專利名稱：采煤機(jī)滾筒專用的開槽截齒結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種開槽截齒，具體地說是采煤機(jī)滾筒專用的開槽截齒結(jié)構(gòu)，其主要在采煤機(jī)滾筒回轉(zhuǎn)并進(jìn)給過程中，在煤巖切削表面上開切出數(shù)條狹窄而較深的截槽。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)外采煤機(jī)滾筒用的截齒主要可分為兩類，一類是扁截齒，又稱徑向截齒，因為它在采煤機(jī)滾筒上徑向安裝，在英、德采用的較多，國內(nèi)市場上已較少采用，主要用于中小型功率的采煤機(jī)滾筒上。另一類是錐型截齒，該種截齒無鋒銳的切削刃，其頭部呈圓錐狀，故稱其錐型截齒，此種截齒在采煤機(jī)滾筒上45°安裝，工作過程中可以自行回轉(zhuǎn)，它的破煤過程類似于鎬頭劈裂材料，故國際上又稱其鎬型截齒。多年前，原蘇聯(lián)與德國曾使用過在采煤機(jī)滾筒45°角安裝有鋒銳切削刃，工作過程中不回轉(zhuǎn)的截齒，該種截齒曾被命名為切向截齒。可是從前個世紀(jì)的八十年代后期再無此類齒型使用的相關(guān)報道，為此國內(nèi)截齒的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，僅列入了扁型截齒與錐型截齒兩種類型的截齒。截齒型式的選擇主要依據(jù)煤的性質(zhì)、礦層條件及用戶要求，但是主要追求的是
1.截齒消耗低。截齒消耗低不僅能降低噸煤的生產(chǎn)成本，還可以減少更換截齒的輔助時間，提高生產(chǎn)效率。2.能耗低。能耗低也有助于降低噸煤成本，減少機(jī)電事故與提高生產(chǎn)效率。3.降低工作面粉塵與提高塊煤出率。錐型截齒的技術(shù)特征是適用性強(qiáng)，因為它無鋒銳的切削刃，所以在復(fù)雜的煤質(zhì)條件與礦層中與堅硬的礦物撞擊時，其頭部不易被擊碎而失效。錐型截齒由于它在采煤機(jī)滾筒上45°安裝，為此隨其截割深度之增加，參與擠壓的斷面積增加的數(shù)率較慢，為此適用于采煤機(jī)滾筒轉(zhuǎn)數(shù)低、牽引速度快的條件下應(yīng)用，所以更適合于大功率采煤機(jī)滾筒上采用。由于國內(nèi)外的采煤機(jī)功率越來越大，所以現(xiàn)今錐型截齒有廣泛取代扁截齒的趨勢。盡管如此， 錐型截齒的致命弱點是破煤過程中的粉塵大，危害到礦工的健康與煤礦安全生產(chǎn)。這是由于錐型截齒無鋒銳的切削刃，破煤過程是先形成一個極大的密實核(被壓成粉的碎煤)，在斷續(xù)增壓時，粉煤向四周擴(kuò)散而產(chǎn)生張力，所產(chǎn)生的張力大于煤的強(qiáng)度時，煤被破碎，而在其破碎的瞬間，被壓碎的煤粉就會借助于風(fēng)力四處飛揚(yáng)，所以要減少破煤過程中的粉塵必須設(shè)法消除或減小機(jī)械破煤過程中產(chǎn)生在截齒頭部的密實核。錐型截齒無論在滾筒上如何安裝都無法解決密實核問題。扁截齒一般均有較鋒銳的切削刃，若擁有平直的前刃面與大于煤與硬質(zhì)合金摩擦角的較大前角，在破煤過程中可實現(xiàn)剪切破煤，且不會有較大的密實核產(chǎn)生，因此粉塵與能耗也較低，但是國內(nèi)各截齒生產(chǎn)廠家因長期未能解決片狀硬質(zhì)合金的釬焊問題，而均采用柱狀合金取代片狀合金，且所采用的屋脊形硬質(zhì)合金的傾角也較小， 故在其破煤過程中仍以擠壓為主，仍有較大的密實核產(chǎn)生，粉塵仍舊較大，能耗也不會較錐型截齒有明顯的降低。為降低能耗與工作面粉塵，提高機(jī)采煤的塊煤出率，在曾榮獲煤炭工業(yè)科技進(jìn)步二等獎的《采煤機(jī)非均布葉片滾筒》獲得成功并廣泛應(yīng)用。名稱為《采煤機(jī)開槽式楔型截齒滾筒》的技術(shù)核心是在采煤機(jī)滾筒回轉(zhuǎn)并進(jìn)給的過程中能否先開切出狹窄而較深的截槽？而緊跟其后的截齒能否通過彎曲而將其截槽間的煤巖實體剝落？這并非遐想，因為早在60年代初原蘇聯(lián)斯闊琴斯基礦業(yè)研究院院士別隆、波津二人合著的《煤炭切削原理》就已闡述過煤的機(jī)械物理特性其抗壓、抗剪、抗拉強(qiáng)度分別為1:0. 3:0. 15，為徹底改變煤炭破碎機(jī)理，實現(xiàn)以剪切拉伸為主、擠壓為輔取代現(xiàn)今國內(nèi)外廣泛使用的錐型截齒滾筒的擠壓張力破煤機(jī)理?！恫擅簷C(jī)開槽式楔型截齒滾筒》正式列入天地總公司攻關(guān)課題已達(dá)八年之久。八年多以來進(jìn)行了多次井下試驗，前后經(jīng)歷了開槽截齒脫落硬質(zhì)合金片、開槽截齒丟失、開槽截齒硬質(zhì)合金片崩裂的磨難，這主要是開槽截齒處于封閉狀態(tài)切割，其切削負(fù)荷較大，技術(shù)難關(guān)一個個被攻破，現(xiàn)今已走向成熟階段。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足之處，從而提供一種采煤機(jī)滾筒專用的開槽截齒結(jié)構(gòu)，該截齒能根據(jù)煤質(zhì)條件確定槽間距，確保滾筒工作的平穩(wěn)性；能耗低、粉塵小，塊煤出率高。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，采煤機(jī)滾筒專用的開槽截齒結(jié)構(gòu)包括開槽截齒齒體、第一硬質(zhì)合金片、第二硬質(zhì)合金片，所述開槽截齒齒體、第一硬質(zhì)合金片、第二硬質(zhì)合金片通過釬焊而組成一體；所述開槽截齒的前角為32° ；所述開槽截齒齒體上設(shè)置有二個或三個臺階。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一硬質(zhì)合金片和第二硬質(zhì)合金片的齒頭底部兩側(cè)面分別留有排屑槽。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述二個臺階的開槽截齒，其伸出齒座的部分相對其齒柄向后扭轉(zhuǎn)15°角，在滾筒上向前傾斜15°角安裝；用銷固定于齒座中。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述三個臺階的開槽截齒，其伸出齒座的部分相對其齒柄向后扭轉(zhuǎn)15°角，在滾筒上向前傾斜15°角安裝；用銷固定于齒座中。作為本發(fā)明所述的開槽截齒在滾筒圓周均勻分布，與楔型截齒成對安裝。本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點
本發(fā)明開槽截齒可在煤巖的切削表面切出深10 120毫米、寬25 35毫米的截槽， 其開槽功能是通過剪切及借助于應(yīng)力集中原理實現(xiàn)的；開槽截齒與楔形截齒在滾筒上同時使用時，是以剪切拉伸為主，擠壓為輔進(jìn)行破碎煤巖可以取代現(xiàn)今國內(nèi)外廣泛采用的擠壓張力破煤的錐型截齒滾筒，破煤機(jī)理的根本改變，使其擁有能耗低、粉塵小、塊煤出率高的顯著技術(shù)特點。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)主視圖。圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)俯視圖。圖3為本發(fā)明二臺階的開槽截齒結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明三臺階的開槽截齒結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面本發(fā)明將結(jié)合附圖中的實施例作進(jìn)一步描述圖1所示，包括開槽截齒齒體1、第一硬質(zhì)合金片2、第二硬質(zhì)合金片3。所述開槽截齒齒體1、第一硬質(zhì)合金片2、第二硬質(zhì)合金片3通過釬焊而組成一體； 所述開槽截齒的前角為30 35°。所述開槽截齒在滾筒圓周均勻分布，與楔型截齒成對安裝，用銷固定于齒座中。所述開槽截齒齒體1上設(shè)置有二個或三個臺階。圖3所示，為二個臺階的開槽截齒。圖4所示，為三個臺階的開槽截齒。所述二個臺階或三個臺階的軸向間距為30 40 mm;臺階的高度差為30 40mm;切削刃寬度為20 30 mm，兩側(cè)刃與主刃夾角為87 89 °。本發(fā)明開槽截齒由于承受的切削負(fù)荷較大，工作環(huán)境惡劣，為此對其整體強(qiáng)度要求較高。其截齒的齒體材料一般應(yīng)采用中碳鎳(Ni)，鉻(Cr)，鉬(Mo)鋼制作，對開槽截齒的硬質(zhì)合金片要求也較高，其含鈷(Co)量一般不低于13%，對其顆粒度的要求也較高，因為對其耐沖擊、耐磨均有較高的要求。其截齒生產(chǎn)工藝為
下料一加熱一制坯一成型一切邊一正火一回火一機(jī)加工一檢驗一噴砂處理一釬焊硬質(zhì)合金片一保溫一低溫回火或振動時效處理一防銹處理一檢驗一入庫。本發(fā)明是“具有開槽功能的新型采煤機(jī)滾筒”的關(guān)鍵元件。其功能是在采煤機(jī)滾筒回轉(zhuǎn)并進(jìn)給過程中，在煤巖切削表面上開切出數(shù)條狹窄而較深的截槽。一般用于中小型采煤機(jī)滾筒采用二個臺階的開槽截齒。本發(fā)明與已有技術(shù)中的開槽截齒大不相同，其主要區(qū)別如下
1.齒形已發(fā)生根本性變化，新設(shè)計的開槽截齒已將伸出齒座的截齒頭部分對截齒柄部向后轉(zhuǎn)動15°角，故改徑向安裝為向前傾斜15°角安裝，向前傾斜15°的齒座內(nèi)孔能對截齒產(chǎn)生一個徑向制動力，有助于防止截齒的丟失。2.改形狀較為復(fù)雜具有應(yīng)力集中的硬質(zhì)合金頭為形狀簡單的無應(yīng)力集中的片狀硬質(zhì)合金頭。3.充分考慮了截齒的排屑問題，原硬質(zhì)合金片的屋脊部分以截齒母體取代，在前面切割的支撐硬質(zhì)合金片的齒頭底部兩側(cè)面留有排屑槽。4.最大限度地降低其切削負(fù)荷，一般條件下均以二個臺階的開槽截齒取代三個臺階開槽截齒；只有特大功率的采煤機(jī)采用三個臺階開槽截齒，主要是高牽引速度情況下，二個臺階開槽截齒的伸出長度不夠。不采用如臺階為4飛個的開槽截齒，其原因是降低開槽齒的剪切負(fù)荷，因為縱使剪切破煤的負(fù)荷僅為擠壓破煤負(fù)荷的0. 3倍，開槽截齒若超過四個臺階時，其截割負(fù)荷已大于擠壓破煤的工作負(fù)荷。而開槽截齒總是處于封閉狀態(tài)下工作， 為保其正常工作不宜工作負(fù)荷太大。5.加大了開槽截齒的前角，原開槽截齒的前角為25°。本發(fā)明開槽截齒的實際前角為32°，確保開槽截齒的前角大于煤與硬質(zhì)合金的摩擦角，使其處于純剪切狀態(tài)下破煤， 以避免或最大限度地減小密實核的產(chǎn)生。這不僅有益于降低粉塵，也有益于降低切削負(fù)荷。6.本發(fā)明開槽截齒采用600° C左右的熔點較低的銀、銅、鋅、鎘釬料組焊硬質(zhì)合金，且采取釬焊后消除焊接應(yīng)力的技術(shù)措施?？傊?，靠剪切破煤，利用應(yīng)力集中原理在煤炭切削表面開出狹窄而較深的截槽，開槽截齒則是核心技術(shù)的關(guān)鍵元件。
權(quán)利要求
1.一種采煤機(jī)滾筒專用的開槽截齒結(jié)構(gòu)，包括開槽截齒齒體(1)、第一硬質(zhì)合金片(2)、第二硬質(zhì)合金片(3)，所述開槽截齒齒體(1)、第一硬質(zhì)合金片(2)、第二硬質(zhì)合金片(3)通過釬焊而組成一體；其特征是所述開槽截齒的前角為30 35°；所述開槽截齒齒體(1)上設(shè)置有二個或三個臺階。
2.如權(quán)利要求1所述的采煤機(jī)滾筒專用的開槽截齒結(jié)構(gòu)，其特征是所述第一硬質(zhì)合金片(2)和第二硬質(zhì)合金片(3)的齒頭底部兩側(cè)面分別留有排屑槽。
3.如權(quán)利要求1所述的采煤機(jī)滾筒專用的開槽截齒結(jié)構(gòu)，其特征是所述二個臺階的開槽截齒，其伸出齒座的部分相對其齒柄向后扭轉(zhuǎn)15°角，在滾筒上向前傾斜15°角安裝。
4.如權(quán)利要求1所述的采煤機(jī)滾筒專用的開槽截齒結(jié)構(gòu)，其特征是所述三個臺階的開槽截齒，其伸出齒座的部分相對其齒柄向后扭轉(zhuǎn)15°角，在滾筒上向前傾斜15°角安裝。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種采煤機(jī)滾筒專用的開槽截齒結(jié)構(gòu)，包括開槽截齒齒體、第一硬質(zhì)合金片、第二硬質(zhì)合金片，所述開槽截齒齒體、第一硬質(zhì)合金片、第二硬質(zhì)合金片通過釬焊而組成一體；所述開槽截齒的前角為32°；所述開槽截齒齒體上設(shè)置有二個或三個臺階。所述二個臺階或三個臺階的開槽截齒，其伸出齒座的部分相對其齒柄向后扭轉(zhuǎn)15°角，在滾筒上向前傾斜15°角安裝；用銷固定于齒座中。本發(fā)明其開槽功能是通過剪切及借助于應(yīng)力集中原理實現(xiàn)的；開槽截齒是以剪切為主，擠壓為輔，取代國內(nèi)外廣泛采用的擠壓張力破煤的錐型截齒；破煤機(jī)理的根本改變，使其擁有能耗低、粉塵小的顯著特點。
文檔編號E21C35/18GK102425414SQ201110373280
公開日2012年4月25日 申請日期2011年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月22日
發(fā)明者張守柱 申請人:無錫速力特機(jī)械科技有限公司