CN102691499B - 采煤机过构造专用滚筒 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种采煤机滚筒，具体为一种采煤机过构造专用滚筒。解决现有的螺旋滚筒在过无碳构造柱时容易损坏的问题，包括筒毂、端盘、螺旋叶片，齿座，截齿，喷嘴；所述的螺旋叶片参数：螺旋叶片沿轴向的横断面向装载侧倾斜角在7°～l0°之间，螺旋叶片升角16.14°，螺旋叶片4头，螺旋叶片导程1500mm，所述的螺旋叶片的截齿总齿数34个，截齿按照四头叶片一线二齿的排列方式；端盘截齿26个，端盘齿倾角分别为36、27、18、9，-6°；端面截齿8个。本发明所述的螺旋滚筒截齿布置方式及叶片位置结构合理，截割平稳性好，在工作面遇到地质构造时采煤机能采用正常截割方式通过；滚筒无开焊脱落，截齿消耗不超过原有消耗量的50%；设有专用装煤叶片，能有效地提高装煤效率，一次装煤率达到90%以上；滚筒连续运转寿命可达40万米以上，采煤机的可靠性有明显提高。

Description

采煤机过构造专用滚筒

技术领域

本发明涉及一种采煤机滚筒，具体为一种采煤机过构造专用滚筒。

背景技术

近年来，为提高采煤机生产能力、适应能力和工作可靠性，国内外煤机制造商纷纷推出超大功率重型采煤机，如德国Eickhoff的SL500、SL750、SL1000，DBT的EL3000，美国JOY的6LS、7LS系列采煤机，采煤机单摇臂截割功率普遍在600kW以上，机重在70吨以上。

国内天地科技股份有限公司上海分公司、太矿、西安、鸡西煤机厂等也已成功推出了多款大功率采煤机，最大装机功率已达2245kW，单摇臂截割功率最大达900kW。一般重型采煤机（机身自重>60吨，装机功率>1000kW，截割功率>500kW）在遇到地质构造时，由于具备足够的截割功率和自重，通常情况下适当加强滚筒强度，采煤机可以通过。例如：大同菲利普斯公司生产的重型滚筒配用于西安煤机厂生产的1320kW以上采煤机，可用于矸石截割；天地科技上海分公司开发的总装机功率1600kW以上的系列采煤机及其所配用的滚筒在过断层时也可以正常截割，如MG750/1815-GWD型采煤机在大同白洞矿曾截割厚达4米的无炭柱、矸石，机器运行平稳。

但对于中小型采煤机，即使配用强力滚筒，由于其自重较轻、截割功率偏小，在截割矸石时往往会产生剧烈震动，极易造成设备的损坏，其使用效果较差。因此，一般中小型采煤机难以适应整个采高全为矸石的情况。

成庄矿现在使用的采煤机主要为天地科技股份有限公司上海分公司生产制造的MG450/1020-WD型采煤机，其机身自重约为50吨，装机功率为1020kW，其各方面的技术性能指标在同等机型中是比较高的。该采煤机的滚筒主要有滚筒筒体，截齿，齿座，喷嘴等构成，滚筒筒体采用焊接结构，采用三头或四头螺旋叶片，叶片内设有内喷雾水道，和高压喷嘴。

而且该采煤机在晋城煤业集团已使用十多年，根据使用状况分析情况。成庄矿井田范围内地质构造复杂，无炭柱较多，其每平方公里的数量一般为10～12个。每年由于地质构造原因导致的搬家不少于4次，按照平均费用300万元计算，要花费1200万元。打绕道甩构造给生产衔接带来许多难以估计的问题，设备因搬家造成损坏影响设备有效使用寿命。遇小构造强行切割通过时，打眼放炮对工作面设备、电缆造成巨大损坏，尤其是保护措施不到位时。鉴于这种采煤机滚筒在遇到无炭构造结构时，容易损坏设备的问题，技术人员通过对采煤机使用情况的总结、分析，以便于找出截割矸石时采煤机的薄弱环节，并采取措施加以改善提高。同时，针对截割矸石的情况设计制造专用滚筒，使滚筒与采煤机具有更好的适应性，以满足采煤机过地质构造的需要。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的螺旋滚筒在过无碳构造柱时容易损坏的问题，提供了一种采煤机过构造专用滚筒。通过改良设计，大幅度减少截齿消耗量，提高采煤机的可靠性，使采煤机在遇到地质构造时能够正常工作。

本发明的技术方案是，一种采煤机过构造专用滚筒，包括筒毂、端盘、螺旋叶片，齿座，截齿，喷嘴；

（1）其中滚筒直径 ，螺旋叶片直径=1650，筒毂直径=1100；

（2）所述的螺旋叶片参数：螺旋叶片沿轴向的横断面向装载侧倾斜角在7°～l0°之间，螺旋叶片升角16.14°，螺旋叶片4头，螺旋叶片导程1500mm， 所述的螺旋叶片的截齿总齿数34个，截齿按照四头叶片一线二齿的排列方式；

（3）端盘截齿26个，端盘齿倾角分别为36、27、18、9，-6°；端面截齿8个。

（4）在螺旋叶片上设有辅助的装载叶片，其轴向位置相对轴线倾斜8°。

（5）在螺旋叶片与装载叶片之间加焊封板，使封板与装载叶片间成50°～60°形成一个楔形结构，

（6）在端盘的输煤侧焊有加强耐磨条板，在螺旋叶片7的输煤侧焊有耐磨块。

本发明所述的螺旋滚筒截齿布置方式及叶片位置结构合理，截割平稳性好，在工作面遇到地质构造时采煤机能采用正常截割方式通过；滚筒无开焊脱落，截齿消耗不超过原有消耗量的50%；设有专用装煤叶片，能有效地提高装煤效率，一次装煤率达到90%以上；滚筒连续运转寿命可达40万米以上，采煤机的可靠性有明显提高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图

图2为图1的K-K剖视图

图3为滚筒展开图

图4为螺旋叶片尾部结构示意图

图5为图2的N-N剖面图

图6为端盘齿座及叶片齿座位置关系示意图

图中：端盘1、端面齿座2、耐磨条板3、端盘齿座4、端盘护板5、螺旋叶片6、封板7、装载叶片8、筒毂9、U形管10、叶片齿座11、喷嘴座12、耐磨块13、三角板14、通水座15、支撑板16、支撑封板17、垫板18。

具体实施方式

如图1、2所示意，一种采煤机过构造专用滚筒，包括筒毂9、端盘1、螺旋叶片6，齿座，截齿，喷嘴；其中滚筒直径mm，螺旋叶片直径=1650mm，筒毂直径=1100mm；

所述的螺旋叶片6参数：螺旋叶片沿轴向的横断面向装载侧倾斜角在7°～l0°之间，螺旋叶片升角16.14°，螺旋叶片4头，螺旋叶片导程1500mm， 所述的螺旋叶片的截齿总齿数34个，截齿按照四头叶片一线二齿的排列方式；所述的螺旋叶片的截齿安装在叶片齿座11上，

如图6所示意，端盘截齿26个，端盘齿倾角分别为36、27、18、9，-6°；所述的端盘截齿安装在端盘齿座4上，

端面截齿8个，安装在端面齿座2上。

如图2所示意在螺旋叶片6上设有辅助的装载叶片8，其轴向位置相对轴线倾斜8°。

在螺旋叶片6与装载叶片8之间加焊封板7，使封板与装载叶片间成50°～60°形成一个楔形结构，

如图1所示意，在端盘1的输煤侧焊有加强耐磨条板3，如图4所示意，在螺旋叶片6的输煤侧焊有耐磨块13。

为了增加机械性能，还可以采取以下辅助措施，选用山特维克的普通截齿Q7AR-3502-3962和硬岩截齿Q7AR-3589-1760(其基本尺寸为φ54xφ35，能够保证互换要求)， [合金头材质为标准级型号最后2位为62，合金头材质为S级型号最后2位为60]。在齿座设计方面，针对截割岩石的要求，齿座材料选用了低碳合金钢，增加了齿座的强度；焊接工艺：滚筒的主要结构材料选用Q460高强度钢板，而齿座由低碳合金钢铸造而成，采用渗碳淬火的热处理，加大了其焊接难度。因此其焊接需要解决的问题就是焊接裂纹问题，因为合金的增加导致钢板碳当量增高，使其有淬硬倾向，因此为了保证冷却速度缓慢，防止裂纹产生的有效手段是焊前预热，严格控制终焊温度。据此要求，采取焊前预热、终焊温度以上温度施焊、焊后缓冷、焊后热时效等措施来保证焊接质量。该辅助措施为本领域常规技术。

我集团某矿试验使用该滚筒情况如下：目的通过井下工业性试验验证所采取的措施的有效性并给出评价，主要试验内容包括截齿消耗、耐磨性能及振动情况；

试验方法：

在采煤机工作面遇到陷落柱、断层等地质结构时，使用新设计的专用滚筒进行开采，并对各项技术指标进行考核。通过与原有滚筒在相似条件下的技术指标进行对比，给出专用滚筒的评价。

1.振动情况采用定性对比；

2.耐磨性能采用截割岩石总量进行对比（或截割一定岩石量的磨损情况[量]）；

3.截齿消耗采用截割单位岩石量的截齿消耗数量进行对比，应统计出各种截齿（2种或3种）在专用滚筒上的消耗量及原有滚筒的截齿消耗量；

【注】：每天进刀数及截齿消耗，构造长度，岩石性质，滚筒上那些位置截齿损耗较多及截齿的损害模式都需要记录。

4.统计采煤机过构造过程中的故障情况。

试验工作面条件：本次参与试验的是成庄矿的3305工作面，煤层厚度为6m左右，倾角2-6°工作面长为162m，工作面走向长度为750m左右。煤质为无烟煤，煤质中硬，硬度f=2-4，局部有片邦。老顶为细砂岩，厚2.50m，薄层状,以石英为主；直接顶为泥岩，厚3.9m。水平层理发育，植物化石丰富；直接底为砂质泥岩，厚3.4m。中厚层状，水平层理发育，中夹薄层细砂岩；老底为泥岩，厚7.7m。中厚层状，富含植物化石局部含砂质。

工作面配套设备为：工作面前后溜均使用山西煤机厂生产的SGZ880/800型刮板输送机；采煤机为天地科技上海分公司生产的MG450/1020-WD采煤机；转载机是天地奔牛公司生产的SZZ1000/400型转载机；普通支架为ZFS5000/17/33B放顶煤支架，排头架为ZFG5800/18.5/33.5型；输送机为西北煤机厂生产的SSJ1200/2×200型带式输送机。

试验情况及效果

该过构造专用滚筒配套在MG450/1020采煤机上使用。于2009年10月15日在成庄矿3305工作面正式使用并开始截割断层F44，至2009年11月30日过完断层。共过断层223米，断层倾向长度最大揭露矸石13.5米（9架），最小揭露矸石7.5米（5架），平均揭露10.5米（7架），断层割矸石平均高度为2.2米。

从此次试验中可以看出该采煤机工作平稳，割矸时截割有力，滚筒没有出现焊缝开裂、齿座脱落、损坏等影响滚筒正常使用的情况，滚筒截齿消耗硬岩截齿23把（工作日期为10.04-11.03共计30天），日消耗约合0.77把；普通截齿52把（工作日期为11.04-11.30共计26天），日消耗约合2把。与相似工作面3309（3309工作面过陷落柱每天更换截齿数量在20-30个）相比，硬岩截齿和普通截齿的消耗量分别相当于原消耗量的4.6%和9.8%。累计过断层223米，断层平均高度2.2米，宽度10.5米，平均截齿日消耗量为1.34把，一次装煤率达到90%以上，齿座没有出现开裂脱落现象。由上述现场试验可以得出如下结论：本发明所述的采煤机过构造专用滚筒达到了预期的目标，可以在今后该类型的中型采煤机上推广使用。

附表1：3305工作面F44断面截齿更换情况

Claims (7)

1.一种采煤机过构造专用滚筒，包括筒毂（9）、端盘（1）、螺旋叶片（6），齿座，截齿，喷嘴；其特征在于：所述的螺旋叶片（6）参数：螺旋叶片沿轴向的横断面向装载侧倾斜角在7°～l0°之间，螺旋叶片升角16.14°，螺旋叶片4头，螺旋叶片导程1500mm， 所述的螺旋叶片的截齿总齿数34个，截齿按照四头叶片一线二齿的排列方式；所述的螺旋叶片的截齿安装在叶片齿座（11）上。

2.根据权利要求1所述的采煤机过构造专用滚筒，其特征在于：其中滚筒直径                                                mm，螺旋叶片直径=1650mm，筒毂直径=1100mm。

3.根据权利要求1所述的采煤机过构造专用滚筒，其特征在于：端盘截齿26个，端盘齿倾角分别为36、27、18、9，-6°；所述的端盘截齿安装在端盘齿座(4)上。

4.根据权利要求1所述的采煤机过构造专用滚筒，其特征在于：端面截齿8个，安装在端面齿座(2)上。

5.根据权利要求1所述的采煤机过构造专用滚筒，其特征在于：螺旋叶片（6）上设有辅助的装载叶片（8），其轴向位置相对轴线倾斜8°。

6.根据权利要求5所述的采煤机过构造专用滚筒，其特征在于：在螺旋叶片（6）与装载叶片（8）之间加焊封板（7），使封板与装载叶片间成50°～60°形成一个楔形结构。

7.根据权利要求1所述的采煤机过构造专用滚筒，其特征在于：在端盘（1）的输煤侧焊有加强耐磨条板（3），在螺旋叶片（6）的输煤侧焊有耐磨块（13）。