【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种采煤机滚筒，具体是一种采煤机智能滚筒及方法，属于采煤机装备。
技术介绍
1、螺旋滚筒是采煤机的落煤和装煤机构，其组成通常包括螺旋叶片、端盘、齿座、喷嘴、筒毂及截齿。螺旋叶片和端盘焊接在筒毂上，齿座焊接在叶片和端盘上，主要用来固定用于落煤的截齿，螺旋叶片用来将落下的碎煤装入刮板输送机，其具有高效、高速旋转、可靠性等优点。
2、采煤机滚筒多是在复杂多变的工况下工作，而截齿是与煤直接接触的机构，这就导致截齿在工作过程中受力磨损严重，使其成为主要的易耗件，由于截齿焊接在叶片和端盘上，如果截齿发生损坏，只能返厂维修；为了满足越来越大的采高需求，配套的采煤机螺旋滚筒的直径也不断增大，而井下地质条件复杂很难保证大直径滚筒可以顺利运输到井下，并且在井下对采煤机滚筒焊接又易导致爆炸的安全事故。目前，采煤机工作载荷获取困难，采煤机滚筒设备无法感知截齿截割的是岩石还是煤炭，也无法感知截齿的工作及磨损状态，甚至截齿丢失都无法及时知道。
3、授权公告号为cn104990664a的专利技术专利公开了“采煤机截齿截割力测量装置”，采用截齿头和齿座接触面安装三向力传感器测量截齿截割力方式，这种方式只能测量单个截齿的三向分力，不能用来判断截齿状态；
4、授权公告号为cn205175601u的专利技术专利公开了“一种采煤机截齿三向力测量装置”采用在截齿内部安装三向力测量装置的方式测量截齿受力，这种方式只能对截齿的受力进行检测，不能对滚筒整体受力及煤岩性质进行分析。
5、授权公开号为cn1115026
技术实现思路
1、技术目的：针对上述技术问题，本专利技术提出一种采煤机智能滚筒及方法，该滚筒能够智能识别煤岩性质、截齿工作及磨损状态进而实现分别对滚筒智能调高、调速和截齿状态评估。
2、为了实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术手段：
3、一种采煤机智能滚筒，包括筒体，筒体周围设置有螺旋叶片，所述螺旋叶片的端部沿螺旋叶片的延伸方向均匀布置有应力感知截割齿，所述应力感知截割齿内置应变片；
4、所述螺旋叶片的底部开槽，内置应力采集装置和信号处理模块；
5、所述应变片、应力采集装置及信号处理模块通过线束或光纤连接；
6、所述信号处理模块将处理后的信号通过无线传输模块传输至上位机。
7、所述应力感知截割齿包括：齿座定位座，与所述螺旋叶片固定连接；
8、感知齿座，与所述齿座定位座之间通过可拆卸连接结构实现可拆卸连接；
9、所述感知齿座上通过齿靴固定连接有截齿。
10、所述可拆卸连接结构包括：
11、所述齿座定位座内部设有齿座定位座插销，所述感知齿座下部设有感知齿座插销槽；
12、所述齿座定位座插销与所述感知齿座插销槽配合连接，以实现将齿座定位座和感知齿座之间定位；
13、所述齿座定位座上设有第一齿座定位座孔；
14、所述感知齿座上设有第二齿座定位座孔；
15、定位销，依次穿过所述第一齿座定位座孔、第二齿座定位座孔以将所述齿座定位座和感知齿座之间连接。
16、所述筒体包括两个分体筒体，所述分体筒体的内侧设有连接筒体法兰，通过所述连接筒体法兰将两个分体筒体固定连接；所述分体筒体的外侧设有分体螺旋叶片和分体端盘，所述分体螺旋叶片的内部、分体端盘内部均设有布线通道，所述分体螺旋叶片的上端设有叶片法兰，所述分体端盘下侧设置端盘连接法兰，通过叶片法兰将两个分体螺旋叶片固定连接，通过端盘连接法兰将两个分体端盘固定连接。
17、所述应变片为电阻式应变片；
18、所述应力采集装置包括数模转换器和信号传输模块。
19、所述应力采集装置的线束、信号处理模块的线束均安装在端盘和螺旋叶片上的线束槽内，所述线束槽外部对应安装有线束挡板。
20、本专利技术进一步公开了一种基于所述采煤机智能滚筒进行智能识别截齿工作及磨损状态的方法，包括以下步骤：
21、步骤1：通过所述应力感知截割齿得到实际测量截齿载荷值；
22、步骤2：将步骤1获得的实际测量截齿载荷值与截齿截割状态范围值进行对比，判定此时截齿截割状态，进而对截齿的状态进行评估，所述截齿截割状态范围值由实验得到，评估方法具体是：
23、当实际测量截齿载荷值突然变小且低于截齿截割状态范围值一半时，判定截齿状态为丢失；当实际测量截齿载荷值在不断减小且低于截齿截割状态范围值时，则判断相应的截齿磨损严重，需要进行更换。
24、本专利技术进一步公开了一种基于所述采煤机智能滚筒进行智能调高、调速的方法，包括以下步骤：
25、步骤a：通过所述应力感知截割齿得到实际测量截齿载荷值；
26、步骤b：获得滚筒的截割载荷值，其计算公式是：
27、
28、式中:ra为滚筒截割阻力，n；
29、rb为滚筒牵引阻力，n；
30、rc为滚筒侧向阻力，n；
31、zi为角度处的截齿受到的截割阻力，n；
32、yi为角度处的截齿受到的截割阻力，n；
33、xi为角度处的截齿受到的截割阻力，n；
34、为截齿所处角度位置；
35、βi为角度处的截齿切向安装角；
36、ni为同时参与截割的截齿的数量；
37、步骤c：将步骤b获得的滚筒的截割载荷值与滚筒的截割状态范围值进行对比，滚筒的截割状态范围值通过实验获得，判定此时的截割煤岩性质，进而对滚筒进行智能调高、调速，具体是：
38、当滚筒的截割载荷值高于滚筒的截割状态范围值，表示煤岩比较坚硬，此时增加滚筒的转速、降低滚筒高度；
39、当滚筒的截割载荷值低于滚筒截割状态范围值，表示煤岩比较松软，此时降低滚筒的转速、提高滚筒高度。
40、本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
41、第一，本专利技术通过测量滚筒上截割载荷，智能识别煤岩性质、截齿工作及磨损状态进而分别对滚筒智能调高、调速和截齿状态评估。
42、第二，本专利技术的智能滚筒可以将滚筒分解成小型部件，适应各种矿井巷道运输，解决了大型滚筒搬运不便的问题，并且避免了采用焊接方式组装滚筒，符合煤矿安全生产规范。
43、第三，本专利技术提出一种可更换截割齿组，通过在齿座固定座上开设两个定位孔，并采用齿组定位柱将截齿和齿座定位座可拆卸连接，以实现镐型截齿快捷跟换使用，一定程度上提高了采掘的效率。
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1.一种采煤机智能滚筒，包括筒体(1)，筒体周围设置有螺旋叶片，其特征在于，所述螺旋叶片的端部沿螺旋叶片的延伸方向均匀布置有应力感知截割齿，所述应力感知截割齿内置应变片；
2.根据权利要求1所述的采煤机智能滚筒，其特征在于，所述应力感知截割齿包括：齿座定位座(3-2)，与所述螺旋叶片固定连接；
3.根据权利要求2所述的采煤机智能滚筒，其特征在于，所述可拆卸连接结构包括：
4.根据权利要求3所述的采煤机智能滚筒，其特征在于，所述筒体(1)包括两个分体筒体，所述分体筒体的内侧设有连接筒体法兰，通过所述连接筒体法兰将两个分体筒体固定连接；所述分体筒体的外侧设有分体螺旋叶片和分体端盘，所述分体螺旋叶片的内部、分体端盘内部均设有布线通道，所述分体螺旋叶片的上端设有叶片法兰，所述分体端盘下侧设置端盘连接法兰，通过叶片法兰将两个分体螺旋叶片固定连接，通过端盘连接法兰将两个分体端盘固定连接。
5.根据权利要求1所述的采煤机智能滚筒，其特征在于，所述应变片为电阻式应变片；
6.根据权利要求1所述的采煤机智能滚筒，其特征在于，所述应力采集装
7.一种基于权利要求1～6中任一所述采煤机智能滚筒进行智能识别截齿工作及磨损状态的方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.一种基于权利要求1～6中任一所述采煤机智能滚筒进行智能调高、调速的方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种采煤机智能滚筒，包括筒体(1)，筒体周围设置有螺旋叶片，其特征在于，所述螺旋叶片的端部沿螺旋叶片的延伸方向均匀布置有应力感知截割齿，所述应力感知截割齿内置应变片；
2.根据权利要求1所述的采煤机智能滚筒，其特征在于，所述应力感知截割齿包括：齿座定位座(3-2)，与所述螺旋叶片固定连接；
3.根据权利要求2所述的采煤机智能滚筒，其特征在于，所述可拆卸连接结构包括：
4.根据权利要求3所述的采煤机智能滚筒，其特征在于，所述筒体(1)包括两个分体筒体，所述分体筒体的内侧设有连接筒体法兰，通过所述连接筒体法兰将两个分体筒体固定连接；所述分体筒体的外侧设有分体螺旋叶片和分体端盘，所述分体螺旋叶片的内部、分体端盘内部均设有布线通...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘送永，左辉，江红祥，刘本龙，徐彧，郝山林，史宏麟，李洪盛，崔玉明，杨雪源，
申请(专利权)人：徐州中矿汇弘矿山设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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