[发明专利]切割滚筒和设计切割滚筒的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种切割滚筒(cutting drums)和设计切割滚筒的方法。

背景技术

在软岩开采、尤其是煤炭和铁矿石开采以及日益增多的盐和钾碱开采中使用连续滚筒式运土设备(诸如连续滚筒式采矿机)是公知的。这种滚筒式运土设备通常包括可旋转滚筒，该可旋转滚筒上设置有诸如截齿(cutting picks)的刀具，以在滚筒旋转的使用过程中将软岩从目标岩体上切割下来。刀具以被称为缀带(lacing)设计的样式分布在滚筒上。

提高切割性能的需求日益增加，提高安全性和能源效率以及降低运行成本的需求已经导致希望改善切割滚筒的设计，尤其是改善切割滚筒上刀具的缀带设计。除了缀带样式，切割滚筒的性能还取决于切割滚筒类型、滚筒的切割几何结构、被开采的岩体和运土设备的运行参数之间的关系。

对于现有的滚筒式采矿机，为了调整切割滚筒设计，需要将切割滚筒返送给制造商才能够进行调整，因为就地调整滚筒是不可行的。这是相当费时和低效的。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种设计切割滚筒的方法，所述切割滚筒用于运土设备，切割滚筒包括两个或者更多个环段，每个环段包括多个刀具，至少一个环段的旋转位置能够相对于一个或者更多个其他环段进行调整，并且可固定于新的旋转位置，所述方法包括如下步骤：

(A)将切割滚筒的多个设计参数输入到计算机程序中；

(B)利用计算机程序实施所述切割滚筒的计算机模拟分析，以确定与至少一个设计目标相关的至少一个运行值；

(C)利用所述计算机模拟分析确定与至少一个设计目标相对应的环段的相对位置；以及

(D)使可调整环段或者每一个可调整环段相对于至少一个其他环段旋转，以使环段的相对位置对应于至少一个设计目标。

在一种实施方式中，该方法还包括：在切割滚筒已经使用以后，重复步骤(A)至步骤(D)。

在一种实施方式中，步骤(B)包括：虚拟地渐进地使可调整环段或者每一个可调整环段相对于至少一个其他环段旋转，并且在每一次虚拟旋转之后计算与设计目标相关的值。

在一种实施方式中，步骤(C)包括：利用计算的值确定与至少一个设计目标相对应的环段的相对位置。

所述设计目标可以从以下的组中选择：

i.降低能量使用率；

ii.降低制造成本；

iii.提高吞吐量；

ⅸiv.减少粉尘形成；

ⅹv.减小刀具磨损。

在一种实施方式中，设计目标包括至少一个运行值的优化，例如切割滚筒的力和/或力矩平衡的优化。

在一种实施方式中，该方法包括：利用所述计算机模拟分析确定除了环段的相对位置外的至少一个切割滚筒设计参数，并且利用所确定的至少一个运行值来调整至少一个其他切割滚筒设计参数。

在一种实施方式中，该方法还包括如下步骤：

以图形显示计算机模拟分析的至少一部分；以及

利用图形显示来确定与至少一个设计目标相关的至少一个运行值。

根据本发明的第二方面，提供一种切割滚筒，该切割滚筒用于运土设备，所述切割滚筒包括：

滚筒部，该滚筒部包括多个环段；

多个刀具，该多个刀具设置在滚筒部的外表面上，刀具形成刀具缀带设计，每个环段包括至少一个刀具；

其中，至少一个环段的旋转位置能够相对于至少一个其他环段进行调整，以使刀具缀带设计可调整。

在一种实施方式中，环段包括至少一个固定环段和至少一个可调整环段。

在一种实施方式中，该切割滚筒包括多个可调整环段。

在一种实施方式中，至少一个可调整环段能够绕公共轴线相对于至少一个其他环段旋转360度。

在一种实施方式中，环段的至少一者可拆卸。

在一种实施方式中，该切割滚筒包括至少一个位置标志，用以向使用者指示至少一个可调整环段的相对角度位置。

在一种实施方式中，每个可调整环段能够设置在：锁定位置，在该锁定位置，可调整环段与毗邻的固定环段相连接，并且可调整环段相对于毗邻的固定环段不发生相对旋转；以及释放位置，在该释放位置，可调整环段与毗邻的固定环段解除连接，并且可调整环段能够相对于毗邻的固定环段发生相对旋转。

在一种实施方式中，该切割滚筒包括轴，每个环段设置在轴上，轴和固定环段中的一者包括键部，轴和固定环段中的另一者包括连接至键部并可滑动地容纳键部的槽部，键部和槽部相配合以阻止固定环段旋转，同时允许固定环段相对于轴可滑动地移动。