螺旋滚筒(1)ppt课件

1、 采煤机截割部采煤机截割部 螺旋滚筒螺旋滚筒(简称滚筒简称滚筒)是采煤机落煤和装煤的机构。是采煤机落煤和装煤的机构。 消耗装机总功率的消耗装机总功率的80%90%。 螺旋滚筒能适应煤层的地质条件和先进的采煤方法及螺旋滚筒能适应煤层的地质条件和先进的采煤方法及回采工艺的要求，具有落煤、装煤、自开工作面切口的回采工艺的要求，具有落煤、装煤、自开工作面切口的功能。功能。 1；. 螺旋滚筒设计要求：螺旋滚筒设计要求： 降低比能耗；降低比能耗； 降低滚筒阻力矩幅值的变动量，滚筒的转矩变化系降低滚筒阻力矩幅值的变动量，滚筒的转矩变化系数不应超过数不应超过3%5%； 可靠性。主要失效形式是齿座和叶片开焊、齿

2、座磨可靠性。主要失效形式是齿座和叶片开焊、齿座磨损、叶片和端盘变形等损、叶片和端盘变形等; 自行切入的功能；自行切入的功能； 截齿装拆方便，不易丢失；截齿装拆方便，不易丢失； 滚筒的落煤和装煤能力协调一致。滚筒的落煤和装煤能力协调一致。 2；. 滚筒滚筒最佳截割性能指标：最佳截割性能指标： 比能耗小、生产率高、块煤率高、煤尘小、装煤效率比能耗小、生产率高、块煤率高、煤尘小、装煤效率高、运转平稳、使用寿命长、不引燃瓦斯。高、运转平稳、使用寿命长、不引燃瓦斯。 比能耗最小决定着其它指标，因为能耗小伴随着煤的比能耗最小决定着其它指标，因为能耗小伴随着煤的块度大、煤尘小、生产率高。截割滚筒在性能最佳条

3、件块度大、煤尘小、生产率高。截割滚筒在性能最佳条件下，工作可靠性也是非常重要的，直接影响着生产率的下，工作可靠性也是非常重要的，直接影响着生产率的提高。提高。 滚筒滚筒优点：优点：简单可靠。简单可靠。 缺点：缺点：煤过于破碎煤过于破碎(大于大于50mm的块煤占的块煤占10%左右左右)，产生的煤尘较大，比能耗较高。，产生的煤尘较大，比能耗较高。 3；. 螺旋滚筒结构螺旋滚筒结构 焊接结构。焊接结构。 组成：组成： 螺旋叶片、端盘、齿座、喷嘴、筒毂及截齿等。螺旋叶片、端盘、齿座、喷嘴、筒毂及截齿等。 4；. 端盘置于滚筒靠煤壁侧，焊装齿座。端盘置于滚筒靠煤壁侧，焊装齿座。 为防止端盘与煤壁相碰，端

4、盘边缘的截齿向煤壁侧倾斜。为防止端盘与煤壁相碰，端盘边缘的截齿向煤壁侧倾斜。端盘截齿截距较小。端盘截齿截距较小。 端盘厚度端盘厚度4050mm(大直径强力滚筒端盘厚度大直径强力滚筒端盘厚度6070mm)，倾角，倾角10o30o。 端盘厚钢板热压成型或铸造加工。端盘与筒毂、叶片焊端盘厚钢板热压成型或铸造加工。端盘与筒毂、叶片焊成一体。成一体。 为使端盘与煤壁间的碎煤及时排出，在端盘板为使端盘与煤壁间的碎煤及时排出，在端盘板上开有排煤孔，甚至取消端盘。上开有排煤孔，甚至取消端盘。 第一节第一节 螺旋滚筒螺旋滚筒 结构结构5；.DR100100型型采煤机滚筒采煤机滚筒 螺旋滚筒结构螺旋滚筒结构6；.

5、 螺旋叶片：滚筒排运煤的构件。螺旋叶片：滚筒排运煤的构件。 24条螺旋叶片。螺旋叶片通常由低碳碳素钢或低合金条螺旋叶片。螺旋叶片通常由低碳碳素钢或低合金钢的钢板压制成形。钢的钢板压制成形。 按叶片旋向分：按叶片旋向分： 左旋滚筒，右旋滚筒。左旋滚筒，右旋滚筒。 按叶片头数分：按叶片头数分： 二头螺旋滚筒，三头螺旋滚筒，四头螺旋滚筒，其他头二头螺旋滚筒，三头螺旋滚筒，四头螺旋滚筒，其他头数螺旋滚筒数螺旋滚筒7；.MG300/680-WD型采煤机截割滚筒型采煤机截割滚筒 螺旋滚筒结构螺旋滚筒结构1-筒毂；筒毂；2-螺旋叶片；螺旋叶片；3-端盘；端盘；4-法兰；法兰；5-水管导板；水管导板；6-齿座

6、；齿座；7-截齿；截齿；8-喷嘴；喷嘴；9-法兰盘内孔法兰盘内孔 8；. 新型截割滚筒，如滚刀式滚筒、直线截割式三角形滚新型截割滚筒，如滚刀式滚筒、直线截割式三角形滚筒、截楔盘式滚筒。筒、截楔盘式滚筒。 新型螺旋滚筒基本新型螺旋滚筒基本特点：特点： 滚筒强力化，以适应截割坚硬的煤和夹矸。滚筒强力化，以适应截割坚硬的煤和夹矸。 滚筒配备完善的除尘装置，提高降尘效率。滚筒配备完善的除尘装置，提高降尘效率。 广泛采用棋盘式截齿配置，截割比能耗低，块煤率广泛采用棋盘式截齿配置，截割比能耗低，块煤率高，煤尘小，滚筒轴向力较小。高，煤尘小，滚筒轴向力较小。 筒毂呈锥状扩散型，装煤时煤流更畅通，减少装煤筒毂

7、呈锥状扩散型，装煤时煤流更畅通，减少装煤时的二次破碎，较筒毂为圆柱面的粉煤率降低时的二次破碎，较筒毂为圆柱面的粉煤率降低15%左右。左右。 强力滚筒强力滚筒强化措施：增大螺旋叶片厚度；改进齿座形强化措施：增大螺旋叶片厚度；改进齿座形状，增大焊缝长度；径向截齿和齿座的背部都有一斜面肩状，增大焊缝长度；径向截齿和齿座的背部都有一斜面肩部，提高截齿齿身根部的抗弯强度；叶片根部焊一角钢，部，提高截齿齿身根部的抗弯强度；叶片根部焊一角钢，以提高强度和刚度，在叶片的抛煤外缘处堆焊一层碳化钨以提高强度和刚度，在叶片的抛煤外缘处堆焊一层碳化钨耐磨层。耐磨层。 9；. 螺旋滚筒主要参数螺旋滚筒主要参数 一、结构

8、参数一、结构参数 滚筒直径、宽度滚筒直径、宽度(截深截深)和螺旋叶片参数等。和螺旋叶片参数等。 对落煤、装煤能力有重要影响。对落煤、装煤能力有重要影响。 1. 滚筒的三个直径滚筒的三个直径 滚筒直径滚筒直径D、螺旋叶片外缘直径、螺旋叶片外缘直径Dy和筒毂直径和筒毂直径Dg DDg Dy10；. 滚筒直径滚筒直径D：滚筒绕其轴线旋转时，叶片截齿齿尖所：滚筒绕其轴线旋转时，叶片截齿齿尖所形成的轨迹圆柱面的直径。形成的轨迹圆柱面的直径。 滚筒直径系列滚筒直径系列 0.62.5m 滚筒直径选取滚筒直径选取 薄煤层双滚筒采煤机或一次采全高的单滚筒采煤机薄煤层双滚筒采煤机或一次采全高的单滚筒采煤机 D =

9、 Hmin (0.10.3) m Hmin为最小煤层厚度，为最小煤层厚度，(0.10.3)m是考虑到割煤后顶板的下沉是考虑到割煤后顶板的下沉量，以防止采煤机返回装煤时滚筒截割顶梁。量，以防止采煤机返回装煤时滚筒截割顶梁。 中厚煤层双滚筒采煤机一次采全高，后滚筒的截割高中厚煤层双滚筒采煤机一次采全高，后滚筒的截割高度一般小于滚筒直径。度一般小于滚筒直径。 根据前后滚筒装煤量相等原则确定滚筒直径：根据前后滚筒装煤量相等原则确定滚筒直径： 螺旋滚筒主要参数螺旋滚筒主要参数11；.aHHaaH)1 ()1 ( H采煤机开采煤层的厚度；采煤机开采煤层的厚度； a滚筒直径与截割高度的比值；滚筒直径与截割高

10、度的比值； 滚筒装煤效率，大直径滚筒滚筒装煤效率，大直径滚筒=70%80%，小直径滚，小直径滚筒筒=60%70%。整理得整理得 6 . 011a 平均切屑厚度最大确定滚筒直径：平均切屑厚度最大确定滚筒直径： 截割高度为截割高度为0.84D时平均切屑厚度最大。时平均切屑厚度最大。 滚筒直径滚筒直径D = H / (1+0.84) = 0.543H 。 若截割高度范围为若截割高度范围为HminHmax，比值，比值Hmax/Hmin1.451.65，应使，应使Hmin D Hmax / (1.451.65) 。 螺旋滚筒主要参数螺旋滚筒主要参数12；. 为避免螺旋叶片抵触截槽间的煤棱，为避免螺旋叶片

11、抵触截槽间的煤棱，hmax应不超过截应不超过截齿径向外伸长度的齿径向外伸长度的70%，即，即2hmax 0.7 ( D Dy )。得叶。得叶片外缘直径片外缘直径 Dy D 1.43 ( tmax b ) ctg 螺旋滚筒主要参数螺旋滚筒主要参数最大截距最大截距 tmax gbtht2maxmax b截齿截刃宽度；截齿截刃宽度；截槽崩裂角。截槽崩裂角。 13；. 筒毂直径筒毂直径Dg愈大，滚筒内容纳碎煤的空间愈小，碎煤在愈大，滚筒内容纳碎煤的空间愈小，碎煤在滚筒内循环和被重复破碎的可能性愈大。滚筒内循环和被重复破碎的可能性愈大。 在满足筒毂内安装轴承和传动齿轮的条件下，应保持叶在满足筒毂内安装轴

12、承和传动齿轮的条件下，应保持叶片直径与筒毂直径的适当比例。片直径与筒毂直径的适当比例。 滚筒滚筒D 1m，Dy/Dg2；滚筒；滚筒D 1m，Dy/Dg2.5。 螺旋滚筒主要参数螺旋滚筒主要参数DDg Dy14；. 2滚筒宽度滚筒宽度 滚筒两端最外边缘截齿齿尖的轴向距离。滚筒两端最外边缘截齿齿尖的轴向距离。为有效利用煤的压张效应，减小截深有利。截深太小，为有效利用煤的压张效应，减小截深有利。截深太小，对采煤机生产率有影响。对采煤机生产率有影响。 滚筒截深系列滚筒截深系列(mm)：500，600，630，800，1000和和1200。 截深截深0.8m。趋势：加大到。趋势：加大到1.01.2m。

13、螺旋滚筒主要参数螺旋滚筒主要参数15；. 3螺旋叶片参数螺旋叶片参数 螺旋叶片参数包括螺旋升角、螺距、叶片头数以及螺旋叶片参数包括螺旋升角、螺距、叶片头数以及叶片在筒毂上的围包角，对落煤、特别是装煤能力有很叶片在筒毂上的围包角，对落煤、特别是装煤能力有很大影响。大影响。根据叶片旋向分左旋、右旋截割滚筒。根据叶片旋向分左旋、右旋截割滚筒。 螺旋滚筒主要参数螺旋滚筒主要参数16；. 任意直径任意直径Di圆柱面上螺旋叶片的升角圆柱面上螺旋叶片的升角 i = arctg(L/Di)，L为螺旋线导程。为螺旋线导程。 Ditgi=常数常数 D Dy Dg叶片外缘的螺旋升角叶片外缘的螺旋升角y 叶片内缘的叶

14、片内缘的螺旋升角螺旋升角g。 y是截割滚筒的名义升角。是截割滚筒的名义升角。 螺旋滚筒主要参数螺旋滚筒主要参数17；. 小直径滚筒小直径滚筒运煤空间小，必须考虑从端盘至装煤侧运运煤空间小，必须考虑从端盘至装煤侧运煤量越来越大的情况。煤量越来越大的情况。 采用逐渐增大螺旋导程的小直径滚筒，比用固定升角采用逐渐增大螺旋导程的小直径滚筒，比用固定升角的滚筒装煤能力提高的滚筒装煤能力提高60%。 直径直径 1000mm的螺旋滚筒，其导程可以不变。的螺旋滚筒，其导程可以不变。 螺旋叶片头数螺旋叶片头数主要是按截割参数的要求确定的，对装主要是按截割参数的要求确定的，对装煤效果影响不大。煤效果影响不大。 通

15、常螺旋叶片头数为通常螺旋叶片头数为Z=24。直径直径D1.25m的滚筒的滚筒一般用双头，一般用双头，D1.40m的滚筒用双头或三头，的滚筒用双头或三头，D1.60m的滚筒用三头或四头。的滚筒用三头或四头。 螺旋滚筒主要参数螺旋滚筒主要参数18；. 导程是螺旋线转一周的轴向距离导程是螺旋线转一周的轴向距离(L=ZS)。 从运煤条件出发，当滚筒转一周时，螺旋叶片应能将从运煤条件出发，当滚筒转一周时，螺旋叶片应能将煤推出一个叶片宽度煤推出一个叶片宽度ByLBy在在L By时，螺旋头数必须满足时，螺旋头数必须满足 1LZBy 否则滚筒圆周上将有一部分没有叶片，使滚筒无法顺否则滚筒圆周上将有一部分没有叶

16、片，使滚筒无法顺利运煤。利运煤。 螺旋滚筒主要参数螺旋滚筒主要参数19；. 螺旋滚筒主要参数螺旋滚筒主要参数 叶片之间应有适当的衔接。叶片之间应有适当的衔接。 否则，在截煤过程中叶片交替时，滚筒载荷有突变，否则，在截煤过程中叶片交替时，滚筒载荷有突变，影响运行的稳定性。影响运行的稳定性。 每个叶片对滚筒的围包角每个叶片对滚筒的围包角yyyyDBtan36020；. 4端盘端盘 端盘置于滚筒靠煤壁侧，其外围按截齿配置顺序焊装齿端盘置于滚筒靠煤壁侧，其外围按截齿配置顺序焊装齿座，也可在其端面焊装齿座。座，也可在其端面焊装齿座。 螺旋滚筒多采用锥形端盘。螺旋滚筒多采用锥形端盘。 螺旋滚筒主要参数螺旋

17、滚筒主要参数21；.二、截割滚筒的转向和转速二、截割滚筒的转向和转速 1. 滚筒转向滚筒转向 为向输送机运煤，滚筒的转向必须与滚筒的螺旋方向为向输送机运煤，滚筒的转向必须与滚筒的螺旋方向相一致。相一致。 对逆时针方向旋转对逆时针方向旋转(站在采空区侧看滚筒站在采空区侧看滚筒)的滚筒，叶的滚筒，叶片应为左旋；顺时针方向旋转的滚筒，叶片应为右旋。片应为左旋；顺时针方向旋转的滚筒，叶片应为右旋。 螺旋滚筒主要参数螺旋滚筒主要参数22；. 采煤机在往返采煤的过程中，滚筒的转向不能改变，采煤机在往返采煤的过程中，滚筒的转向不能改变，有两种情况：有两种情况： 顺转顺转截齿截割方向与碎煤下落方向相同；截齿截

18、割方向与碎煤下落方向相同； 逆转逆转截齿截割方向与碎煤下落方向相反。截齿截割方向与碎煤下落方向相反。 螺旋滚筒主要参数螺旋滚筒主要参数顺转顺转逆转逆转23；. 双滚筒采煤机双滚筒采煤机为使两个滚筒的截割阻力能相互抵消，为使两个滚筒的截割阻力能相互抵消，增加机器的工作稳定性，两个滚筒的转向相反。增加机器的工作稳定性，两个滚筒的转向相反。 滚筒转向方式：滚筒转向方式：反向对滚和正向对滚。反向对滚和正向对滚。 螺旋滚筒主要参数螺旋滚筒主要参数24；. 单滚筒采煤机，在左工作面用左截割滚筒，在右工作单滚筒采煤机，在左工作面用左截割滚筒，在右工作面用右截割滚筒。面用右截割滚筒。 当滚筒截割底部煤时，滚筒

19、转向总是顺着碎煤下落的当滚筒截割底部煤时，滚筒转向总是顺着碎煤下落的方向。截割下的煤通过滚筒下边运向输送机，运程较长，方向。截割下的煤通过滚筒下边运向输送机，运程较长，煤被重复破碎的可能性较大，但不受摇臂限制。煤被重复破碎的可能性较大，但不受摇臂限制。 螺旋滚筒主要参数螺旋滚筒主要参数25；.2. 滚筒转速滚筒转速 采煤机滚筒以转速采煤机滚筒以转速n旋转，以牵引速度旋转，以牵引速度vq向前推进，向前推进，截齿切下的煤屑呈月牙形，厚度从截齿切下的煤屑呈月牙形，厚度从0hmax变化变化 cm100maxmnvhq 螺旋滚筒主要参数螺旋滚筒主要参数26；.平均切削厚度平均切削厚度 maxcos1hh

20、uu 求极值，得求极值，得u=0.74或截割高度为或截割高度为0.84D时，平均切削时，平均切削厚度达极大值，为厚度达极大值，为2.28hmax/。 滚筒截割速度滚筒截割速度 m/s60Dnv 螺旋滚筒主要参数螺旋滚筒主要参数27；.cm100maxmnvhqm/s60Dnv 当当m一定时，切屑厚度与牵引速度成正比，与滚筒转速一定时，切屑厚度与牵引速度成正比，与滚筒转速成反比成反比滚筒转速愈高，煤的块度愈小，造成煤尘飞扬。滚筒转速愈高，煤的块度愈小，造成煤尘飞扬。 多数中厚煤层采煤机滚筒转速在多数中厚煤层采煤机滚筒转速在3040r/min范围内。范围内。厚煤层采煤机滚筒直径大于厚煤层采煤机滚筒

21、直径大于18002000mm时，转速可低时，转速可低至至2030r/min。 当截割速度超过当截割速度超过3m/s时，截齿摩擦发火的可能性增加。时，截齿摩擦发火的可能性增加。 薄煤层采煤机叶片高度低，滚筒内运煤空间小，加大滚薄煤层采煤机叶片高度低，滚筒内运煤空间小，加大滚筒转速，以保证采煤机生产率。小直径滚筒转速可达筒转速，以保证采煤机生产率。小直径滚筒转速可达80120r/min。 螺旋滚筒主要参数螺旋滚筒主要参数28；. 螺旋滚筒的装载性能螺旋滚筒的装载性能 滚筒装煤过程的准确计算很难，同一台采煤机用在不滚筒装煤过程的准确计算很难，同一台采煤机用在不同工作面其装煤效果差异也相当大。同工作面

22、其装煤效果差异也相当大。 多用装载试验及井下效果分析研究。多用装载试验及井下效果分析研究。 滚筒的装载性能主要指装载效率、滚筒内循环煤量、滚筒的装载性能主要指装载效率、滚筒内循环煤量、装载功率及比能耗、装载阻力等。装载功率及比能耗、装载阻力等。 影响装载的参数有滚筒转速、牵引速度、螺旋叶片外影响装载的参数有滚筒转速、牵引速度、螺旋叶片外缘升角、滚筒转向、出煤口断面、摇臂形状、煤的块度缘升角、滚筒转向、出煤口断面、摇臂形状、煤的块度及湿度等。及湿度等。 29；. 截齿截割煤岩的载荷是随机的，具有平稳随机函数的截齿截割煤岩的载荷是随机的，具有平稳随机函数的性质。性质。 截割阻力和推进阻力的分布函数和分布密度属截割阻力和推进阻力的分布函数和分布密度属分布，分布，侧向力属于正态分布。侧向力属于正态分布。 截割滚筒的载荷谱是随机的，当同时截割的截齿数截割滚筒的载荷谱是随机的，当同时截割的截齿数8时，总载荷属正态分布。截割阻力、推进阻力、侧向力时，总载荷属正态分布。截割阻力、推进阻力、侧向力的数学期望值的数学期望值(均值均