截割机构、截割设备和截割方法与流程

本发明涉及煤炭开采，尤其涉及一种截割机构、截割设备和截割方法。

背景技术：

1、在现有技术中，滚筒式截割设备因其采用无爆破开采，对煤层硬度和厚度适应性好，近年来广受关注，目前露天矿采煤机均采用横轴式设计，在开采露天煤层时主要采用的是从上向下单一方向的开采方式，有效开采时间少生产效率低。因此如何提高滚筒式截割设备生产效率，成为滚筒式截割设备急需解决的痛点问题。

2、传统的露天煤矿开采一般采用钻孔、爆破、采装的工艺流程进行开采，工序环节多、相对安全管理要求高；轮斗式采煤机虽然无需爆破但对煤层的适应性较差，开采出的物料粒度大小不一。

3、目前主要存在以下几个问题：

4、开采时以滚筒由上而下为主，滚筒抬高时不参与开采，开采效率低；

5、开采出的煤块容易落到装载铲板外侧，需要额外装载车辆辅助清理。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种截割机构、截割设备和截割方法，其解决了现有技术中开采效率低以及煤炭容易向外侧洒落的技术问题。

3、(二)技术方案

4、为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

5、第一方面，本发明实施例提供一种截割机构包括截割臂、截割滚筒和回转平台，截割臂的后端连接于回转平台上，截割滚筒竖向转动连接在截割臂的前端，截割滚筒能够主动转动以执行截割动作；其中，回转平台能够带动截割臂沿竖向轴线在第一角度和第二角度之间摆动；截割臂包括伸缩段，伸缩段能够带动截割滚筒在第一位置和第二位置之间水平伸缩。

6、在本发明的一个技术方案中，截割机构还包括连接于截割臂上的拢料装置，拢料装置沿竖直方向延伸，且位于远离截割滚筒所要加工的截割面的一侧。

7、在本发明的一个技术方案中，拢料装置包括拢料板，拢料板的第一端沿截割滚筒的转动方向延伸，拢料板的第二端沿截割滚筒的转动方向的反方向延伸。

8、在本发明的一个技术方案中，伸缩段包括相互滑动连接的固定部和滑动部，滑动部能够相对于固定部伸缩，截割滚筒连接于滑动部上；截割机构还包括伸缩驱动件，伸缩驱动件的固定端连接于固定部，伸缩驱动件的伸缩端连接于滑动部；截割机构还包括连接在截割臂上的转动驱动件，转动驱动件的转矩输出端与截割滚筒的转矩输入端驱动连接。

9、在本发明的一个技术方案中，伸缩驱动件设于伸缩段伸缩方向的两侧。

10、在本发明的一个技术方案中，截割机构还包括控制识别系统，控制识别系统包括控制器、第一识别器和第二识别器，第一识别器和第二识别器均与控制器控制连接，第一识别器和第二识别器均设于截割臂上，第一识别器能够识别截割滚筒的摆动角度，第二识别器能够识别截割滚筒的伸缩位置。

11、在本发明的一个技术方案中，第一识别器为设于回转平台上，以检测截割臂摆动角度的角度传感器；第二识别器为设于固定部上，以检测滑动部相对于固定部伸缩长度的位移传感器。

12、第二方面，本发明提供一种截割设备，包括上述任一技术方案中的截割机构，截割设备为采煤机或掘进机；截割设备还包括底盘、车架、装载机构、刮板机和回转皮带机尾；回转平台设于车架上，底盘设于车架的底部以带动车架运行，装载机构设于车架底部以收集截割滚筒的截割物，回转皮带机尾设于车架远离截割滚筒的一侧，刮板机设于车架上，以承接装载机构和回转皮带机。

13、第三方面，本发明提供一种截割方法，包括上述技术方案中的截割设备，截割方法包括：

14、s1：使截割设备移动至开采区域；

15、s2：使截割滚筒运转后，使截割臂向靠近截割面的方向延伸以使截割滚筒开采截割面；

16、s3：使截割滚筒自第一角度摆动至第二角度；

17、s4：基于截割臂运行至第二角度，使截割臂向靠近截割面的方向延伸以使截割滚筒继续开采截割面；

18、s5：使截割臂自第二角度摆动至第一角度，并持续执行s2-s5。

19、在本发明的一个技术方案中，截割方法还包括：

20、s6：判定截割臂是否延伸至第二位置；

21、基于截割臂未延伸至第二位置，执行s2-s5；

22、基于截割臂延伸至第二位置，截割方法还包括：

23、s7：使截割设备自开采区域向前移动预定步距后，执行s2-s5。

24、(三)有益效果

25、本发明的有益效果是：

26、本发明提供了一种截割机构、截割机构和截割方法，截割滚筒竖向延伸，因此截割臂在执行截割作业时，由现有技术中的上下摆动改为了左右摆动，截割机构有效截割方向从自上而下的单一方向改为左右双向，因此截割效率会更高。

27、同时，截割机构的纵向高度要求，相比于横向宽度的要求更低，因此竖向延伸的截割滚筒的截割面可设置得更长，相比传统的上下摆动的截割机构，开采同样的截割面积，截割臂左右摆动幅度更小，进而进一步提高了开采效率。

28、截割臂为一种可伸缩的形式，因此，在截割臂的伸缩范围内，截割机构本身在不整体移动的前提下，就可以完成截割作业，相比于传统的每截割一个进给量都需要整体移动截割机构的方式，进一步提高了截割效率。

技术特征：

1.一种截割机构，其特征在于：包括：截割臂(1)、截割滚筒(2)和回转平台(3)，所述截割臂(1)的后端连接于所述回转平台(3)上，所述截割滚筒(2)竖向转动连接在所述截割臂(1)的前端，所述截割滚筒(2)能够主动转动以执行截割动作；

2.如权利要求1所述的截割机构，其特征在于：所述截割机构还包括连接于所述截割臂(1)上的拢料装置(4)，所述拢料装置(4)沿竖直方向延伸，且位于远离所述截割滚筒(2)所要加工的截割面的一侧。

3.如权利要求2所述的截割机构，其特征在于：所述拢料装置(4)包括拢料板，所述拢料板的第一端沿所述截割滚筒(2)的转动方向延伸，所述拢料板的第二端沿所述截割滚筒(2)的转动方向的反方向延伸。

4.如权利要求1所述的截割机构，其特征在于：所述伸缩段(11)包括相互滑动连接的固定部(111)和滑动部(112)，所述滑动部(112)能够相对于所述固定部(111)伸缩，所述截割滚筒(2)连接于所述滑动部(112)上；

5.如权利要求4所述的截割机构，其特征在于：所述伸缩驱动件(5)设于所述伸缩段(11)伸缩方向的两侧。

6.如权利要求4所述的截割机构，其特征在于：所述截割机构还包括控制识别系统，所述控制识别系统包括控制器、第一识别器和第二识别器，所述第一识别器和所述第二识别器均与所述控制器控制连接，所述第一识别器和所述第二识别器均设于所述截割臂(1)上，所述第一识别器能够识别所述截割滚筒(2)的摆动角度，所述第二识别器能够识别所述截割滚筒(2)的伸缩位置。

7.如权利要求6所述的截割机构，其特征在于：所述第一识别器为设于所述回转平台(3)上，以检测所述截割臂(1)摆动角度的角度传感器；所述第二识别器为设于所述固定部(111)上，以检测所述滑动部(112)相对于所述固定部(111)伸缩长度的位移传感器。

8.一种截割设备，其特征在于：包括如权利要求1-7中任一项所述的截割机构，所述截割设备为采煤机或掘进机；

9.一种截割方法，应用如权利要求8所述的截割设备，其特征在于：所述截割方法包括：

10.如权利要求9所述的截割方法，其特征在于：

技术总结
本发明涉及一种截割机构、截割设备和截割方法，包括截割臂、截割滚筒和回转平台，截割臂的后端连接于回转平台上，截割滚筒竖向转动连接在截割臂的前端，截割滚筒能够主动转动以执行截割动作；其中，回转平台能够带动截割臂沿竖向轴线在第一角度和第二角度之间摆动；截割臂包括伸缩段，伸缩段能够带动截割滚筒在第一位置和第二位置之间水平伸缩，其有益效果是截割滚筒竖向延伸，因此截割臂在执行截割作业时，由现有技术中的上下摆动改为了左右摆动，截割机构有效截割方向从自上而下的单一方向改为左右双向，因此截割效率会更高。

技术研发人员：夏大勇,张廷寿,刘瑶瑶,龙新良,黄济瑞,李东升,贾陈博,尹文帅
受保护的技术使用者：中国铁建重工集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17