專利名稱：一種切割煤炭和巖石的切割齒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采煤，更具體地說是涉及用于對(duì)煤炭和巖石進(jìn)行開采的切割齒。
目前可獲得的齒呈錐形工具形狀，并且具有一尖的工具尖端。錐形齒實(shí)際上并不進(jìn)行切割，而是對(duì)煤壁表面進(jìn)行破碎，從而會(huì)導(dǎo)致開采出低水平的粗糙產(chǎn)品，并且還會(huì)產(chǎn)生大量的懸浮在空氣中的粉塵顆粒。實(shí)際上，這些操作動(dòng)作會(huì)產(chǎn)生粉塵和小塊(微粒)，這就需要連續(xù)地噴水，以便符合“職業(yè)安全衛(wèi)生”條件。這些微小的粉塵顆粒會(huì)對(duì)地下礦工造成健康方面的威脅。由于有些顆粒的大小會(huì)落入致癌和/或?qū)粑斐赏{的顆粒范圍內(nèi)，因此，當(dāng)?shù)V工長(zhǎng)期地處于具有這種粉塵顆粒的環(huán)境中時(shí)，會(huì)導(dǎo)致肺癌、慢性支氣管炎和塵肺病。所產(chǎn)生的大量的粉塵對(duì)設(shè)備的可靠性也會(huì)產(chǎn)生不良的影響，從而增大設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用。
錐形齒只是被松松地固定在它們對(duì)應(yīng)的固定器內(nèi)，從而使得這些錐形齒可以繞它們的縱軸線自由地轉(zhuǎn)動(dòng)。研究表明，由于所產(chǎn)生的微小粉塵的緣故，使得這些齒在被鎖定到它們的固定器內(nèi)之后，這些齒確實(shí)會(huì)發(fā)生故障，從而會(huì)妨礙轉(zhuǎn)動(dòng)。這些操作動(dòng)作對(duì)煤炭和巖石進(jìn)行破碎，因此會(huì)產(chǎn)生一些微粒，并且會(huì)產(chǎn)生磨擦火花。
為了這個(gè)目的，本申請(qǐng)人設(shè)計(jì)了一種煤炭和巖石切割齒，這種切割齒在澳大利亞專利申請(qǐng)NO.12672/97中有所描述，在此引用這篇專利申請(qǐng)文件作為參考，并且在

圖1-10中表示出了這種切割齒。
上面的針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所作的描述不應(yīng)被認(rèn)為是采煤領(lǐng)域中已知的技術(shù)。
發(fā)明的目的本發(fā)明一個(gè)發(fā)明目的是克服或減輕現(xiàn)有技術(shù)中的至少一個(gè)缺陷，或至少提供一種有效的可供選擇的技術(shù)方案。
優(yōu)選地是，所說的后部間隙銳角在3度和30度之間。
更優(yōu)選地是，所說的后部間隙銳角在5度和20度之間。
優(yōu)選地是，所說的前部?jī)A斜角在0度和45度之間。
更優(yōu)選地是，所說的前部?jī)A斜角在10度和30度之間。
優(yōu)選地是，所說的切割刀刃的寬度在5毫米和60毫米之間。
圖4是另一個(gè)煤炭和巖石切割齒的后視圖；圖5是另外一個(gè)煤炭和巖石切割齒的后視圖；圖6是位于一個(gè)切割齒固定器內(nèi)的一個(gè)煤炭和切割齒固定端的剖面圖；圖7是配置有一些煤炭和巖石切割齒的旋轉(zhuǎn)滾筒的立體示意圖；圖8是配置有一些煤炭和巖石切割齒的旋轉(zhuǎn)滾筒的一部分的端面圖；圖9是帶有一旋轉(zhuǎn)滾筒的截割機(jī)的端面圖；圖10是一旋轉(zhuǎn)滾筒的端面圖，圖中表示出了切割深度；圖11A，11B是本發(fā)明實(shí)施例中的煤炭和巖石切割齒的前視圖和側(cè)視圖；圖11C至11F是圖11A和11B所示煤炭和巖石切割齒沿著線a-a，b-b，c-c，d-d的剖面圖；圖12A和12B是另外的煤炭和巖石切割齒的前視圖和側(cè)視圖；圖12C至12E是圖12A，12B所示的煤炭和巖石切割齒沿著線a-a，b-b，c-c的剖面圖；圖13A和13B是另外的煤炭和巖石切割齒的前視圖和側(cè)視圖；圖13C和13D是圖13A，13B所示的煤炭和巖石切割齒沿著線a-a，b-b的剖面圖；圖14A和14B是另外的煤炭和巖石切割齒的前視圖和側(cè)視圖；圖15A和15B是另外的煤炭和巖石切割齒的前視圖和側(cè)視圖；圖15C至15E是圖15A，15B所示的煤炭和巖石切割齒沿著線a-a，b-b，c-c的剖面圖；圖16A和16B是另外的煤炭和巖石切割齒的前視圖和側(cè)視圖；圖16C至16E是圖16A，16B所示的煤炭和巖石切割齒沿著線a-a，b-b，c-c的剖面圖；圖17是一個(gè)切割齒的尖端視圖，圖中該切割齒的一部分被切去了；圖18是固定在一個(gè)切割齒固定器內(nèi)的另外的煤炭和巖石切割齒的側(cè)視圖。
其中，附圖標(biāo)記說明如下1是切割齒；2是切割頭；3是桿柄；
4是固定端(內(nèi)端)；5是一平的前表面(導(dǎo)引表面)；6是一平的底部表面(尾隨表面)；7是后表面；8是一直的切割刀刃；9是一螺旋導(dǎo)流片，用于更換切割齒；10是一旋轉(zhuǎn)滾筒；11是切割齒固定器；12是間隙環(huán)(表面環(huán))；13是煤壁表面；14是剪切開采機(jī)；R是前部?jī)A斜角；B是后部間隙角；W是切割刀刃(切割頭)的寬度；S是相鄰兩個(gè)切割齒之間的間距；P是切割滾筒半徑；D是切割深度；CP是切割平面。
優(yōu)選地是，切割齒1的整體都是由一種均質(zhì)的非連接的合金鋼條制成，這種合金鋼條是由低合金鋼4340構(gòu)成，并被進(jìn)行氣硬且被回火至約60HR’C’洛氏表面硬度。優(yōu)選地是，在圖11A，B，12A，B，15A，B和16A，B中所示的切割齒被用于切割煤炭，而圖13A，B及14A，B中所示的切割齒被用于切割堅(jiān)硬巖石。
切割齒1包括被固定到滾筒10上的一徑向內(nèi)端4和一桿柄3，以便基本上防止在切割齒1和滾筒10之間發(fā)生相對(duì)移動(dòng)。切割齒1還包括一切割頭2，該切割頭2具有前表面5和尾隨表面6，所說的前表面5和尾隨表面6相交從而形成一切割刀刃8，并大致平行于軸延伸。在使用過程中，前表面5相對(duì)于所說軸的半徑傾斜一個(gè)銳角R，尾隨表面6相對(duì)于通過刀刃8并垂直于所說半徑的一平面傾斜一個(gè)后部間隙銳角B。前表面5和尾隨表面6被傾斜成一個(gè)銳角，并且當(dāng)把桿柄3固定到滾筒10上時(shí)，桿柄3相對(duì)于所說半徑成一個(gè)銳角延伸。
從圖17中可以看得最清楚，前表面5相對(duì)于垂直于切割平面CP的一軸線成一個(gè)前部?jī)A斜角R。例如，圖11A表示出了30度的前部?jī)A斜角R，而圖12A表示出了10度的前部?jī)A斜角R。
與切割刀刃8的長(zhǎng)度相對(duì)應(yīng)的切割頭2的寬度W是根據(jù)要被切割的材料以及切割齒1在滾筒10上的位置來選擇的。較窄的切割齒2(例如圖13B)被用于切割較硬的巖石表面，例如用于切割花崗巖。圖11B，12B，13B，14B，15B，16B所表示出的切割齒1和切割頭2，切割頭2所具有的寬度W分別為30，30，10，10，50，50毫米。
如圖18所示，內(nèi)端4和桿柄3適于與一固定器11接合。這種接合使得通過滾筒10的轉(zhuǎn)動(dòng)來沿一條圓形路徑驅(qū)動(dòng)切割齒1，并在切割刀刃8處，由所說路徑的切線確定出所說的切割平面CP。這種固定端結(jié)構(gòu)使得對(duì)磨損的切割齒1的更換簡(jiǎn)單。在固定端4處也可以采用其它類似的連接方式來把切割齒1牢固地固定到滾筒10上，并且還允許對(duì)切割齒1進(jìn)行更換。
如圖7所示，在使用過程中，在一截割機(jī)14的滾筒10上的螺旋形導(dǎo)流片9上配置眾多的切割齒1。優(yōu)選的配置的方式是這樣子的，即，使得一系列切割齒1與相鄰的切割沿著相同的路徑，并使這些切割齒被相互間隔開，以便在切割操作過程中這些切割齒相互作用，使得每個(gè)切割齒1象已知的“減輕切割(relieved cutting)”中那樣被前面的切割齒1減輕。為了改進(jìn)切割性能，這些連續(xù)的切割齒1相對(duì)于S/D切割深度以一個(gè)在1和3之間的比率被間隔開，如圖7所示，這就確定出了間距S，并且如圖10所示，確定出切割深度D為滾筒10向前轉(zhuǎn)動(dòng)一圈時(shí)所前進(jìn)的距離。
此外，切割齒1還可以用類似穿孔的方式被配置在滾筒10上的清除(表面)環(huán)12上。
使用這里所描述的切割齒，就可以具有良好的切割性能，例如減少了所產(chǎn)生的灰塵，這是由于傾斜角保持不變(保持正的傾斜角)，并且能保持尖端的鋒銳性(自削尖)；使切割動(dòng)力降低，并且使切割動(dòng)力更具有一致性；減少了煤炭碎塊(產(chǎn)生粗煤)；減少了用水量；減少了磨損和撕裂，從而減少了切割設(shè)備的停機(jī)時(shí)間；減小了切割齒表面與切割材料之間的磨擦，從而減少了磨擦火花；提高了礦井環(huán)境的健康安全性。
使用所描述的切割齒1，就可以改進(jìn)對(duì)巖石和煤壁表面13的切割操作，產(chǎn)生更粗糙的產(chǎn)品，減少了含在氣體中的粉塵顆粒，從而降低了地下礦工們的健康危險(xiǎn)性。與現(xiàn)有技術(shù)中的切割齒相比，這種結(jié)構(gòu)的切割齒1具有更有效的切割性能，所需的切割力更小，挖掘煤壁表面所需的單位能量更少。
盡管已經(jīng)參照一些特定的例子描述了本發(fā)明，但是，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員會(huì)知道，本發(fā)明還可以按照許多其它方式來實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種切割齒，用于安裝在采礦設(shè)備的滾筒上，所說的滾筒被繞著一軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)，以便對(duì)礦物進(jìn)行開采，所說的切割齒包括一徑向內(nèi)端和一桿柄，被固定到所說的滾筒上，以便基本上防止在切割齒和滾筒之間發(fā)生相對(duì)移動(dòng)；一切割頭，該切割頭具有一前表面和一尾隨表面，所說的前表面和所說的尾隨表面相交形成一切割刀刃，并大致平行于所說的軸延伸，在使用過程中，所說的前表面相對(duì)于所說軸的半徑成一個(gè)傾斜銳角，所說的尾隨表面相對(duì)于一個(gè)通過所說刀刃并垂直于所說半徑的平面傾斜一個(gè)后部間隙銳角，所說的前表面和尾隨表面被傾斜成一個(gè)銳角；其中，當(dāng)所說的桿柄被固定到所說的滾筒上時(shí)，所說的桿柄相對(duì)于所說的半徑以一個(gè)安裝銳角延伸。
2.按照權(quán)利要求1所述的切割齒，其中，所說的切割齒是由合金鋼制成的。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的切割齒，其中，所說的后部間隙銳角在3度和30度之間。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的切割齒，其中，所說的后部間隙銳角在5度和20度之間。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的切割齒，其中，所說的前部?jī)A斜角在0度和45度之間。
6.按照權(quán)利要求1至4之一所述的切割齒，其中，所說的前部?jī)A斜角在10度和30度之間。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的切割齒，其中，所說的切割刀刃的寬度在5毫米和60毫米之間。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的切割齒，其中，所說的切割齒通過切割齒固定器被連接到所說的滾筒上。
9.按照權(quán)利要求9所述的切割齒，其中，所說的桿柄具有凹槽，并且適于與所說的固定器牢固地固定在一起。
10.一種用于采礦設(shè)備的滾筒，該滾筒具有前述權(quán)利要求之一所述的眾多切割齒。
11.一種煤炭和巖石切割齒，它大致象參照附圖7A至7F，8A至8E，9A至9D，10A至10B，11A至11E，12A至12E，17和/或18所描述的那樣。
全文摘要
切割齒(1)包括被固定到所說的滾筒(10)上的一徑向內(nèi)端(4)和一桿柄(3)，以便基本上防止在切割齒(1)和滾筒(10)之間發(fā)生相對(duì)移動(dòng)。這種切割齒(1)還包括一切割頭(2)，該切割頭(2)具有一前表面(5)和一尾隨表面(6)，所說的前表面(5)和所說的尾隨表面(6)相交形成一切割刀刃(8)，并大致平行于軸延伸。在使用過程中，所說的前表面(5)相對(duì)于所說軸的半徑傾斜一個(gè)前部?jī)A斜銳角R，所說的尾隨表面(6)相對(duì)于一個(gè)通過所說刀刃(8)并垂直于所說半徑的平面傾斜一個(gè)后部間隙銳角B。所說的前表面(5)和尾隨表面(6)被傾斜成一個(gè)銳角，并且，當(dāng)所說的桿柄被固定到所說的滾筒(10)上時(shí)，所說的桿柄相對(duì)于所說的半徑以一個(gè)銳角延伸。
文檔編號(hào)E21C35/18GK1444688SQ01813311
公開日2003年9月24日 申請(qǐng)日期2001年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月7日
發(fā)明者艾伯特·丹尼爾·達(dá)烏德 申請(qǐng)人:Age采礦服務(wù)控股有限公司