半梭镖形齿头5与锥台形齿身6通过钎焊成一体。
[0048]如图2a_图2c所示，本发明的锥形体楔形截齿与现有技术的锥形截齿的主要区别是，硬质合金的齿头及齿身的头部。本发明锥形体楔形截齿的齿头与被截割煤层接触的前部，锥形体楔形截齿的轴向正中带有一个切削刃的半梭镖形齿头；通过该切削刃端部的“半梭镖形齿头”与滚筒轴线相交的径向线之间形成前角，背面是一个局部近似圆锥面的部分，与半梭镖形齿头运动轨迹的切向线形成后角。梭镖形切削刃与两侧面形成的二面角即刃倾角可在大于30°至50°的范围内优化选择。而现有技术中，锥形截齿的硬质合金齿头与煤层接触部位是一个带有尖端的圆锥形。
[0049]这就形成了不同的破煤机理，现有锥形截齿截煤主要靠“齿尖”的“点击”和齿头及齿身头部圆锥楔入煤体，随着截齿的推进形成大面积由煤粉组成的“密实核”，当它的挤压涨力超过煤的强度，使煤断裂，同时放出大量煤粉形成煤尘。
[0050]而本发明锥形体楔形截齿的齿头带有“切削刃”和“齿尖”，不但有“点击”破煤作用，截齿在楔入煤岩实体的过程中，锋利的切削刃和较大的刃倾角改变了圆锥形截齿以圆锥面楔入煤岩实体为棱线楔入煤岩实体，从而避免了 “密实核”的产生，楔入煤岩实体断面积的大大减小，使其楔入阻力大大降低，并能对煤岩直接产生侧向推力即张力，从而使截齿截割力大为降低，降低了采煤机截割功率。由于不形成“密实核”，使截割中的粉尘大幅度降低。另外，带来的好处还有:由于单齿截割力降低，滚筒的扭矩也大为降低，提高了采煤机传动元部件及整机的可靠性和寿命。采用此种滚筒来截割同样的煤岩，可以降低采煤机对于装机功率的要求。
[0051]本发明锥形体楔形截齿的锥台形齿身6的前端，与现有锥形截齿齿身前端形状也不同，它是齿头各面形状的延伸，连接锥台形齿身6后端形成。这样的好处是:发挥了现有技术锥形截齿齿身的强度高，截齿消耗少的优点。并且因为切向安装，在切削厚度增加时功率增长小，能耗低的优势。
[0052]本发明锥形体楔形截齿的圆柱形齿柄与现有技术的锥形截齿，齿柄都是圆柱形，仅是固定的方式不同，本发明图2a_图2c、图3a_图3b的固定方式是用U形卡限制这两种截齿绕自身轴线转动，并且允许带齿柄环形槽的现有技术的锥形截齿绕自身轴线转动。
[0053]如图3a-图3b所示，锥形体剪切式截齿的齿体上，圆柱形齿柄7和锥台形齿身6后部与本发明图2a_图2c所示的锥形体楔形截齿结构相同，故不赘述。主要与现有技术的截齿不同之处是，硬质合金片状齿头8，具有平的前刀面和平的后刀面。前、后刀面之间的夹角，称为齿尖角，在60°至90°的范围内优化选择。本发明锥形体剪切式截齿的硬质合金片状齿头8，有垂直于截割方向的主刀刃，侧面都是与锥台形齿身6的圆锥表面相同。锥台形齿身6靠近硬质合金片状齿头8的部分随合金头前、后刀面自然过渡。在前、后刀面上形成的刀尖有圆角，连接圆角的两边形成直角或钝角。
[0054]本发明锥形体剪切式截齿，其前、后刀面可相对于包含截齿轴线的平面对称，这样，前、后刀面可以掉换使用，并可以降低对于安装的要求。
[0055]结果表明，本发明采用三种截割机理不同的截齿，均可在本发明滚筒上安装使用。对于极为复杂的煤层可采用回转式锥形截齿，对于坚硬的脆性煤层可采用锥形体楔形截齿，对于坚硬的韧性煤层可采用锥形体剪切式截齿，为此可用于各种不同的矿层开采。因其针对性强可使采煤机的粉尘及能耗大幅度降低，块煤比率提高。
【主权项】
1.一种低粉尘节能型多功能采煤机滚筒，其特征在于，该采煤机滚筒的齿座上安装有回转式锥形截齿、锥形体楔形截齿、锥形体剪切式截齿，齿座焊接于采煤机滚筒的叶片或端盘上；其中， 锥形体楔形截齿设有半梭镖形齿头、锥台形齿身、圆柱形齿柄、直槽，锥台形齿身、圆柱形齿柄为一体结构，锥台形齿身的一端安装半梭镖形齿头，圆柱形齿柄上对称设有直槽； 锥形体剪切式截齿设有锥台形齿身、圆柱形齿柄、片状齿头、直槽，锥台形齿身、圆柱形齿柄为一体结构，锥台形齿身的一端安装片状齿头，圆柱形齿柄上对称设有直槽。
2.按照权利要求1所述的低粉尘节能型多功能采煤机滚筒，其特征在于，齿座与锥形体楔形截齿和锥形体剪切式截齿的装配结构包括截齿、齿座、U形卡，截齿的齿柄部分直接插装于齿座，与齿座滑动配合，直槽两侧的齿座上平行开孔，U形卡分别插装于所述平行开孔中，与直槽卡接配合。
3.按照权利要求1所述的低粉尘节能型多功能采煤机滚筒，其特征在于，锥形体楔形截齿和锥形体剪切式截齿的齿柄部分插入到齿座对应的安装孔中，两者的配合采用间隙配合，U形卡插入齿座径向的孔中，利用U形卡的弹性使其锁定截齿，U形卡的断面是园或方形，齿柄部分被固定部位两侧对称统出直槽，使截齿轴向固定但不转动。
4.按照权利要求1所述的低粉尘节能型多功能采煤机滚筒，其特征在于，回转式锥形截齿设有圆锥形齿头、锥台形齿身、圆柱形齿柄、齿柄环形槽，锥台形齿身、圆柱形齿柄为一体结构，锥台形齿身的一端安装圆锥形齿头，圆柱形齿柄上设有齿柄环形槽；齿座与回转式锥形截齿的装配结构包括回转式锥形截齿、齿座、U形卡，回转式锥形截齿的齿柄部分直接插装于齿座，与齿座滑动配合，具有弹性的U形卡设置于齿柄环形槽中，U形卡与齿座内壁平行两孔对应配合，使回转式锥形截齿与齿座可相对回转，但截齿轴向位置限定。
5.按照权利要求1所述的低粉尘节能型多功能采煤机滚筒，其特征在于，锥形体楔形截齿由硬质合金构成的半梭镖形齿头，以及锥台形齿身和圆柱形齿柄两部分一体的齿体构成，硬质合金半梭镖形齿头与锥台形齿身通过钎焊成一体。
6.按照权利要求1或5所述的低粉尘节能型多功能采煤机滚筒，其特征在于，锥形体楔形截齿与被截割煤层接触的前部，锥形体楔形截齿的轴向正中带有一个切削刃的半梭镖形齿头；通过该切削刃端部的“半梭镖形齿头”与滚筒轴线相交的径向线之间形成前角，背面是一个局部圆锥面的部分，与半梭镖形齿头运动轨迹的切向线形成后角，梭镖形切削刃与两侧面形成的二面角即刃倾角可在大于30°至50°的范围内。
7.按照权利要求6所述的低粉尘节能型多功能采煤机滚筒，其特征在于，锥台形齿身的前端是齿头各面形状的延伸，连接锥台形齿身后端形成。
8.按照权利要求1所述的低粉尘节能型多功能采煤机滚筒，其特征在于，锥形体剪切式截齿由硬质合金构成的片状齿头以及锥台形齿身和圆柱形齿柄两部分一体的齿体构成，硬质合金片状齿头与锥台形齿身通过钎焊成一体。
9.按照权利要求8所述的低粉尘节能型多功能采煤机滚筒，其特征在于，硬质合金片状齿头具有平的前刀面和平的后刀面，前、后刀面之间的夹角，称为齿尖角，在60°至90°的范围内。
10.按照权利要求8或9所述的低粉尘节能型多功能采煤机滚筒，其特征在于，锥形体剪切式截齿的硬质合金片状齿头有垂直于截割方向的主刀刃，侧面与锥台形齿身的圆锥表面相同，锥台形齿身靠近硬质合金片状齿头的部分随合金头前、后刀面自然过渡，在前、后刀面上形成的刀尖有圆角，连接圆角的两边形成直角或钝角，前、后刀面相对于包含截齿轴线的平面对称。
【专利摘要】本发明涉及煤矿机械领域，具体为一种可安装三种不同切割方式截齿的低粉尘节能型多功能采煤机滚筒。该种滚筒与现今广泛使用的采煤机锥形截齿滚筒、采煤机扁截齿滚筒一样，包括滚筒壳体、连接盘、端盘、切割叶片、装载叶片、齿座、输水管、喷嘴座及截齿喷嘴组合而成。与现今广泛使用的滚筒不同的是：该种滚筒采用特殊设计的齿座及截齿固定方式，以及特殊设计的两种新型截齿，还包括现今广泛使用的、改用新固定方式的锥形截齿。对于极为复杂的煤层可采用回转式的锥形截齿，对于坚硬的脆性煤层可采用锥形体楔形截齿，对于坚硬的韧性煤层可采用锥形体剪切式截齿，可用于各种不同的矿层开采，使采煤机的粉尘及能耗大幅度降低，块煤比率提高。
【IPC分类】E21C35-18, E21C25-10
【公开号】CN104564055
【申请号】CN201410754043
【发明人】张守柱, 曹凤奎, 孟维峰, 陈桂娟, 刘玉波, 卢立新, 曹晓亮, 张长虹, 曹永君, 王力强
【申请人】辽宁威跃集团机械制造有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月9日