一种采矿机械设备用辊子的制作方法

本发明涉及采矿领域用设备，尤其涉及一种采矿机械设备上的辊子。

背景技术：

目前矿山采矿分为井采和露天采矿。露天采矿传统开采模式为钻爆开采模式——即钻孔、爆破、铲装、汽车运输方式。传统露天开采对于矿山周边的民扰问题严重，以及扬尘污染等。

目前在露天矿山开采中，主要还是采用进口的采矿设备，如德国维特根（Wirtgen Group）公司的露天采矿机，美国Vermeer公司的路面挖掘机等。进口设备投资成本高，刀具耗材需求大费用高，制约国内矿业企业的发展。

而且，现有的采矿机械设备用辊子，通过在辊体上设置安装孔，然后将柱形刀具安装在所述安装孔内，现有的刀具，通常采用的是铣刀式、钻头式刀具。其具体结构为：包括刀座，在刀座上设置有安装刀头的圆孔，所述刀头位于所述圆孔内部的部分呈圆柱形，位于所述圆孔外部的部分呈圆锥形。在采矿时，利用了类似气刨的工作原理，即冲击振动加旋转硬摩擦来对矿石进行破碎的。能够对普氏硬度系数8-10的矿石进行破碎，破碎成块状，粒度在150-160mm之间。而且现有的采矿机刀具破坏磨损严重，更换刀具频繁，刀具的耗费将占采矿成本的相当一部分，进一步提高了采出的矿石的成本。

另外，在采矿的过程中采矿机械设备的振动和环境噪音非常大，不仅影响操作人员的身体健康，同时对作业周边的扰民问题日益突出。

而且，因为采矿工况恶劣，所以要求刀具的强度高，通常选用钨合金材料，采用粉墨冶金压制成形。所以，对于现有的刀头来说，制作工艺复杂、难度大、成本高，对于使用企业单位来说维护费用高，更换不方便。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能够处理更高硬度的矿石且处理后粒度小的采矿机械设备用辊子。

为了实现上述目的，本发明是这样实现的：一种采矿设备用辊子，包括辊体，在所述辊体的辊面设置有牙座，在所述牙座上安装有刀具，所述刀具具有与所述牙座连接的刀座和安装在所述刀座上的刀头，其特征在于：所述刀头具有线形的刀刃，且所述刀刃与所述辊体轴线同向。采用上述方式设置的辊子能够开采普氏硬度系数15以上的矿石，并且能够将矿石处理到粒度小于60mm以下。

优选地，所述刀头为刀片。采用这样的设置够节省成本提高寿命。

为了提高处理量，所述牙座交错设置在所述辊体的辊面上。

为了进一步使得更换方便，在所述牙座上设有安装座，所述刀具固定在所述安装座内。

为了进一步提高寿命，所述安装座的一侧壁具有台阶，在所述刀座上设置有与所述台阶的顶面相配合的凸台。采用这样的设置还能提高刀具的强度。

为了进一步提高寿命，所述安装座的另一侧壁具有对所述刀座进行限位的限位凸台。

为了进一步使得更换方便，所述刀座通过螺钉安装在所述台阶的侧壁上。

为了进一步提高刀具的寿命，在所述刀座上设置有安装槽，所述刀片安装在所述安装槽内。

为了进一步提高刀具的寿命，所述刀片与所述安装槽采用金属粘结或焊接。

为了进一步提高刀具的强度，所述安装槽的横截面具有上窄下宽的结构。

为了进一步节省工艺成本、提高安装强度，所述安装槽的横截面呈梯形、倒T形或L形。

为了进一步提高刀具的寿命，所述安装槽具有与所述刀片两侧相配合的两侧壁，其中一个侧壁高于另一个侧壁且具有与所述台阶相配合的凸台。

为了进一步提高切割效果，所述刀片高于所述具有凸台的侧壁5-10mm。

为了进一步提高切割效果，所述刀片具有0-20°的切削角。其中，所述切削角为刀具的刀背与刀具竖向的夹角。

为了进一步兼顾刀具的寿命、强度、成本和使用效果，所述刀片的厚度为10-25mm。

为了进一步提高安装强度及采矿效果，所述刀片在切削方向呈梯形。

优选的，所述刀片的刀刃长20-300mm。这样的设置能够使得上述刀具能够用来处理各种各样的矿石。

为了进一步驱动辊体且提高辊体的适应性，在所述辊体的两端设置有支撑结构，在所述辊体的其中一端或两端设置有驱动机构。

为了进一步使得安装紧凑，在所述辊体两端面设置有内凹槽，在所述内凹槽的槽壁上通过轴承固定有托架。

为了进一步提高辊体对各种路面的适应性，所述托架具有内腔体，在所述辊体一端或两端的托架的内腔体上安装有驱动装置，所述驱动装置的驱动轴与所述辊体固定连接。

为了进一步提高切削效果，所述刀片与辊体的切线具有0-30°的夹角。

为了进一步提高辊子的适应性，所述辊体直径为1-3.5m。

采用本发明的采矿机械设备用辊子，带来的有益效果有：

1. 采用本发明的辊子，能够处理硬度达到15（普氏硬度系数）以上的矿石，尤其对于硬度在15-20普氏硬度系数之间的矿石处理效果最好。

2. 采用本发明的辊子，在处理矿石的过程中，能够将矿石处理到粒度小于60mm，方便下一道工序的处理。

3. 采用本发明的辊子，工艺成本低、使用寿命长，大大降低了采矿机械设备的使用成本。

4. 采用本发明的辊子，能够对任何路面的矿石进行处理，如平路、陡坡、斜路等。

5. 本发明的辊子加工矿石时噪音低，减小了对周边居民的噪音困扰。

附图说明：

图1为牙座附带刀具结构图；

图2为图1的B-B剖视图；

图3为刀具的结构图；

图4为图3的A-A剖视图；

图5为辊子的结构图（带一个驱动机构）；

图6为辊子的结构图（带两个驱动机构）。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。

实施例1：一种采矿设备用辊子，包括辊体1，在所述辊体1的辊面设置有牙座2，在所述牙座2上安装有刀具，所述刀具具有与所述牙座2连接的刀座3和安装在所述刀座上的刀头，所述刀头具有线形的刀刃，且所述刀刃与所述辊体1轴线同向。

采用本实施例的采矿设备用辊子，能够开采普氏硬度系数15的矿石，如很坚固的花岗岩等，并且能够将矿石处理到粒度为60mm。

实施例2：如图1-4所示，一种采矿设备用辊子，包括辊体1，在所述辊体1的辊面设置有牙座2，在所述牙座2上安装有刀具，所述刀具具有与所述牙座2连接的刀座3和安装在所述刀座3上的刀头，所述刀头具有线形的刀刃，且所述刀刃与所述辊体1轴线同向。

其中，所述刀头为刀片4，在所述刀座3上设置有安装槽32，所述刀片4安装在所述安装槽32内。所述安装槽32的横截面具有上窄下宽的结构。在本实施例中，所述安装槽32的横截面呈梯形。所述刀片4为与所述安装槽32横截面相配合的梯形。在安装时，将所述刀片4从所述安装槽32的侧面装入所述安装槽32内，然后采用金属胶将所述刀片4与所述安装槽32固定粘结在一起。

在本实施例中，所述牙座2为与所述辊体1一体化铸造所成，且所述牙座2交错设置在所述辊体1的辊面上。在所述牙座2上设有安装座21，所述刀具固定在所述安装座21内。所述安装座21的一侧具有台阶22，在所述刀座4上设置有与所述台阶22的顶面相配合的凸台31，所述安装座21的另一侧具有对所述刀座3进行限位的限位凸台23。在安装时，将所述刀座3从所述安装座21的侧面推入，使得所述刀座3的凸台31与所述安装座21的台阶22相扣合，然后采用螺钉从具有限位凸台23的一侧将所述刀座3锁在所述安装座21的台阶侧壁上。

另外，在所述辊体1两端设置有支撑装置，在所述辊体的两端设置有驱动装置。

采用本实施例的采矿设备用辊子，能够开采普氏硬度系数15以上的矿石，如很坚固的石英岩等，并且能够将矿石处理到粒度为55mm。

另外，采用本实施例的采矿机械设备用辊子，能够降低工艺成本低、减少刀具的磨损、提高刀具的使用寿命，大大降低了采矿机械设备的使用成本。并且，所述辊子能够适用在任何路面上，如平路、陡坡、斜路等。

而且，辊子加工矿石时噪音低，减小了对周边居民的噪音困扰。

实施例3：如图1-6所示，一种采矿设备用辊子，包括辊体1，在所述辊体1的辊面设置有牙座2，在所述牙座2上安装有刀具，所述刀具具有与所述牙座2连接的刀座3和安装在所述刀座3上的刀头，所述刀头具有线形的刀刃，且所述刀刃与所述辊体1轴线同向。

其中，所述刀头为刀片4，在所述刀座3上设置有安装槽32，所述刀片4安装在所述安装槽32内。所述安装槽32的横截面具有上窄下宽的结构。在本实施例中，所述安装槽32的横截面呈倒T形。所述刀片4为与所述安装槽32横截面相配合的倒T形。在安装时，将所述刀片4从所述安装槽32的侧面装入所述安装槽32内，然后采用焊接的方式将所述刀片4与所述安装槽32焊接在一起。

在本实施例中，所述牙座2为与所述辊体1一体化铸造所成，且所述牙座2交错设置在所述辊体1的辊面上。在所述牙座2上设有安装座21，所述刀具固定在所述安装座21内。所述安装座21的一侧具有台阶22，在所述刀座3上设置有与所述台阶22的顶面相配合的凸台31，所述安装座21的另一侧具有对所述刀座3进行限位的限位凸台23。在安装时，将所述刀具从所述安装座21的侧面推入，使得所述刀座3的凸台31与所述安装座21的台阶22相扣合，然后采用螺钉从具有限位凸台23的一侧将所述刀座3锁在所述安装座21的台阶侧侧壁上。

另外，在所述辊体1两端设置有支撑装置，在所述辊体1的两端设置有驱动装置。其中，在所述辊体1两端设置有内凹槽11，所述支撑装置为托架6，所述托架6安装在所述内凹槽11内，且通过轴承5与所述内凹槽11的槽壁连接。所述托架6朝向所述内凹槽11的一侧具有内腔体61，所述驱动装置7安装在所述内腔体61中，且所述驱动装置7的驱动轴伸出所述内腔体7且与所述内凹槽11的内端面固连。在本实施例中，所述驱动装置7为两个且分别设置在辊体两侧。

而且，所述辊体1的辊径为1-3.5m，可以选择但不限于为1m、1.5m、2m、2.5m、3m或3.5m，本实施例中，所述辊体1的辊径为1m。

采用本实施例的采矿设备用辊子，能够开采普氏硬度系数15以上的矿石，如最坚固的花岗岩等，并且能够将矿石处理到粒度为55mm。

另外，采用本实施例的采矿机械设备用辊子，能够降低工艺成本低、减少刀具的磨损、提高刀具的使用寿命，大大降低了采矿机械设备的使用成本。并且，所述辊子能够适用在任何路面上，如平路、陡坡、斜路等。在刀具加工矿石时噪音低，减小了对周边居民的噪音困扰。

实施例4：如图1-6所示，一种采矿设备用辊子，包括辊体1，在所述辊体1的辊面设置有牙座2，在所述牙座2上安装有刀具，所述刀具具有与所述牙座2连接的刀座3和安装在所述刀座3上的刀头，所述刀头具有线形的刀刃，且所述刀刃与所述辊体1轴线同向。

其中，所述刀头为刀片4，在所述刀座3上设置有安装槽32，所述刀片4安装在所述安装槽32内。所述安装槽32的横截面具有上窄下宽的结构。在本实施例中，所述安装槽32的横截面呈L形。所述刀片4为与所述安装槽32横截面相配合的L形。在安装时，将所述刀片4从所述安装槽32的侧面装入所述安装槽32内，然后采用金属胶将所述刀片4与所述安装槽32固定粘结在一起。

而且，所述安装槽32具有与所述刀片4两侧相配合的两侧壁，其中一个侧壁高于另一个侧壁。而将所述刀片4安装在所述安装槽32之中后，所述刀片4高于所述安装槽32的较高的侧壁5-10mm，这个距离可以为5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm，在本实施例中，所述刀片4高于所述安装槽32的较高的侧壁6.5mm。

在本实施例中，所述牙座2为与所述辊体1一体化铸造所成，且所述牙座1交错设置在所述辊体1的辊面上。在所述牙座2上设有安装座21，所述刀具固定在所述安装座21内。所述安装座21的一侧具有台阶22，在所述刀座3上较高一侧设置有与所述台阶22的顶面相配合的凸台31，所述安装座21的另一侧具有对所述刀座3进行限位的限位凸台23。在安装时，将所述刀具从所述安装座21的侧面推入，使得所述刀座3的凸台31与所述安装座21的台阶22相扣合，然后采用螺钉从具有限位凸台23的一侧将所述刀座3锁在所述安装座21的台阶侧面上。

另外，在所述辊体1两端设置有支撑装置，在所述辊体1的两端设置有驱动装置7。其中，在所述辊体1两端设置有内凹槽11，所述支撑装置为托架6，所述托架6安装在所述内凹槽11内，且通过轴承5与所述内凹槽11的槽壁连接。所述托架6朝向所述内凹槽11的一侧具有内腔体61，所述驱动装置7安装在所述内腔体61内，且所述驱动装置7的驱动轴伸出所述内腔体61且与所述内凹槽11的内端面固连。在本实施例中，所述驱动装置7为一个且设置在辊体1其中一侧。

而且，所述辊体1的辊径为1-3.5m，可以选择但不限于为1m、1.5m、2m、2.5m、3m或3.5m，本实施例中，所述辊体的辊径为2m。

采用本实施例的采矿设备用辊子，能够开采普氏硬度系数15以上的矿石，如较坚固的硅质片岩等，并且能够将矿石处理到粒度为50mm。

另外，采用本实施例的采矿机械设备用辊子，能够降低工艺成本低、减少刀具的磨损、提高刀具的使用寿命，大大降低了采矿机械设备的使用成本。并且，在刀具加工矿石时噪音低，减小了对周边居民的噪音困扰。

实施例5：如图1-6所示，一种采矿设备用辊子，包括辊体1，在所述辊体1的辊面设置有牙座2，在所述牙座1上安装有刀具，所述刀具具有与所述牙座2连接的刀座3和安装在所述刀座3上的刀头，所述刀头具有线形的刀刃，且所述刀刃与所述辊体轴线同向。

其中，所述刀头为刀片4，在所述刀座3上设置有安装槽32，所述刀片4安装在所述安装槽32内。所述安装槽32的横截面具有上窄下宽的结构。在本实施例中，所述安装槽32的横截面呈梯形。所述刀片4为与所述安装槽32横截面相配合的梯形。在安装时，将所述刀片4从所述安装槽32的侧面装入所述安装槽32内，然后采用金属胶将所述刀片4与所述安装槽32固定粘结在一起。

而且，所述安装槽32具有与所述刀片4两侧相配合的两侧壁，其中一个侧壁高于另一个侧壁。而将所述刀片4安装在所述安装槽32之中后，所述刀片4高于所述安装槽32的较高的侧壁5-10mm，这个距离可以为5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm，在本实施例中，所述刀片4高于所述安装槽32的较高的侧壁7mm。

另外，所述刀片4具有0-20°的切削角α。其中，所述切削角α可以为0°、5°、10°、13°、15°、18°或20°等。在本实施例中，所述切削角α的角度为15°。所述切削角α为刀片4的刀背与刀具竖向的夹角。

在本实施例中，所述牙座2为与所述辊体1一体化铸造所成，且所述牙座2交错设置在所述辊面上。其中，所述牙座2在铸造时设置有角度，使得所述牙座2铸造出来之后与所述辊体1表面的切线具有0-30°的夹角，该夹角可以选择但不限于0°、5°、10°、15°、20°、25°或30°，在本实施例中，该夹角选择10°。

在所述牙座2上还设有安装座21，所述刀具固定在所述安装座21内。所述安装座21的一侧具有台阶22，在所述刀座3上较高一侧设置有与所述台阶22的顶面相配合的凸台31，所述安装座21的另一侧具有对所述刀座3进行限位的限位凸台23。在安装时，将所述刀具从所述安装座21的侧面推入，使得所述刀座3的凸台31与所述安装座21的台阶22相扣合，然后采用螺钉从具有限位凸台23的一侧将所述刀座3锁在所述安装座21的台阶侧面上。

另外，在所述辊体1两端设置有支撑装置，在所述辊体1的两端设置有驱动装置7。其中，在所述辊体1两端设置有内凹槽11，所述支撑装置为托架6，所述托架6安装在所述内凹槽11内，且通过轴承5与所述内凹槽11的槽壁连接。所述托架6朝向所述内凹槽11的一侧具有内腔体61，所述驱动装置7安装在所述内腔体61内，且所述驱动装置7的驱动轴伸出所述内腔体61且与所述内凹槽11的内端面固连。在本实施例中，所述驱动装置7为两个且分别设置在辊体1的两侧。

而且，所述辊体1的辊径为1-3.5m，可以选择但不限于为1m、1.5m、2m、2.5m、3m或3.5m，本实施例中，所述辊体1的辊径为2m。

采用本实施例的采矿设备用辊子，能够开采普氏硬度系数20的矿石，如最坚固、致密、有韧性的石英岩，并且能够将矿石处理到粒度为50mm。

另外，采用本实施例的采矿机械设备用棍子，能够降低工艺成本低、减少刀具的磨损、提高刀具的使用寿命，大大降低了采矿机械设备的使用成本。并且，所述辊子能够适用在任何路面上，如平路、陡坡、斜路等。在刀具加工矿石时噪音低，减小了对周边居民的噪音困扰。

实施例6：本实施例是在实施例1-5中所做的改进，在本实施例中，所述刀片4的厚度为10-25mm，所述厚度可以为10mm、12mm、14mm、16mm、18mm、20mm、22mm、25mm等，在本实施例中，所述刀片4的厚度为18mm。

另外，所述刀片4可以为从上至下等厚度的刀片，也可以为上薄下厚的刀片，在本实施例中，所述刀片4的下部厚度大于上部厚度，而前述的刀片4的厚度指的是所述刀片4上部的最小厚度。

实施例7：如图1所示，本实施例是对实施例1-6所做的优化，在本实施例中，所述刀片4在切削方向呈梯形，所述刀座3在切削方向也可呈梯形，进一步地，所述牙座2切削方向也呈梯形。装配好的刀片4、刀座3、牙座2在切削方向整体上呈一梯形。

当然，也可以为矩形或其他形状，但是采用梯形能够使得所述刀具的受力效果最好。

实施例8：本实施例是对实施例1-7所做的优化，在本实施例中，所述刀片4的刀刃长20-300mm。所述刀刃长度可以为20mm、40mm、60mm、80mm、100mm、120mm、140mm、160mm、180mm、200mm、220mm、240mm、260mm、280mm或300mm。

在本实施例中，所述刀具用于处理普氏硬度系数20的矿石，如最坚固、致密、有韧性的玄武岩或其他各种特别坚固的岩石，所述刀具的刀刃长度为300mm。