一种用于采煤机的截齿、截割部、采煤机及冷却防护方法与流程

1.本发明涉及一种用于采煤机的截齿、截割部、采煤机及冷却防护方法，属于采煤机技术领域。


背景技术：

2.以往采煤机采煤过程中，由于煤层分布不均，采煤机滚筒工作时，常会碰到岩层，随着图像识别技术的发展逐渐成熟，采煤机变得越来越智能化，可通过图像识别和一些算法识别煤层，再通过控制采煤机摆臂，调整滚筒的位置，使滚筒对岩层能进行适当的避让。但是也存在以下缺陷：其一是通过一定的控制和一些算法的精度还无法完全可靠的保证采煤机滚筒完全避开岩层，当采煤机的滚筒触碰到岩层时，由于岩层的硬度较高，会使滚筒上的截齿由于剪切力过大而发生断裂；其二是采煤机上的截齿以及截齿上的刀头磨损严重或脱落也需要更换，需要人为的停机来检查截齿的磨损情况，降低采煤效率。


技术实现要素：

3.本发明为了解决现有的图像识别技术无法完全使采煤机滚筒完全避开岩层，使滚筒上的截齿触碰岩层时容易发生断裂，以及采煤机上的截齿以及截齿上的刀头需要人为定时检修，降低采煤效率的问题，而提供一种用于采煤机的截齿、截割部、采煤机及冷却防护方法。
4.本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：
5.方案一：一种用于采煤机的截齿，包括刀头和截齿刀体，截齿刀体上镶嵌有刀头，截齿刀体内设有横截面为月牙形的螺旋空腔，且月牙形的螺旋空腔的凹面朝向外侧设置，截齿刀体上设有冷却入口和冷却出口，冷却入口和冷却出口与螺旋空腔的两端连通，螺旋空腔与刀头的底面相连通。
6.优选地，还包括两个插管，冷却入口和冷却出口分别设有一个插管，每个插管上设有密封圈。
7.优选地，所述截齿刀体的刀杆上设有卡紧截齿刀体的环槽。
8.方案二：一种用于采煤机的截割部，包括滚筒和方案一中所述的一种截齿，滚筒上固定设有多个截齿座，每个截齿座上固定设有一个所述截齿。
9.优选地，还包括行星减速器，行星减速器上的行星架与滚筒固定连接，行星减速器上的输入轴通过电机驱动。
10.优选地，每个截齿座上设有用于与截齿刀体配合的孔，孔的底部设有两个用于与插管配合的冷却孔，每个冷却孔的侧壁开设有与该冷却孔贯通的通孔。
11.优选地，滚筒上设有进冷却管和出冷却管，每个截齿上的冷却入口与进冷却管连通，每个截齿上的冷却出口与出冷却管连通，滚筒上设有进口通道和出口通道，进口通道通过进口管连通到外部形成进口冷却管路，出口通道通过出口管连通到外部形成出口冷却管路。
12.方案三：一种采煤机，包括冷却保护装置和权利要求7所述的一种截割部，冷却保护装置包括泵、两个流量传感器、箱体、控制器、5g无线发射器、5g无线接收器和plc控制器，截齿上的冷却入口通过截割部上的进口冷却管路与箱体连通，截齿上的冷却出口通过截割部上的出口冷却管路与箱体连通，出口冷却管路上设有泵，进口冷却管路和出口冷却管路上均设有一个流量传感器，流量传感器的控制端与单片机的输入端口连接，单片机的输出端口与5g无线接收器连接，5g无线接收器用于接收5g无线发射器发射出的无线信号，5g无线接收器与plc控制器的数据通讯接口连接，plc控制器的输出端口与驱动采煤机滚筒上的电机继电器连接，用以控制电机启停。
13.优选地，一种采煤机还包括机身、截割部电机、两个液压杆和两个摆臂，机身上铰接有两个摆臂，两个液压杆固定在机身上，且每个液压杆的执行端与每个摆臂铰接使摆臂能够前后摆动，每个摆臂上转动设置有一个截割部，每个截割部上的滚筒6通过一个截割部电机驱动。
14.方案四：一种基于方案三所述的一种采煤机的冷却防护方法，包括以下步骤：
15.s1：在截齿内设置冷却通道，利用泵对冷却通道进行冷却，并在冷却通道的流入一侧和流出一侧分别设置一个流量传感器；
16.s2：两个流量传感器产生流量的差值如超过设定值，则通过控制器传输给5g无线发射器，5g无线接收器接收5g无线发射器传来的信号，并传递给采煤机上的plc控制器， plc控制器输出信号给电机继电器使截割部电机停止工作；否则，不产生触发信号，两个流量传感器正常工作。
17.本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
18.本发明在截齿内设置螺旋空腔，向螺旋空腔内通入冷却介质，对截齿起到冷却的作用，将螺旋空腔与刀头的底面相连通，当刀头磨损严重或冲击较大脱落以及截齿座受剪切力较大发生变形时，螺旋空腔内的冷却介质会流出，或者局部产生变形阻止冷却介质流过，通过流量传感器检测流量，当两个流量传感器的流量差值较大时，说明有冷却介质泄露或被阻断，流量传感器产生信号通过控制器传递给5g无线发射器，5g无线接收器接收5g无线信号并传递给plc控制器，由plc控制器发出指令使驱动滚筒转动和摆动的电机停止。
附图说明
19.图1是本发明截齿的示意图；
20.图2是图1的i处局部放大视图；
21.图3是截齿座的主视图；
22.图4是截齿座的侧视图；
23.图5是图3的v处局部放大视图。
24.图6是本发明截割部的轴测图；
25.图7是本发明截割部的正视图；
26.图8是图7的a-a剖视图；
27.图9是图8的ii处局部放大视图；
28.图10是图8的iii处局部放大视图；
29.图11是图8的iv处局部放大视图；
30.图12是本发明一种冷却保护装置的管路示意图；
31.图13是本发明一种冷却保护装置的控制流程图；
32.图14是本发明一种采煤机的主视图。
具体实施方式
33.下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案的前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
34.实施例1：如图1和图2所示，本实施例涉及一种用于采煤机的截齿，包括刀头1和截齿刀体2，截齿刀体2上镶嵌有刀头1，截齿刀体2内设有横截面为月牙形的螺旋空腔 2-1，且月牙形的螺旋空腔2-1的凹面朝向外侧设置，截齿刀体2上设有冷却入口和冷却出口，冷却入口和冷却出口与螺旋空腔2-1的两端连通，螺旋空腔2-1与刀头1的底面相连通。
35.可选地，刀头1与截齿刀体2采用焊接的方式进行固定。
36.如图1所示，截齿刀体2包括刀芯2-3和外刀体2-4，外刀体2-4的外表面设有由硬质合金制作而成的耐磨层，外刀体2-4的中心设有刀芯2-3，刀芯2-3与外刀体2-4固接在一起，刀芯2-3与外刀体2-4之间形成月牙形的螺旋空腔2-1，且刀芯2-3的塑性小于外刀体2-4的塑性，使截齿刀体2受到冲击力产生形变时，螺旋空腔2-1发生形变而改变螺旋空腔2-1的横截面积，螺旋空腔2-1产生线性应变被拉长，横街面积变小，从而使通入螺旋空腔2-1内的冷却介质的流量发生变化。其中冷却介质可采用油或水进行冷却。
37.当刀头1脱落时，螺旋空腔2-1内的冷却介质会流出，引起螺旋空腔2-1的入口和出口的流量变化，以便于对流量进行监测使驱动滚筒6的电机停止运转。
38.可选地，本实施例还包括两个插管3，冷却入口和冷却出口分别设有一个插管3，每个插管3上设有密封圈，便于与采煤机上的截齿座8对接并保持密封性,以防止冷却介质渗出。
39.可选地，所述截齿刀体2的刀杆上设有卡紧截齿刀体2的环槽2-2，以便于将截齿刀体2固定。
40.实施例2：结合图3-图8来说明本实施例，本实施例的一种用于采煤机的截割部，包括滚筒6和实施例1所述的一种截齿7，滚筒6上固定设有多个截齿座8，每个截齿座8 上固定设有一个所述截齿7。
41.如图8所示，本实施例一种截割部，还包括行星减速器8，行星减速器8上的行星架 81与滚筒6固定连接，行星减速器8上的输入轴通过电机驱动。
42.行星减速器上的行星架81与滚筒通过键连接。
43.可选地，如图3-图5所示，每个截齿座8上设有用于与截齿刀体2配合的孔8-1，孔 8-1的底部设有两个用于与插管3配合的冷却孔8-2，每个冷却孔8-2的侧壁开设有与该冷却孔8-2贯通的通孔，便于截齿7内的螺旋空腔2-1内的冷却介质从截齿座8内流出。
44.可选地，如图5所示，每个截齿座8上还设有摆杆8-3，摆杆8-3与截齿座8铰接，摆杆8-3端部设有与截齿刀体2上的环槽2-2相吻合的凸起831，且摆杆8-3与截齿座8 之间通过压缩弹簧15相顶使凸起831顶入到截齿刀体2的环槽2-2内，将截齿刀体2固定。摆杆8-3的另一端设有按钮，通过按压按钮，使凸起831从环槽2-2内脱离，能将截齿7拆下。
45.可选地，如图8和图11所示，滚筒6上设有进冷却管9和出冷却管10，每个截齿7 上
的冷却入口与进冷却管9连通，每个截齿7上的冷却出口与出冷却管10连通，滚筒6 上设有凹槽，分别将进冷却管9和出冷却管10置入凹槽内，以起到防护的作用，滚筒6 上设有进口通道a和出口通道b，进口通道a通过进口管连通到外部形成进口冷却管路，出口通道b通过出口管连通到外部形成出口冷却管路。
46.可选地，如图8-图10所示，在滚筒6上开设两个第一通孔6-1，其中一个第一通孔6-1 与进冷却管9连接，另一个第一通孔6-1与出冷却管10连接，滚筒6与行星架81之间设有两个第一密封圈，两个第一通孔6-1位于两个第一密封圈之间；在行星减速器8的行星架81的端部开设两个第二孔81-1，第二孔81-1上设有封堵，行星架81的侧部开设四个第三孔81-2，其中两个第三孔81-2与一个第二孔81-1相贯通，另两个第三孔81-2与另一个第二孔81-1相贯通，两个第三孔81-2与第一通孔6-1相对应，另两个第三孔81-2上设有封堵，
47.行星减速器8的行星轴82侧部设有四个环槽82-1，每个环槽82-1的两侧分别设有一个第二密封圈，行星轴82的端部设有两个第四通孔82-2，每个第四通孔82-2的两端设有封堵，每个环槽82-1上开设有一个第五孔82-3，其中两个第五孔82-3与一个第四通孔82-2相贯通，另两个第五孔82-3与另一个第四通孔82-2相贯通，两个第五孔82-3与设有封堵的两个第三孔81-2相对应，行星轴82从采煤机的摆臂伸出，另两个第五孔82-3位于摆臂的一侧，行星轴82上设有套筒19，套筒19固定在采煤机的摆臂上，套筒19与行星轴82呈一定间隙设置，并且二者之间设有三个第二密封圈20，套筒19上设有两个第六通孔19-1，两个第六通孔19-1 与另个第五孔82-3相对应，并且每个第六通孔19-1位于两个第二密封圈20之间,一个第六通孔19-1与出口管连接，另一个第六通孔19-1和进口管连接；
48.一个第一通孔6-1、两个第三孔81-2、一个第二孔81-1、两个环槽82-1、两个第五孔82-3、一个第四通孔82-2和一个第六通孔19-1形成第一进口通道a；另一个第一通孔6-1、另两个第三孔81-2、另一个第二孔81-1、另两个环槽82-1、另两个第五孔82-3、另一个第四通孔 82-2和另一个第六通孔19-1形成第一出口通道b。冷却介质从第一进口通道a流入到截齿7 内，并从第一出口通道b流出。
49.第一进口通道a和第一出口通道b可实现冷却介质从各个部件相对发生转动的部位流过，冷却介质在截割部内部流通，避免外部环境恶劣影响截齿7流量的监控。
50.实施例3：结合图8、图12和图13来说明本实施例，本实施例的一种采煤机，包括冷却保护装置和实施例2所述的一种截割部，冷却保护装置包括泵11、两个流量传感器 12、箱体13、控制器、5g无线发射器、5g无线接收器和plc控制器，截齿7上的冷却入口通过截割部上的进口冷却管路与箱体13连通，截齿7上的冷却出口通过截割部上的出口冷却管路与箱体13连通，出口冷却管路上设有泵11，进口冷却管路和出口冷却管路上均设有一个流量传感器12，流量传感器12的控制端与单片机的输入端口连接，单片机的输出端口与5g无线接收器连接，5g无线接收器用于接收5g无线发射器发射出的无线信号，5g无线接收器与plc控制器的数据通讯接口连接，plc控制器的输出端口与驱动采煤机滚筒6上的电机继电器连接，用以控制电机启停。
51.如图14所示，本实施例的一种采煤机，还包括机身15、两个液压杆16、两个摆臂 17和两个截割部电机，机身15上铰接有两个摆臂17，两个液压杆16固定在机身15上，且每个液压杆16的执行端与每个摆臂17铰接使摆臂17能够前后摆动，每个摆臂17上转动设置有一个截割部，每个截割部上的滚筒6通过一个截割部电机驱动。
52.所述泵11为防爆泵，所述泵11位于出口管上，用于从箱体13内抽取冷却介质，并将冷却介质送入到滚筒6和截齿7内，以起到冷却的作用。
53.可选地，控制器为单片机。
54.可选地，流量传感器12为霍尔式流量传感器。
55.可选地，实施例2中的进口管和出口管上均设有开闭阀。
56.当截齿7上的刀头1发生脱落或磨损严重时，螺旋空腔2-1内的冷却介质会流出，此时两个流量传感器12的流量不相同，且相差较大，流入的流量大于流出的流量，两个流量传感器12产生的信号传入控制器，控制器对传入的信号进行比对，当流量传感器的差值达到设定值时，控制器则输出信号给5g发射器，5g无线接收器接收到5g发射器的信号并将信号传输给采煤机上的plc控制器，plc控制器输出信号使采煤机滚筒6上的电机停止工作，以达到对滚筒6和截齿7的保护作用，防止对截齿7上的截齿刀体2磨损而造成截齿刀体2的损坏。同样，当截齿7上的截齿刀体2受剪切力较大时，会发生形变，此时月牙形的螺旋空腔2-1会发生形变，螺旋空腔2-1凹面的部分向内凹，将螺旋空腔2-1的通道堵死或变窄，两个流量传感器12的流量不同，产生信号，以上述同样的方式使电机停止工作，以防止对截齿座8造成破坏。
57.可选地，进口冷却管路上设有过滤器14，过滤器14位于泵11与箱体13之间，以将冷却通道内的固体颗粒过滤，防止堵塞。
58.实施例4：一种基于实施例3中所述的一种采煤机的冷却防护方法，包括以下步骤：
59.s1：在截齿7内设置冷却通道，利用泵11对截齿7内的冷却通道进行冷却，并在冷却通道的流入一侧和流出一侧分别设置一个流量传感器12；
60.s2：两个流量传感器12产生流量的差值如超过设定值，则通过控制器传输给5g无线发射器，5g无线接收器接收5g无线发射器传来的信号，并传递给采煤机上的plc控制器， plc控制器输出信号给电机继电器使截割部电机停止工作；否则，不产生触发信号，两个流量传感器12正常工作。
61.本实施例的冷却方法，利用两个流量传感器检测流量变化，来实现采煤机截齿7上的刀头1脱落、截齿7的磨损及发生较大形变监测，以防止截齿7的磨损严重和断裂的发生，与人工检测相比，不需要经常停机，进而提高采煤效率，检测精度更高。
62.本发明虽然已经通过一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。