专利名称：采煤机滚筒专用的开槽截齿结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种开槽截齿，具体地说是采煤机滚筒专用的开槽截齿结构，其主要在采煤机滚筒回转并进给过程中，在煤岩切削表面上开切出数条狭窄而较深的截槽。
背景技术：
目前，国内外采煤机滚筒用的截齿主要可分为两类，一类是扁截齿，又称径向截齿，因为它在采煤机滚筒上径向安装，在英、德采用的较多，国内市场上已较少采用，主要用于中小型功率的采煤机滚筒上。另一类是锥型截齿，该种截齿无锋锐的切削刃，其头部呈圆锥状，故称其锥型截齿，此种截齿在采煤机滚筒上45°安装，工作过程中可以自行回转，它的破煤过程类似于镐头劈裂材料，故国际上又称其镐型截齿。多年前，原苏联与德国曾使用过在采煤机滚筒45°角安装有锋锐切削刃，工作过程中不回转的截齿，该种截齿曾被命名为切向截齿。可是从前个世纪的八十年代后期再无此类齿型使用的相关报道，为此国内截齿的行业标准中，仅列入了扁型截齿与锥型截齿两种类型的截齿。截齿型式的选择主要依据煤的性质、矿层条件及用户要求，但是主要追求的是
1.截齿消耗低。截齿消耗低不仅能降低吨煤的生产成本，还可以减少更换截齿的辅助时间，提高生产效率。2.能耗低。能耗低也有助于降低吨煤成本，减少机电事故与提高生产效率。3.降低工作面粉尘与提高块煤出率。锥型截齿的技术特征是适用性强，因为它无锋锐的切削刃，所以在复杂的煤质条件与矿层中与坚硬的矿物撞击时，其头部不易被击碎而失效。锥型截齿由于它在采煤机滚筒上45°安装，为此随其截割深度之增加，参与挤压的断面积增加的数率较慢，为此适用于采煤机滚筒转数低、牵引速度快的条件下应用，所以更适合于大功率采煤机滚筒上采用。由于国内外的采煤机功率越来越大，所以现今锥型截齿有广泛取代扁截齿的趋势。尽管如此， 锥型截齿的致命弱点是破煤过程中的粉尘大，危害到矿工的健康与煤矿安全生产。这是由于锥型截齿无锋锐的切削刃，破煤过程是先形成一个极大的密实核(被压成粉的碎煤)，在断续增压时，粉煤向四周扩散而产生张力，所产生的张力大于煤的强度时，煤被破碎，而在其破碎的瞬间，被压碎的煤粉就会借助于风力四处飞扬，所以要减少破煤过程中的粉尘必须设法消除或减小机械破煤过程中产生在截齿头部的密实核。锥型截齿无论在滚筒上如何安装都无法解决密实核问题。扁截齿一般均有较锋锐的切削刃，若拥有平直的前刃面与大于煤与硬质合金摩擦角的较大前角，在破煤过程中可实现剪切破煤，且不会有较大的密实核产生，因此粉尘与能耗也较低，但是国内各截齿生产厂家因长期未能解决片状硬质合金的钎焊问题，而均采用柱状合金取代片状合金，且所采用的屋脊形硬质合金的倾角也较小， 故在其破煤过程中仍以挤压为主，仍有较大的密实核产生，粉尘仍旧较大，能耗也不会较锥型截齿有明显的降低。为降低能耗与工作面粉尘，提高机采煤的块煤出率，在曾荣获煤炭工业科技进步二等奖的《采煤机非均布叶片滚筒》获得成功并广泛应用。名称为《采煤机开槽式楔型截齿滚筒》的技术核心是在采煤机滚筒回转并进给的过程中能否先开切出狭窄而较深的截槽？而紧跟其后的截齿能否通过弯曲而将其截槽间的煤岩实体剥落？这并非遐想，因为早在60年代初原苏联斯阔琴斯基矿业研究院院士别隆、波津二人合著的《煤炭切削原理》就已阐述过煤的机械物理特性其抗压、抗剪、抗拉强度分别为1:0. 3:0. 15，为彻底改变煤炭破碎机理，实现以剪切拉伸为主、挤压为辅取代现今国内外广泛使用的锥型截齿滚筒的挤压张力破煤机理。《采煤机开槽式楔型截齿滚筒》正式列入天地总公司攻关课题已达八年之久。八年多以来进行了多次井下试验，前后经历了开槽截齿脱落硬质合金片、开槽截齿丢失、开槽截齿硬质合金片崩裂的磨难，这主要是开槽截齿处于封闭状态切割，其切削负荷较大，技术难关一个个被攻破，现今已走向成熟阶段。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种采煤机滚筒专用的开槽截齿结构，该截齿能根据煤质条件确定槽间距，确保滚筒工作的平稳性；能耗低、粉尘小，块煤出率高。按照本发明提供的技术方案，采煤机滚筒专用的开槽截齿结构包括开槽截齿齿体、第一硬质合金片、第二硬质合金片，所述开槽截齿齿体、第一硬质合金片、第二硬质合金片通过钎焊而组成一体；所述开槽截齿的前角为32° ；所述开槽截齿齿体上设置有二个或三个台阶。作为本发明的进一步改进，所述第一硬质合金片和第二硬质合金片的齿头底部两侧面分别留有排屑槽。作为本发明的进一步改进，所述二个台阶的开槽截齿，其伸出齿座的部分相对其齿柄向后扭转15°角，在滚筒上向前倾斜15°角安装；用销固定于齿座中。作为本发明的进一步改进，所述三个台阶的开槽截齿，其伸出齿座的部分相对其齿柄向后扭转15°角，在滚筒上向前倾斜15°角安装；用销固定于齿座中。作为本发明所述的开槽截齿在滚筒圆周均勻分布，与楔型截齿成对安装。本发明与已有技术相比具有以下优点
本发明开槽截齿可在煤岩的切削表面切出深10 120毫米、宽25 35毫米的截槽， 其开槽功能是通过剪切及借助于应力集中原理实现的；开槽截齿与楔形截齿在滚筒上同时使用时，是以剪切拉伸为主，挤压为辅进行破碎煤岩可以取代现今国内外广泛采用的挤压张力破煤的锥型截齿滚筒，破煤机理的根本改变，使其拥有能耗低、粉尘小、块煤出率高的显著技术特点。
图1为本发明结构主视图。图2为本发明结构俯视图。图3为本发明二台阶的开槽截齿结构示意图。图4为本发明三台阶的开槽截齿结构示意图。
具体实施例方式下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述图1所示，包括开槽截齿齿体1、第一硬质合金片2、第二硬质合金片3。所述开槽截齿齿体1、第一硬质合金片2、第二硬质合金片3通过钎焊而组成一体； 所述开槽截齿的前角为30 35°。所述开槽截齿在滚筒圆周均勻分布，与楔型截齿成对安装，用销固定于齿座中。所述开槽截齿齿体1上设置有二个或三个台阶。图3所示，为二个台阶的开槽截齿。图4所示，为三个台阶的开槽截齿。所述二个台阶或三个台阶的轴向间距为30 40 mm;台阶的高度差为30 40mm;切削刃宽度为20 30 mm，两侧刃与主刃夹角为87 89 °。本发明开槽截齿由于承受的切削负荷较大，工作环境恶劣，为此对其整体强度要求较高。其截齿的齿体材料一般应采用中碳镍(Ni)，铬(Cr)，钼(Mo)钢制作，对开槽截齿的硬质合金片要求也较高，其含钴(Co)量一般不低于13%，对其颗粒度的要求也较高，因为对其耐冲击、耐磨均有较高的要求。其截齿生产工艺为
下料一加热一制坯一成型一切边一正火一回火一机加工一检验一喷砂处理一钎焊硬质合金片一保温一低温回火或振动时效处理一防锈处理一检验一入库。本发明是“具有开槽功能的新型采煤机滚筒”的关键元件。其功能是在采煤机滚筒回转并进给过程中，在煤岩切削表面上开切出数条狭窄而较深的截槽。一般用于中小型采煤机滚筒采用二个台阶的开槽截齿。本发明与已有技术中的开槽截齿大不相同，其主要区别如下
1.齿形已发生根本性变化，新设计的开槽截齿已将伸出齿座的截齿头部分对截齿柄部向后转动15°角，故改径向安装为向前倾斜15°角安装，向前倾斜15°的齿座内孔能对截齿产生一个径向制动力，有助于防止截齿的丢失。2.改形状较为复杂具有应力集中的硬质合金头为形状简单的无应力集中的片状硬质合金头。3.充分考虑了截齿的排屑问题，原硬质合金片的屋脊部分以截齿母体取代，在前面切割的支撑硬质合金片的齿头底部两侧面留有排屑槽。4.最大限度地降低其切削负荷，一般条件下均以二个台阶的开槽截齿取代三个台阶开槽截齿；只有特大功率的采煤机采用三个台阶开槽截齿，主要是高牵引速度情况下，二个台阶开槽截齿的伸出长度不够。不采用如台阶为4飞个的开槽截齿，其原因是降低开槽齿的剪切负荷，因为纵使剪切破煤的负荷仅为挤压破煤负荷的0. 3倍，开槽截齿若超过四个台阶时，其截割负荷已大于挤压破煤的工作负荷。而开槽截齿总是处于封闭状态下工作， 为保其正常工作不宜工作负荷太大。5.加大了开槽截齿的前角，原开槽截齿的前角为25°。本发明开槽截齿的实际前角为32°，确保开槽截齿的前角大于煤与硬质合金的摩擦角，使其处于纯剪切状态下破煤， 以避免或最大限度地减小密实核的产生。这不仅有益于降低粉尘，也有益于降低切削负荷。6.本发明开槽截齿采用600° C左右的熔点较低的银、铜、锌、镉钎料组焊硬质合金，且采取钎焊后消除焊接应力的技术措施。总之，靠剪切破煤，利用应力集中原理在煤炭切削表面开出狭窄而较深的截槽，开槽截齿则是核心技术的关键元件。
权利要求
1.一种采煤机滚筒专用的开槽截齿结构，包括开槽截齿齿体(1)、第一硬质合金片(2)、第二硬质合金片(3)，所述开槽截齿齿体(1)、第一硬质合金片(2)、第二硬质合金片(3)通过钎焊而组成一体；其特征是所述开槽截齿的前角为30 35°；所述开槽截齿齿体(1)上设置有二个或三个台阶。
2.如权利要求1所述的采煤机滚筒专用的开槽截齿结构，其特征是所述第一硬质合金片(2)和第二硬质合金片(3)的齿头底部两侧面分别留有排屑槽。
3.如权利要求1所述的采煤机滚筒专用的开槽截齿结构，其特征是所述二个台阶的开槽截齿，其伸出齿座的部分相对其齿柄向后扭转15°角，在滚筒上向前倾斜15°角安装。
4.如权利要求1所述的采煤机滚筒专用的开槽截齿结构，其特征是所述三个台阶的开槽截齿，其伸出齿座的部分相对其齿柄向后扭转15°角，在滚筒上向前倾斜15°角安装。
全文摘要
本发明涉及一种采煤机滚筒专用的开槽截齿结构，包括开槽截齿齿体、第一硬质合金片、第二硬质合金片，所述开槽截齿齿体、第一硬质合金片、第二硬质合金片通过钎焊而组成一体；所述开槽截齿的前角为32°；所述开槽截齿齿体上设置有二个或三个台阶。所述二个台阶或三个台阶的开槽截齿，其伸出齿座的部分相对其齿柄向后扭转15°角，在滚筒上向前倾斜15°角安装；用销固定于齿座中。本发明其开槽功能是通过剪切及借助于应力集中原理实现的；开槽截齿是以剪切为主，挤压为辅，取代国内外广泛采用的挤压张力破煤的锥型截齿；破煤机理的根本改变，使其拥有能耗低、粉尘小的显著特点。
文档编号E21C35/18GK102425414SQ201110373280
公开日2012年4月25日 申请日期2011年11月22日 优先权日2011年11月22日
发明者张守柱 申请人:无锡速力特机械科技有限公司