怍机构，问题的技术关键是采煤机螺旋滚筒在其回转进给的工作过程中能否在其煤炭的切削表面先开出数条较深而狭窄的截槽，紧跟其侧后方的截齿通过轴向倾斜安装所产生的轴向力，而将开槽截齿留在煤岩切削面截槽间的煤岩予以剥落，从而实现弯曲拉伸破煤说明书CN102383791ACN102383809A2/4页4的设想。0008该技术从授权已过十年之久，其专利权人为使专利付诸于实施前后进行了四轮实质性的探索，经历了开槽截齿硬质合金片脱。
10、落、开槽截齿丢失、开槽截齿硬质合金片崩裂等种种磨难，这主要是该截齿在其开切深槽过程中是处于封闭截割状态，其切削负荷较大，再者是国内钎焊材料不过关。三十年来国内改革开放政策的实行，国内的科学技术攻关及新材料研究与应用均有较大进步，为本发明在各矿区广泛应用创造了条件。发明内容0009本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种具有开槽功能的采煤机滚筒，进一步深化与完善了现有滚筒；攻克了开槽截齿硬质合金片脱落、丢失、齿座焊缝强度不足等技术难关，彻底改变煤炭截割机理，可以大幅度降低能耗与拉伸破碎煤所导致的工作面粉尘，提高块煤率，改善煤矿工人的工作环境，减少煤矿工人职业病，使煤尘爆炸恶性事故大大减少的同时。
11、延长工人的工作寿命，提高了煤炭开采的工作效率。0010本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括滚筒体和焊接于其上的端盘和主叶片，在端盘和主叶片上设有以15前倾角设置的齿座以及设置于齿座上的截齿。0011所述的截齿是指设置于主叶片的齿座上成对安装的开槽截齿和楔形截齿以及设置于端盘的齿座上的楔形截齿。0012所述的齿座通过销与开槽截齿或楔形截齿固定连接。0013所述的开槽截齿主要用于滚筒的叶片部分，其齿尖的回转半径等于滚筒设计的理论半径，且切槽深度为10120毫米，切槽平均宽度为2535毫米；主要功能是在煤的切削表面开切出窄而深的切槽，0014所述的开槽截齿上设有锋锐的两级或三级台阶且呈燕尾状切。
12、削刃结构，其中台阶的轴向间距为3040MM，台阶的高度差为3040MM，所述的燕尾状切削刃结构的刃宽为2030MM，主刃面前角为3035。0015所述的楔形截齿包括齿柄部分和与之相连的齿头部分，其中伸出的齿头部分的中心轴线与齿柄部分的中心轴线的夹角为30角，使得齿头部分的中心轴线与通过滚筒轴线的截面呈45角。0016所述的齿头部分为楔形结构，两楔形面间夹角为80100。0017所述的楔形截齿中0018A设置于端盘的齿座上的楔形截齿的齿头部分的齿尖回转半径等于滚筒设计的理论半径，并与垂直于滚筒轴线断面成角，角范围为1560；0019B设置于主叶片的齿座上的楔形截齿的齿头部分的齿尖的回转半径较滚筒。
13、设计的理论半径小1530毫米，且向端盘方向倾斜，其倾斜角值为510，主要功能是楔落开槽截齿留在切削表面截槽间的煤岩实体。较小的回转半径旨在充分发挥开槽齿的功能。0020本发明技术效果包括00211安装截齿的齿座由原先底部的大圆角改用小圆角，使固定截齿的销不再暴露在齿座外边之外，并将开槽截齿径向安装改为向前倾斜15安装，即先将开槽截齿外露的齿头部分相对齿的柄部向后转动15为此齿座的内孔中心线与滚筒轴断面成15组说明书CN102383791ACN102383809A3/4页5焊，倾斜15的齿座孔能对截齿齿柄产生一个径向制动力。00222将原形状较复杂且有应力集中的硬质合金片改为无应力集中的形状极为。
14、简单的合金片参见图4B图4C，同时开槽截齿钎焊硬质合金片后增加了消除焊接应力的措施。00233改进后的楔型截齿与开槽截齿一样，其齿座内孔轴心线与滚筒轴线断面倾斜15组焊，解决了齿座在滚筒外缘上焊缝强度不足及占有空间太大的问题。00244根据滚筒的切削图，适当调整了开槽截齿与楔型截齿在不同截线上的齿尖回转半径，使各截线上的截齿的切削断面积更加合理，全面克服了现有技术存在的开槽截齿的丢失问题、开槽截齿的合金崩裂问题。附图说明0025图1为本发明剖视图；0026图2A为本发明滚筒展开图左部分；0027图2B为本发明滚筒展开图右部分；0028图3为本发明轴向投影图；0029图4A为本发明开槽截齿示意图。
15、；0030图4B为燕尾状切削刃结构局部放大示意图；0031图4C为燕尾状切削刃结构开槽截齿俯视图；0032图5为本发明楔形截齿侧视图；0033图6为原形状较复杂且有应力集中的硬质合金片示意图；0034图中1滚筒体、2端盘、3叶片、4齿座、5开槽截齿、6楔形截齿、7销、端盘上除了图2A和图2B中的KD以外，其余均为不同角度的楔形截齿0035K1、K2、K3K12为叶片上不同截线上的开槽截齿；0036X1、X2、X3X12为叶片上不同截线上楔形截齿。具体实施方式0037下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范。
16、围不限于下述的实施例。0038实施例0039如图1所示，本实施例包括滚筒体1和焊接于其上的端盘2和主叶片3，在端盘2和主叶片3上设有以15前倾角设置的齿座4以及设置于齿座4上的截齿。0040如图2所示，所述的截齿是指设置于主叶片3的齿座4上成对安装的开槽截齿5和楔形截齿6以及设置于端盘2的齿座4上的楔形截齿6。0041所述的齿座4通过销7与开槽截齿5或楔形截齿6固定连接。0042如图2和图3所示，所述的开槽截齿5主要用于滚筒的叶片3部分，其齿尖的回转半径等于滚筒设计的理论半径，且切槽深度为10120毫米，切槽平均宽度为2535毫米；主要功能是在煤的切削表面开切出窄而深的切槽，0043如图4A所。
17、示，所述的开槽截齿5上设有锋锐的两级或三级台阶且呈燕尾状切削刃结构8，其中台阶的轴向间距L为3040MM，台阶的高度差为3040MM。说明书CN102383791ACN102383809A4/4页60044如图4B和图4C所示，所述的燕尾状切削刃结构8的刃宽H为2030MM，刃长D为2030MM，刃尖及尾部均设有R052MM的圆角，主刃面前角为3035。0045如图5所示，所述的楔形截齿6包括齿柄部分9和与之相连的齿头部分10，其中伸出的齿头部分的中心轴线与齿柄部分的中心轴线的夹角为30角，基于15前倾角设置的齿座4，使得齿头部分的中心轴线与通过滚筒轴线的截面呈45角。0046所述的齿头部分1。
18、1为楔形结构，两楔形面间夹角为80100。0047所述的楔形截齿6中0048A设置于端盘2的齿座4上的楔形截齿6的齿头部分的齿尖回转半径等于滚筒设计的理论半径，并与垂直于滚筒轴线断面成角，角范围为1560；0049B设置于主叶片3的齿座4上的楔形截齿6的齿头部分的齿尖的回转半径较滚筒设计的理论半径小1530毫米，且向端盘2方向倾斜，其倾斜角值为510，主要功能是楔落开槽截齿5留在切削表面截槽间的煤岩实体。较小的回转半径旨在充分发挥开槽齿的功能。0050本发明除了组焊在滚筒外缘的安装截齿的齿座4由原先底部的大圆角改用小圆角，使固定截齿的销7不再暴露在齿座4外边之外；另外将开槽截齿5径向安装改为向。
19、前倾斜15安装，即先将开槽截齿5外露的齿头部分12相对齿的柄部向后转动15角。为此齿座4的内孔中心线与滚筒轴断面成15角组焊，倾斜15的齿座孔能对截齿齿柄产生一个径向制动力。0051本发明除了采用熔点约为600的银、铜、锌、镉钎料及与配套的钎焊剂之外，还将原形状较复杂且有应力集中的硬质合金片参见图6改为无应力集中的形状极为简单的合金片参见图4B和图4C，同时开槽截齿5钎焊硬质合金片后增加了消除焊接应力的措施。降低钎料熔点，改变硬质合金形状，钎焊后消除焊接应力是解决开槽截齿5硬质合金片崩裂的行之有效的技术措施。0052本发明与现有技术相比包括以下显著的技术效果00531块煤比率显著增加，特别是品。
20、位最佳的2550毫米块煤较现有滚筒相比可增加1520以上，解决了现有技术中普遍存在的机械破煤块煤率低的问题，经济效益显著；00542采煤工作面粉尘将显著降低，可下降50以上，可减少工作面工人矽肺病的发病率，及减少粉尘爆炸恶性事故的发生，社会效益显著；00553有利于降低滚筒式采煤机采煤的比能耗，可使能耗下降2030；00564截齿的消耗可降低，尤其是叶片上的楔形截齿寿命与传统的切锥型截齿相比，可延长2倍以上。说明书CN102383791ACN102383809A1/5页7图1图2A说明书附图CN102383791ACN102383809A2/5页8图2B说明书附图CN102383791ACN102383809A3/5页9图3说明书附图CN102383791ACN102383809A4/5页10图4A图4B图4C图5说明书附图CN102383791ACN102383809A5/5页11图6说明书附图CN102383791A。