Подробное введение в винтовой барабан угольного резака 

Функция и состав винтового барабана угольного резака
Спиральный барабан угольного резака является ключевым компонентом и рабочим механизмом, позволяющим машине выполнять функции резки, дробления, выгрузки и погрузки угля, потребляя большую часть мощности угольного резака. Его основные функции включают резку угольного пласта, дробление угля, транспортировку угольных блоков из рабочей зоны и погрузку их на скребковый конвейер, одновременно выдерживая ударные нагрузки и износ в процессе резки.
Основные конструктивные компоненты
Корпус режущей головки: сварной, с торцевыми пластинами и спиральными лопастями, с режущими зубьями, установленными на лопастях. Спиральная конфигурация обеспечивает загрузку угля.
Режущие зубья и держатели зубьев: режущие зубья непосредственно контактируют с угольным забоем для дробления угля, а держатели зубьев фиксируют зубья и должны выдерживать высокие циклические нагрузки и износ.
Отклоняющая пластина для угля: расположена на одной стороне барабана, способна поворачиваться на 180° для адаптации к различным направлениям добычи угля, повышая эффективность погрузки угля.
Соединительные компоненты: соединяются с выходным валом редуктора режущего агрегата для передачи крутящего момента и привода вращения барабана.
Технические характеристики и конструктивные требования к винтовому барабану угольного резака
Основные технические параметры
Диаметр и ширина: должны соответствовать требованиям к высоте добычи. Например, на забое шахты Shendong Buliantai с высотой добычи 8,0 метров была использована конструкция барабана увеличенного размера φ4,5 метра.
Угол наклона и шаг спирали: влияют на эффективность загрузки угля и потребление энергии; требуют оптимизированной конструкции с учетом твердости пласта.
Расположение режущих зубьев: должно быть равномерным, чтобы снизить ударные нагрузки и продлить срок службы.
Направления оптимизации производительности
Выбор материала: использовать высокопрочные износостойкие сплавы для лопастей и держателей зубьев, чтобы повысить сопротивление усталости и истиранию.
Оптимизация конструкции: использование метода конечных элементов (например, моделирование на основе Pro/E) для снижения концентрации напряжений и предотвращения разрушения лопастей.
Согласование параметров: регулируйте скорость вращения барабана и глубину резания в зависимости от геологических условий угольного пласта (твердость, развитие стыков), чтобы снизить удельное энергопотребление при резании.
Сценарии применения и отраслевые вызовы для режущих барабанов угольных комбайнов
Основные области применения
Полностью механизированные забои: двухбарабанные угольные резаки используются для однопроходной добычи на полную высоту в средних и толстых пластах. Оборудование с установленной мощностью 2925 кВт может достигать производительности 6000 т/ч.
Добыча угля в тонких пластах: однобарабанные комбайны с барабанами малого диаметра подходят для сложных условий кровли и пола.
Особые угольные пласты: оптимизированное расположение режущих зубьев и параметры спирали адаптированы к требованиям резки в пластах твердого угля и угля с вкраплениями породы.
Существующие проблемы и направления совершенствования
Проблемы отрасли: традиционные барабаны страдают от плохой фрагментации угля, низкого использования энергии и быстрого износа режущих зубьев, что приводит к частым поломкам держателей зубьев и истиранию лезвий.
Технические меры противодействия: Разработка вспомогательного программного обеспечения для проектирования, позволяющего выполнять динамические расчеты нагрузки и оптимизацию параметров.
Внедрение интеллектуальной технологии мониторинга для обеспечения обратной связи в режиме реального времени по сопротивлению резанию и динамической регулировке ориентации барабана.
Применение износостойких покрытий и биомиметических конструкций режущих зубьев для продления срока службы уязвимых компонентов.
Техническое обслуживание и меры предосторожности для режущих барабанов угольных резаков
Ключевые моменты регулярного технического обслуживания
Проверка режущих наконечников: периодически заменяйте изношенные или поврежденные режущие наконечники для обеспечения эффективности резки.
Управление смазкой: периодически смазывайте подшипники и соединительные точки, чтобы предотвратить отказ при высоких температурах.
Обнаружение структурных дефектов: используйте ультразвуковое тестирование для оценки целостности сварных швов лезвий и прочности седла зубьев, чтобы предотвратить случаи разрушения.
Процедуры безопасной эксплуатации
Запуск без нагрузки: избегайте запуска под нагрузкой, чтобы предотвратить перегрузку двигателя или повреждение редуктора от удара.
Выравнивание направления: регулируйте положение отклоняющей пластины для угля в соответствии с направлением добычи, чтобы предотвратить скопление угля.
Контроль нагрузки: контролируйте ток барабана с помощью системы управления комбайном, чтобы предотвратить работу с перегрузкой.
Резюме
Как основной компонент полностью механизированных горных выработок, рациональность конструкции спирального барабана комбайна напрямую влияет на эффективность производства, энергопотребление и надежность. В настоящее время отрасль решает традиционные проблемы барабанов, такие как низкая эффективность и быстрый износ, с помощью технологических инноваций, включая конструкции с увеличенным диаметром, интеллектуальный анализ нагрузки и износостойкие материалы. Будущие разработки должны еще больше интегрировать промышленные технологии Интернета вещей для достижения оптимизации производительности на протяжении всего жизненного цикла и прогнозного технического обслуживания барабанов.