CN210037234U - 一种连续采煤机截割性能试验台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种连续采煤机截割性能试验台，包括实验台基座、位于所述实验台基座一端的模拟煤壁、位于实验台基座另一端的连续采煤机模拟机身；所述连续采煤机模拟机身上铰接有朝向所述模拟煤壁伸展的截割臂，所述截割臂的端部连接有截割滚筒，用于对所述模拟煤壁进行截割；所述连续采煤机模拟机身和截割臂之间设有截割臂摆动油缸，用于带动所述截割臂进行上下摆动。本实用新型可实现对连续采煤机多种工况的模拟，对连续采煤机的截割过程中的各种参数进行测试，研究在不同工况下截割性能参数的变化规律，为提高连续采煤机的工作稳定性和工艺可控制性研究提供实验条件和实验依据，为建立连续采煤机工作机构的设计理论和方法提供实验基础。
Description
技术领域
本实用新型涉及采煤机截割试验的技术领域，尤其涉及一种连续采煤机截割性能试验台。
背景技术
连续采煤机是一种适用于短壁开采、集截割、装载、转运、移动行走、喷雾降尘于一身的综合机械化开采设备，它具有体积小、调动灵活、使用方便等优点，不仅可开采煤炭，还能用于煤巷掘进。
由于连续采煤机主要用于房柱式开采或煤巷掘进，工作面煤岩分布不均，开采介质包括纯煤、煤岩、包裹体和夹石层，性质多变，具有很大的随机性，截割机构直接作用在煤岩上，截割时呈悬臂状态，滚筒受力复杂，截割载荷变化大，容易引起机器较大的振动，影响了机器工作的可靠性，引起紧固件和连接件松动，降低了机器传动件和连接件的使用寿命，破坏机器内部齿轮传动的平稳性和准确性，加速齿轮、轴承、传动轴等机械零件、液压元件和电子元器件的损坏，直接影响整机的振动、截割性能、使用寿命和经济效益，并且增加了维修工作量和吨煤成本。
国内学者对截齿截割性能研究虽然起步较晚，但进行了大量的科研工作。陈渠和高天林于1989年研究了楔型截齿的最佳截线距，指出最佳截槽间距与截齿主刃宽度和切削厚度有关。刘立本和江涛于1990年通过对楔型截齿的运动学研究指出，截齿齿尖运动轨迹为余摆线，在截割过程中，截齿的工作前角和后角不断变化，为保持一定的工作后角，设计后角应当大于后角最大的变化量。辽宁工程技术大学的李晓豁于上世纪末对镐型、楔型截齿的截割性能进行了实验研究，指出煤岩物理机械性质、截齿结构参数、截割参数对截齿截割力均有影响。王春华等分别于2001年和2002年利用楔型截齿进行煤岩截割试验指出，由于煤岩体中的裂隙缺陷和层理节理结构，在截齿破煤中既发生裂纹扩展，又发生剪切，使用单一的拉应力或剪应力理论并不能很好的解释破煤机理，破煤过程中裂纹的扩展将沿煤岩体内的层理、节理缺陷裂隙。姚宝恒等于2002年对镐形截齿进行了截割试验研究，并指出加大安装角，在截深一定时，会减小截割力。但安装角又不能过大，否则会出现质合金头扳断、脱落现象。刘春生分别于2002年和2004年对截齿安装角进行了理论分析，得出了煤质、截齿主要参数与安装角的定量关系，导出了齿身与煤体不发生干涉的理论设计条件；并对镐形截齿截割力的特性进行了分析，指出截割载荷具有分形特征。宁仲良和朱华双于2003年对镐形截齿截割时的应力分布进行了研究，得到了镐形截齿的应力分布图和应力的变化曲线图，指出可以通过合理地选择硬质合金头的材料和改善截齿合金头与齿身的焊接质量来解决镐形截齿硬质合金头的脱落和折损问题。姬国强等于2008年利用有限元软件对截齿截割煤岩进行了仿真研究，得到了截齿的三向力曲线和截割阻力的平均值，指出截割阻力的平均值随速度的增加呈现出先减小后增大的特点。国内的中国矿业大学刘送永对滚筒式采煤机的截割性能建立了滚筒截割煤岩系统的混沌模型，并通过改变混沌因子的值，初步得到了可以模拟试验载荷变化特征的曲线，采用理论分析、仿真和试验相结合的方法，对滚筒采煤机滚筒截割性能及截割系统动力学特性进行了研究，为研究滚筒截割系统的动力学特性提供了一种新的方法。
国外的澳大利亚学者B.Tiryaki和A.Cagatay Dikmen于2006年通过对煤岩特性与截齿截割比能耗的关系进行研究，指出截割比能耗与煤岩的抗压强度成线性关系。土耳其学者N.Bilgin等分别于2006年和2007年利用镐型截齿对不同特性的煤岩进行了截割试验，并与一些实验和理论结果进行比较，指出煤岩的轴向抗压强度对截割机构的性能影响最大，抗拉强度、静态和动态弹性模量对截割机构性能的影响较大；并且可以用缩小比例的试验模型来代替原型进行试验，但是试验结果存在一定误差。土耳其学者N.Gunes Yilmaz等于2007年研究了径向截齿的受力公式，并利用多元线性回归方法得出了截割力与相关参数(煤岩剪切强度、切削厚度、截齿和煤岩的摩擦角、截齿宽度、煤岩崩落角、煤岩抗压强度)的关系，通过利用前人的试验数据，验证了此公式对截割力预测的有效性；同时指出，径向截齿限于在中等硬度的煤岩中使用。美国学者Brijes Mishra于2007年利用有限元法研究了截齿、滚筒类型的不同对截割效果的影响，并建立了镐型截齿截割煤岩时产生的热量与截割参数间的关系。
实用新型内容
针对上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种结构简单的连续采煤机截割性能试验台，能够实现对连续采煤机多种工况的模拟，为提高连续采煤机的工作稳定性和工艺可控制性提供实验条件和实验依据。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种连续采煤机截割性能试验台，包括实验台基座、位于所述实验台基座一端的模拟煤壁、位于所述实验台基座另一端的连续采煤机模拟机身；
所述连续采煤机模拟机身上铰接有朝向所述模拟煤壁伸展的截割臂，所述截割臂的端部连接有截割滚筒，用于对所述模拟煤壁进行截割；
所述连续采煤机模拟机身和截割臂之间设有截割臂摆动油缸，用于带动所述截割臂进行上下摆动。
优选的，所述实验台基座包括位于所述模拟煤壁下方的煤壁底座和便于所述连续采煤机模拟机身移动的机身底座；
所述机身底座上具有移动导轨、以及驱动所述连续采煤机模拟机身在所述移动导轨上移动的机身移动油缸。
优选的，所述截割滚筒包括电动滚筒体、位于所述电动滚筒体内部且驱动该电动滚筒体转动的电机和减速器。
进一步的，所述截割滚筒上设置有方便截齿安装拆卸、角度调整的固定槽。
优选的，所述模拟煤壁包括加压顶板，所述加压顶板的下方设有顶板压力油缸，用于模拟顶板压力。
由上，本实用新型的连续采煤机截割性能试验台可实现对连续采煤机多种工况的模拟，对连续采煤机的截割过程中的各种参数进行测试，研究在不同工况下截割性能参数的变化规律，为连续采煤机截割滚筒优化提供实验基础。可实现连续采煤机切槽、采垛、偏载、偏斜等工况下的截齿受力、实验台截割臂振动、优化截齿方案等相关数据的测试实验。本实用新型的连续采煤机截割试验台为提高连续采煤机的工作稳定性和工艺可控制性研究提供实验条件和实验依据，为建立连续采煤机工作机构的设计理论和方法提供实验基础。
附图说明
图1为本实用新型优选实施例的连续采煤机截割性能试验台的立体图；
图2为本实用新型优选实施例的连续采煤机截割性能试验台的主视图；
图3为本实用新型优选实施例的连续采煤机截割性能试验台的截割滚筒的结构示意图；
图4为图3的侧视图。
具体实施方式
本实用新型提供一种连续采煤机截割性能试验台，用于连续采煤机的截割试验，下面参见图1～图4对本实用新型所述连续采煤机截割性能试验台进行详细说明。
如图1-4所示，为本实用新型所提供的一种连续采煤机截割性能试验台的结构示意图，本实用新型的连续采煤机截割性能试验台用于连续采煤机的截割试验，包括实验台基座10、位于所述实验台基座10一端的模拟煤壁20、位于所述实验台基座10另一端的连续采煤机模拟机身30，其中，所述模拟煤壁20包括加压顶板21，所述加压顶板21的下方设有顶板压力油缸22，用于模拟顶板压力，采用通过顶板压力油缸22模拟顶板压力，创造煤壁的拟实环境。所述实验台基座10包括位于所述模拟煤壁20下方的煤壁底座和便于所述连续采煤机模拟机身30移动的机身底座，所述机身底座上具有移动导轨11、以及驱动所述连续采煤机模拟机身30在所述移动导轨11上移动的机身移动油缸12，通过机身移动油缸12实现连续采煤机模拟机身30的牵引。
所述连续采煤机模拟机身30上铰接有朝向所述模拟煤壁20伸展的截割臂40，所述截割臂40的端部连接有截割滚筒50，用于对所述模拟煤壁进行截割，其中，所述截割滚筒50包括电动滚筒体、位于所述电动滚筒体内部且驱动该电动滚筒体转动的电机和减速器。使用电动滚筒作为驱动体，电动滚筒具有易于控制的特点，且其可外接接线盒从而直接采集电动滚筒的转动数据。
另外，所述截割滚筒50上设置有方便截齿60安装拆卸、角度调整的固定槽51。在滚筒上设计了方便截齿安装拆卸、角度调整的固定槽51，并把截齿60设计为可移动和替换形式，可采用不同类型，不同大小的截齿进行替换，可以调整截齿间的间距、螺旋方向等，从而优化最佳截齿排列方案。
本实用新型的连续采煤机模拟机身30和截割臂40之间设有截割臂摆动油缸70，用于带动所述截割臂40进行上下摆动，截割臂40通过截割臂摆动油缸70实现上下摆动。
当本实用新型的试验台进行试验时，为了方便收集相关数据，可在试验台上安装传感器，例如在截齿60上安装三向力传感器，在油缸上安装压力传感器，在滚筒轴上安装力传感器，在滚筒内装有接线盒，其内有滚筒转动分析仪，采集滚筒的转动数据。
其中，在模拟煤壁情况时，应考虑其抗压强度、引入密度、煤岩本身存在的层理、节理和裂隙等因数。以顶板压力油缸22模拟顶板压力，创造煤壁的拟实环境。在机械模拟部分，充分使用机身移动油缸12模拟机身的牵引、使用截割臂摆动油缸70使截割臂40上下摆动等模拟连续采煤机机构。使用内置电机、减速器装置模拟截割滚筒50的转动。
本实用新型的连续采煤机截割性能试验台可实现对连续采煤机多种工况的模拟，对连续采煤机的截割过程中的各种参数进行测试，研究在不同工况下截割性能参数的变化规律，为连续采煤机截割滚筒优化提供实验基础。可实现连续采煤机切槽、采垛、偏载、偏斜等工况下的截齿受力、实验台截割臂振动、优化截齿方案等相关数据的测试实验。本实用新型的连续采煤机截割试验台为提高连续采煤机的工作稳定性和工艺可控制性研究提供实验条件和实验依据，为建立连续采煤机工作机构的设计理论和方法提供实验基础。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种连续采煤机截割性能试验台，其特征在于，包括实验台基座、位于所述实验台基座一端的模拟煤壁、位于所述实验台基座另一端的连续采煤机模拟机身；
所述连续采煤机模拟机身上铰接有朝向所述模拟煤壁伸展的截割臂，所述截割臂的端部连接有截割滚筒，用于对所述模拟煤壁进行截割；
所述连续采煤机模拟机身和截割臂之间设有截割臂摆动油缸，用于带动所述截割臂进行上下摆动；
所述模拟煤壁包括加压顶板，所述加压顶板的下方设有顶板压力油缸，用于模拟顶板压力。
2.根据权利要求1所述的连续采煤机截割性能试验台，其特征在于，所述实验台基座包括位于所述模拟煤壁下方的煤壁底座和便于所述连续采煤机模拟机身移动的机身底座；
所述机身底座上具有移动导轨、以及驱动所述连续采煤机模拟机身在所述移动导轨上移动的机身移动油缸。
3.根据权利要求1所述的连续采煤机截割性能试验台，其特征在于，所述截割滚筒包括电动滚筒体、位于所述电动滚筒体内部且驱动该电动滚筒体转动的电机和减速器。
4.根据权利要求1或3所述的连续采煤机截割性能试验台，其特征在于，所述截割滚筒上设置有方便截齿安装拆卸、角度调整的固定槽。
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| CN201920423983.8U CN210037234U (zh) | 2019-03-29 | 2019-03-29 | 一种连续采煤机截割性能试验台 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113431574A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-09-24 | 桂林电子科技大学 | 一种采煤机低能耗高效开采参数优化方法及三维扫描装置 |
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2019
- 2019-03-29 CN CN201920423983.8U patent/CN210037234U/zh not_active Expired - Fee Related
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