一种用于截割夹矸煤岩的采煤机螺旋滚筒的制作方法

本发明涉及一种采煤机螺旋滚筒，尤其适用于复杂赋存条件下富含夹矸和硬质包裹体的薄煤层的开采。

背景技术：
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滚筒式采煤机对煤层条件有较强的适应性，且三机配套后能极大提升煤炭生产机械化及自动化程度，同时煤炭生产能力、生产效率也能得到明显提高，使得其在我国的薄煤层机械化开采中应用范围较广。螺旋滚筒是采煤机的关键部件，提高螺旋滚筒的截割能力对提高我国薄煤层机械化生产程度、实现我国煤矿开采的高产高效而言具有重要意义。现有的采煤机所配套的螺旋滚筒在截割赋存条件复杂的煤层尤其是富含夹矸和硬质包裹体煤层时，截割性能和装煤性能较差，当煤层中含有夹矸和硬质包裹体时，螺旋滚筒无法对上述煤层的有效截割，截齿受力较大，极易发生丢齿或断齿的情况；同时，破碎后的煤、岩块体在螺旋叶片的作用下也不能有效的装运到刮板输送机上，装煤效果不理想。

技术实现要素：
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针对现有技术的缺陷，本发明提供一种截割性能好、装煤效率高的用于截割夹矸煤岩的采煤机螺旋滚筒。

本发明采用如下技术方案：提供一种用于截割夹矸煤岩的采煤机螺旋滚筒，包括筒体、焊接在筒体内的筒毂和焊接在筒体外部一端的端盘，所述筒体的内筒壁为圆柱面结构、外筒壁为圆锥面结构，靠近端盘侧直径大、采空侧直径小，其上焊接有变螺旋升角螺旋叶片，所述变螺旋升角螺旋叶片沿螺旋方向设有交替排列的刀型截齿和镐型截齿；所述端盘上设有安装角均为45°的多个镐型截齿。

所述外筒壁形成的半锥角的取值范围为2°～4°。

所述变螺旋升角螺旋叶片从靠近端盘侧的头部到靠近采空侧的尾部螺旋升角逐渐增大，其变化范围为10°～16°。

所述端盘的镐型截齿为10个，在所述端盘上定义五条截线，依次为在端盘厚度方向上从端盘外边缘到端盘内边缘的第一截线、第二截线、第三截线、第四截线和第五截线，所述第一截线上有4个镐型截齿，所述第二截线和所述第三截线上各有2个镐型截齿，所述第四截线和所述第五截线上各有1个镐型截齿，从所述第一截线到所述第五截线上镐型截齿的倾斜角度逐渐降低，由15°逐渐降低至5°。

所述变螺旋升角螺旋叶片的尾部焊接有耐磨块。

由上述技术方案可知，本发明与现有技术相比，具有如下优点：

(1)所述变螺旋升角螺旋叶片沿螺旋方向设有交替排列的刀型截齿和镐型截齿，其中刀型截齿对煤壁剪切式截割、镐型截齿对煤壁实现挤压式破碎，该种排列方式能充分利用煤岩抗拉能力较小的特点，极大的提高螺旋滚筒的破煤岩能力，尤其是截割富含夹矸和硬质包裹体煤层的能力；

(2)所述筒体采用变直径的锥形结构，能够有效避免破碎后的煤岩在筒体与变螺旋升角螺旋叶片包络区域内堆积，加快煤岩块的流出；同时所述变螺旋升角螺旋叶片从靠近端盘侧的头部到靠近采空侧的尾部的螺旋升角在10°～16°范围内逐渐增大，进一步增大螺旋滚筒采空侧的流动空间，采用变直径筒体与变螺旋升角的螺旋叶片相互配合，能够极大地提高螺旋滚筒的装煤效率；其中所述筒体采用一体化锥形结构，即筒体的内筒壁为圆柱面结构、外筒壁为圆锥面结构，所述外筒壁形成的半锥角的取值范围为2°～4°，可以避免角度过大导致的端盘侧破碎后的煤岩块流动区域变小以及螺旋滚筒受力不均的现象，有效提高了螺旋滚筒的装煤能力，保证了螺旋滚筒在截割过程中的受力平衡，同时，小锥角一体化筒体的加工方便，制作成本低，结构强度高。

附图说明：

图1为本发明实施例提供的用于截割夹矸煤岩的采煤机螺旋滚筒的整体结构图；

图2为如图1所示的用于截割夹矸煤岩的采煤机螺旋滚筒的轴向剖视图；

图3为如图1所示的用于截割夹矸煤岩的采煤机螺旋滚筒上刀型截齿和镐型截齿位置展开示意图；

图4为如图1所示的用于截割夹矸煤岩的采煤机螺旋滚筒中变螺旋升角螺旋叶片的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1和图2所示，本发明公开的一种用于截割夹矸煤岩的采煤机螺旋滚筒，包括筒体1、焊接在筒体1内的筒毂2和焊接在筒体1外部一端的端盘3，所述筒体1的内筒壁为圆柱面结构、外筒壁为圆锥面结构，靠近端盘侧外直径大、采空侧直径小，其上焊接有两头变螺旋升角螺旋叶片4，如图3所示，每头变螺旋升角螺旋叶片4的截齿数为7个，其上包括刀型截齿5和镐型截齿6，且所述刀型截齿5和所述镐型截齿6以顺序式沿螺旋方向依次交替排列，以实现两头叶片一线两齿的排列方式；所述变螺旋升角螺旋叶片4从靠近端盘侧的头部到靠近采空侧的尾部的螺旋升角逐渐增大，其变化范围为10°～16°，具体的，如图4所示，所述变螺旋升角螺旋叶片分为两段，分别是靠近所述端盘侧的第一段Ⅰ和靠近采空侧的第二段Ⅱ，所述第一段Ⅰ内的螺旋升角α变化范围为10°～13°，所述第二段Ⅱ内的螺旋升角β变化范围为13°～16°；所述变螺旋升角螺旋叶片4的尾部焊接有耐磨块7，可提高叶片的抗变形能力。

如图1和图3所示，所述端盘3的镐型截齿6为10个，安装角均为45°，在所述端盘3上定义五条截线，依次为在端盘厚度方向上从端盘外边缘到端盘内边缘的第一截线A、第二截线B、第三截线C、第四截线D和第五截线E，所述第一截线A上有4个镐型截齿6，所述第二截线B和第三截线C上各有2个镐型截齿6，所述第四截线D和第五截线E上各有1个镐型截齿6，从所述第一截线A到所述第五截线E上镐型截齿6的倾斜角度逐渐降低，由15°逐渐降低至5°。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求所限定的范围。