CN108204234A - 采煤机用滚筒 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采煤机用滚筒，包括筒毂和设置在所述筒毂的外表面上的旋叶，所述筒毂为圆筒形，所述筒毂的中心轴线与待割煤的煤壁面相互平行，并且所述筒毂的中心轴线沿竖直方向布置。本发明由于筒毂的中心轴线与待割煤的煤壁面相互平行，并且筒毂的中心轴线沿竖直方向分布。增加了滚筒对煤壁切入点的数量，减少了煤流在叶片上旋出的行程，即在煤壁破碎后可立即进入落煤过程，减少煤块从脱离煤壁到装入到刮板输送机行程，继而减少煤块被挤压的时间，以减小截割阻力，提升破煤效能，提高割煤成块率高。

Description

采煤机用滚筒

技术领域

本发明涉及煤矿开采领域，尤其涉及一种采煤机用滚筒。

背景技术

目前世界上综合机械化煤炭开采的采煤机均为螺旋滚筒(刨煤机除外)，螺旋滚筒是利用焊接在筒毂上的连续的螺旋叶片截割煤壁，并依靠安装在螺旋叶上的截齿将煤破碎，破碎及切入煤壁深度为截齿高度，通过多线螺旋叶片接力将落煤装入工作面配套刮板输送机。

螺旋叶片割入煤壁阻力大、能效低，割煤成块率低；因截割时螺旋叶片阻力较大，造成配套截割电动机、牵引电动机功率较大，截割部和牵引部相应强度增加，加工工艺及制造难度较大，同时增加了割煤产尘量。

并且现有的滚筒的中心轴线与煤壁面之间相互垂直，割煤的行程长，进一步增加了煤块被挤压的时间和截割阻力。

因此，有必要设计一种割煤行程短、割煤成块率高、阻力小、能效高以及割煤产尘量低的采煤机用滚筒。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种割煤行程短、割煤成块率高、阻力小、能效高以及割煤产尘量低的采煤机用滚筒。

本发明的技术方案提供一种采煤机用滚筒，包括筒毂和设置在所述筒毂的外表面上的旋叶，所述筒毂为圆筒形，所述筒毂的中心轴线与待割煤的煤壁面相互平行，并且所述筒毂的中心轴线沿竖直方向布置。

进一步地，所述旋叶包括多片叶片，多片所述叶片间隔分布在所述筒毂的外表面上。

进一步地，所述叶片沿所述筒毂的圆周方向分为多层，每层所述叶片之间间隔布置。

进一步地，同一层的所述叶片之间间隔布置。

进一步地，相邻层的所述叶片之间错开布置。

进一步地，所述叶片垂直于所述筒毂的外表面，所述叶片包括直线段和倾斜段，所述直线段沿垂直于所述中心轴线的方向延伸，所述倾斜段与所述直线段之间呈钝角。

进一步地，所述直线段为矩形片，所述矩形片的四个角分别为A点、B点、E点和D点，所述E点和D点位于所述筒毂的外表面上，AB线与所述筒毂的中心轴线垂直，AD线和BE线垂直于所述筒毂的外表面；

所述倾斜段为圆缺片，所述圆缺片的三个角分别为B点、E点和C点，所述C点位于所述筒毂的外表面上，BC线为圆弧线，CE线与ED线之间呈钝角。

进一步地，待割煤越硬，所述倾斜段与所述直线段之间的夹角越大。

进一步地，ABC线上布置有多个间隔分布的截齿。

进一步地，待割煤层越厚，所述叶片的尺寸越大；待割煤越软，所述叶片之间的间距越大。

采用上述技术方案后，具有如下有益效果：

本发明由于筒毂的中心轴线与待割煤的煤壁面相互平行，并且筒毂的中心轴线沿竖直方向分布。增加了滚筒对煤壁接触点(切入点)的数量，减少了煤流在叶片上旋出的行程，即在煤壁破碎后可立即进入落煤过程，减少煤块从脱离煤壁到装入到刮板输送机行程，继而减少煤块被挤压的时间，以减小截割阻力，提升破煤效能，提高割煤成块率高。

附图说明

参见附图，本发明的公开内容将变得更易理解。应当理解：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：

图1是本发明一实施例中采煤机用滚筒的结构示意图；

图2是图1中筒毂展开后的结构示意图；

图3是本发明一实施例中叶片的主视图。

附图标记对照表：

1-筒毂 2-叶片 3-摇臂

4-煤壁面 21-直线段 22-倾斜段

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。

容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或视为对发明技术方案的限定或限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

本实施例中，如图1所示，采煤机用滚筒，包括筒毂1和设置在筒毂1的外表面上的旋叶，筒毂1为圆筒形，筒毂1的中心轴线L1与待割煤的煤壁面4相互平行，并且筒毂1的中心轴线L1沿竖直方向布置。

具体为，采煤机用滚筒还包括摇臂3，摇臂3可以上下摆动，摇臂3的顶端与筒毂1的中段连接，筒毂1的中段的直径略小或不变，便于与摇臂3连接。摇臂3将筒毂1伸入到煤壁面4处。煤壁面4为煤矿的侧帮壁，煤壁面4大致位于竖直平面上。筒毂1的中心轴线L1与煤壁面4相互平行，并且中心轴线L1沿竖直方向布置。

割煤时，滚筒对煤壁面4截割。一台采煤机可以包括左右两个采煤机用滚筒。图1只示出了其中一个采煤机用滚筒，两个采煤机用滚筒的结构相同，只是转动的方向不同。采煤机用滚筒沿图1中箭头方向进入煤壁面4时，左滚筒沿顶截割，左滚筒沿中心轴线L1逆时针方向旋转，滚筒上半部分的叶片2将煤向下旋出落入刮板输送机，下半部分的叶片2将煤向上旋出落入刮板输送机；右滚筒割底煤，旋转方向相反。图1中R为滚筒直径，L为滚筒长度，S为叶片间距，图2中H为上半部滚筒的长度。

本实施例中由于筒毂1的中心轴线L1与待割煤的煤壁面4相互平行，并且筒毂1的中心轴线L1沿竖直方向分布。增加了滚筒对煤壁接触点(切入点)的数量，减少了煤流在叶片2上旋出的行程，即在煤壁破碎后可立即进入落煤过程，减少煤块从脱离煤壁到装入到刮板输送机行程，继而减少煤块被挤压的时间，以减小截割阻力，提升破煤效能，提高割煤成块率高。

进一步地，如图1-2所示，旋叶包括多片叶片2，多片叶片2间隔分布在筒毂1的外表面上。

现有的筒毂上的旋叶为连续的呈螺旋状分布在筒毂表面上的多条叶片。由于连续的叶片在割煤时，煤需要连续受到一整条叶片的挤压和切割，煤受到的挤压力大，割煤成块率低；煤与叶片之间的接触面积也大，因此截割时阻力非常大，造成配套截割电动机、牵引电动机功率较大，截割部和牵引部相应强度增加，加工工艺及制造难度较大，同时增加了割煤产尘量。

本实施例中，将现有的连续呈螺旋状分布的叶片，改为多片间隔分布在筒毂1上的叶片2，相邻叶片2之间存在间距。叶片2割煤后，破碎后的煤块通过间距进入到下一层的叶片2，下一层的叶片2再次切割煤块。由于间距的存在，减少了对煤块的挤压，提高了割煤成块率；同时，间距减小了截割阻力，从而减小了截割电动机和牵引电动机功率；另外，由于割煤成块率的增加，也减小了割煤产尘量。

进一步地，如图1-2所示，叶片2沿筒毂1的圆周方向分为多层，每层叶片2之间间隔布置。同一层的叶片2位于同一竖直线上，竖直线与中心轴线L1相互平行。

如图2所示，例如：最左层的叶片2为第一层叶片，割煤时第一层叶片首先割煤，被第一层叶片破碎后的煤块通过第一层叶片之间的间距后进入到第二层叶片，第二层叶片再对煤块进行截割，煤块通过第二层叶片之间的间距后进入到第三层叶片，以此类推，直到煤块通过全部叶片。

进一步地，如图1-2所示，同一层的叶片2之间间隔布置。

进一步地，如图1-2所示，相邻层的叶片2之间错开布置。如图2所示，第一层叶片中的其中一个叶片的水平线L2对应到第二层叶片的位置时，此处没有叶片，为第二层的间距；第二层叶片的其中一个叶片的水平线对应到第三层叶片的位置时，此处也没有叶片，以此类推。这里的“水平线L2”实际上是环绕筒毂1的圆周一圈的圆圈。

煤块通过第一层叶片的间距后，此时第一层的间距对应了第二层的叶片，煤块可以在第二层被再次截割，提高了煤块的截割率。

进一步地，如图2-3所示，叶片2垂直于筒毂1的外表面，叶片2包括直线段21和倾斜段22，直线段21沿垂直于中心轴线L1的方向延伸，倾斜段22与直线段21之间呈钝角，该钝角为叶片2的旋角。图2中L为叶片总长度，l为直线段长度，Sy为叶片宽度。

优选地，旋角为150°。

图2中为叶片2的俯视角度，图3为叶片2的主视图。割煤时，直线段21首先垂直插入到煤层中，随着筒毂1的转动，倾斜段22再旋入煤层中，并将落煤利用旋角抛向下一层的叶片2。最后通过整个采煤机用滚筒的煤块装入工作面配套的刮板输送机。

直线段21垂直插入煤层中，进一步减小割煤阻力。现有的螺旋叶片进入煤层时，与煤壁面之间有一定的倾斜角度，产生阻力较大。

具体为，如图2-3所示，直线段21为矩形片，矩形片的四个角分别为A点、B点、E点和D点，E点和D点位于筒毂1的外表面上，AB线与筒毂1的中心轴线L1垂直，AD线和BE线垂直于筒毂1的外表面。

从图1的叶片2的俯视角度来看，由于AD线和BE线垂直于筒毂1的外表面，因此看不到E点和D点。

倾斜段22为圆缺片，圆缺片的三个角分别为B点、E点和C点，C点位于筒毂1的外表面上，BC线为圆弧线，CE线与ED线之间呈钝角。

CE线与ED线之间即为旋角。图2由于是叶片2的主视图，看起来CE线与ED线位于同一直线上，实际上CE线与ED线之间的夹角如图1中，BC线与AB线之间的夹角。

割煤时，图2中AB线随采煤机前进垂直切入煤层中，BC线再倾斜切入煤层中，并随滚筒旋转将落煤抛至下一层叶片的A点处，进入下一循环。

可选地，直线段21与倾斜段22之间可以圆弧过渡，即旋角可以为圆弧倒角。

可选地，从图3的方位来看，BC线也可以为直线，此时倾斜段22为三角片。

可选地，从图2的方位来看，BC线也可以为圆弧线，此时倾斜段22为弧形片。

进一步地，待割煤越硬，即煤的硬度越大，倾斜段22与直线段21之间的夹角越大。旋角越大，方便煤块通过叶片2，有利于减少割煤时的阻力。

进一步地，如图2-3所示，ABC线上布置有多个间隔分布的截齿(图未示)。叶片2用于截割煤壁，截齿将煤破碎，破碎及切入煤壁深度最大可为叶片的高度。

待割煤越硬，多个截齿之间的间距越小。

进一步地，待割煤层越厚，叶片2的尺寸越大；待割煤越软，叶片2之间的间距越大。

本发明中纵轴式的滚筒减少了煤流在叶片上旋出的行程，即在煤壁破碎后可立即进入落煤过程，减小了截割阻力，提高了块煤率，同时纵轴滚筒进入煤壁时增加了滚筒旋叶与煤壁接触点，增加了截割面，提高了截割效率。

因截割时叶片阻力较小，可降低配套截割电动机、牵引电动机功率，截割部和牵引部相应可靠性增加，采煤机和滚筒加工工艺及制造难度降低。

以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种采煤机用滚筒，包括筒毂和设置在所述筒毂的外表面上的旋叶，其特征在于，所述筒毂为圆筒形，所述筒毂的中心轴线与待割煤的煤壁面相互平行，并且所述筒毂的中心轴线沿竖直方向布置。

2.根据权利要求1所述的采煤机用滚筒，其特征在于，所述旋叶包括多片叶片，多片所述叶片间隔分布在所述筒毂的外表面上。

3.根据权利要求2所述的采煤机用滚筒，其特征在于，所述叶片沿所述筒毂的圆周方向分为多层，每层所述叶片之间间隔布置。

4.根据权利要求3所述的采煤机用滚筒，其特征在于，同一层的所述叶片之间间隔布置。

5.根据权利要求3所述的采煤机用滚筒，其特征在于，相邻层的所述叶片之间错开布置。

6.根据权利要求1-5任一项所述的采煤机用滚筒，其特征在于，所述叶片垂直于所述筒毂的外表面，所述叶片包括直线段和倾斜段，所述直线段沿垂直于所述中心轴线的方向延伸，所述倾斜段与所述直线段之间呈钝角。

7.根据权利要求6所述的采煤机用滚筒，其特征在于，所述直线段为矩形片，所述矩形片的四个角分别为A点、B点、E点和D点，所述E点和D点位于所述筒毂的外表面上，AB线与所述筒毂的中心轴线垂直，AD线和BE线垂直于所述筒毂的外表面；

所述倾斜段为圆缺片，所述圆缺片的三个角分别为B点、E点和C点，所述C点位于所述筒毂的外表面上，BC线为圆弧线，CE线与ED线之间呈钝角。

8.根据权利要求6所述的采煤机用滚筒，其特征在于，待割煤越硬，所述倾斜段与所述直线段之间的夹角越大。

9.根据权利要求7所述的采煤机用滚筒，其特征在于，ABC线上布置有多个间隔分布的截齿。

10.根据权利要求1-5任一项所述的采煤机用滚筒，其特征在于，待割煤层越厚，所述叶片的尺寸越大；待割煤越软，所述叶片之间的间距越大。