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摘 要：在采煤机上设置安装螺旋滚筒，不仅提高了采煤的效率，开采出来的煤的质量也非常高，不但煤块很大，而且粉尘又很少，最为关键的是利用螺旋滚筒装煤的效果也非常好。正是因为采煤机的螺旋滚筒有这些优势，所以在其设计和制造的过程中要多加注意不能出现误差，尤其是大直径的采煤机，这样大直径的采煤机的使用价值更大，所以更需要在设计制造的时候注意。本文主要通过对煤层开采条件的介绍，进而探讨了滚筒结构以及设计制造工艺，仅此提供借鉴。
关键词：新型；；大直径；采煤机螺旋滚筒；设计；制造
在设计采煤机螺旋滚筒时，要设计好截割阻力，必须保证截割阻力的作用力均匀的分散在采煤机螺旋滚筒上，因为这样才能确保采煤机处在平稳的状态。目前很多的公司或企业都在研制新型的大直径采煤机螺旋滚筒，所以在其设计方面和制造方面都加大了投入，希望能够通过这两面的投入，使企业或公司能够在经济效益和社会效益方面得到双赢。在此，笔者就新型大直径采煤机螺旋滚筒的设计与制造的相关问题进行研究分析。
1 煤层开采条件
某矿区是新开发的矿区，这个矿区煤层埋藏的深度在30至80米之间，平均厚度在4至6米之间。这个矿区的煤层十分坚硬、围岩与其他矿区相比也比较稳定，而且这个煤层还比较容易支护，所以这个煤层开采起来并不困难，但是也需要满足以下条件才能进行开采。
首先，采煤机的强度要满足煤层开采的条件。这是因为这个煤层的节理裂缝并没有完全发育，一旦在采煤的过程中，出现截齿作用，那么就会出现很多的碎块，这样落煤就比较多，这就需要采煤机有很强的截割力将这些落煤都全部粉碎，而如果采煤机没有足够的强度，根本不能将落煤粉碎；其次，采煤机的功率应该符合煤层开采的条件。因为这个煤层的韧性很强，这是需要采煤机的截割力很大，这样才能达到落煤的目的，而截割力的强弱与采煤机的功率有直接的关系；最后，需要采煤机进行强力截割，因为这个矿区的煤层埋藏的深度并不深，采煤机截割煤层这项工作结束之后，就会出现顶板超前压力很小，这种压力对煤壁很难形成足够的压裂作用，为了达到落煤的目的，只能提高采煤机的强力截割的能力。
2 新型大直径采煤机螺旋滚筒的结构级及其设计
根据上述煤层开采的条件，某公司设计出了新型的大直径采煤机螺旋滚筒，这个螺旋滚筒的冲击力以及截割力都非常的强，非常适合这个矿区煤层的开采。那么，这个新型大直径采煤机螺旋滚筒具体有哪些结构组成呢？笔者简述如下：
2.1 连接盘
这个采煤机的螺旋滚筒整体的连接结构主要有四种，第一种是端盘，这个端盘的形状是深碟式的；第二种是螺旋叶片，这个叶片要求是4头；第三种是大筒圈；第四种是方头，这几种是采煤机螺旋滚筒整个连接结构形式，相关人员在端盘上就添加了破壁齿。这样的连接结构增大了端盘的空间，这样既可以存储更多的煤，也提高了端部泄煤的能力，最最关键的是端盘的截割力变的更强，这是因为螺旋滚筒使用了重型截齿座，还有齿靴。
在设计的时候，相关公司要求采煤机螺旋滚筒每只的重量不能大于11吨，这其实是一个非常大的挑战，这是因为如果按照原料的设计方法设计，直径是30米的螺旋滚筒每只的重量就已经是10.5吨，因此设计人员在设计的要综合螺旋滚筒的所有结构进行设计，尽可能的减轻重量，这样才能符合设计标准。通过相关设计人员不断地探讨和实验，认为对其进行局部减重是最好的方法，也就是端盘和叶片按照原来设计方案设计即可，但是板材材料要稍薄一些，截面的方向增加一个加强板，在焊接齿座的时候，在该处要加厚，焊接结束之后，要确定是否焊接牢固。
2.2 端盘
端盘是采煤机螺旋滚筒重要的组成部分，通常情况下，它都是深碟形式的，因为这种形状给够让端盘有更多的储煤空间，它的主要功能就是截割煤壁侧煤层。
一方面，端盘结构。前面论述中提到，端盘采用组合结构。加强板外侧下沿打焊接坡口，内侧与端盘形成角焊缝，组装齿座后，通过高强度焊丝焊接，使得齿座、端盘和加强板成为一个整体；另一方面，端盘泄煤孔。合理地设计端盘泄煤孔，可以使得螺旋滚筒在工作时，将截落煤从泄煤孔排出，以免挤压端盘，影响截煤效果，甚至会磨损端盘造成损失。另外泄煤孔还可以起到减重的作用。在该滚筒中采用了4个椭圆形的泄煤孔。
2.3 叶片
叶片的主要作用是截割齿截煤后，将截割的煤块输送到输送带上。叶片结构和端盘结构相似，采用组合结构。叶片压制相对端盘压制要容易一些，采用分段下料、分段压制，一头叶片分成4段，压制时保证外缘升角，压制后加工焊接坡口、拼焊。
3 新型大直径采煤机螺旋滚筒的制造
3.1 保证其焊接质量
焊接在采煤机螺旋滚筒制造过程中至关重要，其工时约占到整个滚筒制造工时40%。因焊缝缺陷造成的齿座脱落、齿座处漏水以及叶片开裂等质量问题，造成的经济损失很大。所以针对该滚筒的特点，严格控制焊接质量是在螺旋滚筒制造中的首要任务。
该螺旋滚筒采用CO2气体保护焊，使用药芯焊丝，焊前打磨焊接区域氧化层，焊接过程中用风铲及时清理药皮。该螺旋滚筒的焊接大部分是在座式焊接变位机上完成的，这样能够使焊缝处于水平位置，利于焊工操作，环缝焊接采用匀速焊接，焊接后采用振动时效释放焊接内应力。
3.2 提高滚筒耐磨措施
3.2.1 端盘耐磨防护
螺旋滚筒端盘是首先切入煤壁的部位，受到很强的截割阻力，该滚筒在端盘外侧进行防护，提高其耐磨性。在端盘外侧焊接耐磨板，另在A齿（端盘上截深最大的齿）前焊接耐磨块，更好地保护齿座和端盘，因外侧耐磨板位置较特殊，下面是齿座和喷嘴座，其焊接点很少，压制尺寸控制不当会造成与端盘间隙较大。为了保证其焊接质量，在耐磨板两端和中间加工长孔，以塞焊方式增大焊接而，提高焊接质量，效果很显著。
3.2.2 叶片尾部耐磨防护
叶片尾部输煤侧的防护，目前大部分厂家都采用了在叶片尾部增加耐磨材料。在外缘用耐磨焊条堆焊网状层，同时外缘采用耐磨板保护齿座，为了使得耐磨效果更好，在耐磨板外缘再堆焊耐磨层，耐磨板焊接时要尽量保证齿座与其贴合严实，否则会出现焊接夾渣、未熔合等缺陷，造成耐磨板使用过程中脱落，影响滚筒正常使用。
结束语
综上所述，可知某公司根据某矿区煤层的特点，研制出新型大直径采煤机螺旋滚筒，并且在设计方面和制造方面都进行了严格把关，充分的发挥其性能。这一研究成果值得借鉴和推广，希望此文能够为我国采煤机的发展提供借鉴。
参考文献
[1]贾艳丽，赵东江.基于免疫遗传算法的采煤机螺旋滚筒装煤性能参数优化设计[J].煤矿机械，2012（09）.
[2]李晓豁，穆永成，石宁，唐仁鹏，姚天宇.基于PSO-GACA的采煤机螺旋滚筒参数优化设计[J].广西大学学报（自然科学版），2012（03）.
[3]蔡中义，王保祥，汪顺，周春元.新型大直径采煤机螺旋滚筒的设计与制造[J].煤矿机械，2012（04）.
关键词：新型；；大直径；采煤机螺旋滚筒；设计；制造
在设计采煤机螺旋滚筒时，要设计好截割阻力，必须保证截割阻力的作用力均匀的分散在采煤机螺旋滚筒上，因为这样才能确保采煤机处在平稳的状态。目前很多的公司或企业都在研制新型的大直径采煤机螺旋滚筒，所以在其设计方面和制造方面都加大了投入，希望能够通过这两面的投入，使企业或公司能够在经济效益和社会效益方面得到双赢。在此，笔者就新型大直径采煤机螺旋滚筒的设计与制造的相关问题进行研究分析。
1 煤层开采条件
某矿区是新开发的矿区，这个矿区煤层埋藏的深度在30至80米之间，平均厚度在4至6米之间。这个矿区的煤层十分坚硬、围岩与其他矿区相比也比较稳定，而且这个煤层还比较容易支护，所以这个煤层开采起来并不困难，但是也需要满足以下条件才能进行开采。
首先，采煤机的强度要满足煤层开采的条件。这是因为这个煤层的节理裂缝并没有完全发育，一旦在采煤的过程中，出现截齿作用，那么就会出现很多的碎块，这样落煤就比较多，这就需要采煤机有很强的截割力将这些落煤都全部粉碎，而如果采煤机没有足够的强度，根本不能将落煤粉碎；其次，采煤机的功率应该符合煤层开采的条件。因为这个煤层的韧性很强，这是需要采煤机的截割力很大，这样才能达到落煤的目的，而截割力的强弱与采煤机的功率有直接的关系；最后，需要采煤机进行强力截割，因为这个矿区的煤层埋藏的深度并不深，采煤机截割煤层这项工作结束之后，就会出现顶板超前压力很小，这种压力对煤壁很难形成足够的压裂作用，为了达到落煤的目的，只能提高采煤机的强力截割的能力。
2 新型大直径采煤机螺旋滚筒的结构级及其设计
根据上述煤层开采的条件，某公司设计出了新型的大直径采煤机螺旋滚筒，这个螺旋滚筒的冲击力以及截割力都非常的强，非常适合这个矿区煤层的开采。那么，这个新型大直径采煤机螺旋滚筒具体有哪些结构组成呢？笔者简述如下：
2.1 连接盘
这个采煤机的螺旋滚筒整体的连接结构主要有四种，第一种是端盘，这个端盘的形状是深碟式的；第二种是螺旋叶片，这个叶片要求是4头；第三种是大筒圈；第四种是方头，这几种是采煤机螺旋滚筒整个连接结构形式，相关人员在端盘上就添加了破壁齿。这样的连接结构增大了端盘的空间，这样既可以存储更多的煤，也提高了端部泄煤的能力，最最关键的是端盘的截割力变的更强，这是因为螺旋滚筒使用了重型截齿座，还有齿靴。
在设计的时候，相关公司要求采煤机螺旋滚筒每只的重量不能大于11吨，这其实是一个非常大的挑战，这是因为如果按照原料的设计方法设计，直径是30米的螺旋滚筒每只的重量就已经是10.5吨，因此设计人员在设计的要综合螺旋滚筒的所有结构进行设计，尽可能的减轻重量，这样才能符合设计标准。通过相关设计人员不断地探讨和实验，认为对其进行局部减重是最好的方法，也就是端盘和叶片按照原来设计方案设计即可，但是板材材料要稍薄一些，截面的方向增加一个加强板，在焊接齿座的时候，在该处要加厚，焊接结束之后，要确定是否焊接牢固。
2.2 端盘
端盘是采煤机螺旋滚筒重要的组成部分，通常情况下，它都是深碟形式的，因为这种形状给够让端盘有更多的储煤空间，它的主要功能就是截割煤壁侧煤层。
一方面，端盘结构。前面论述中提到，端盘采用组合结构。加强板外侧下沿打焊接坡口，内侧与端盘形成角焊缝，组装齿座后，通过高强度焊丝焊接，使得齿座、端盘和加强板成为一个整体；另一方面，端盘泄煤孔。合理地设计端盘泄煤孔，可以使得螺旋滚筒在工作时，将截落煤从泄煤孔排出，以免挤压端盘，影响截煤效果，甚至会磨损端盘造成损失。另外泄煤孔还可以起到减重的作用。在该滚筒中采用了4个椭圆形的泄煤孔。
2.3 叶片
叶片的主要作用是截割齿截煤后，将截割的煤块输送到输送带上。叶片结构和端盘结构相似，采用组合结构。叶片压制相对端盘压制要容易一些，采用分段下料、分段压制，一头叶片分成4段，压制时保证外缘升角，压制后加工焊接坡口、拼焊。
3 新型大直径采煤机螺旋滚筒的制造
3.1 保证其焊接质量
焊接在采煤机螺旋滚筒制造过程中至关重要，其工时约占到整个滚筒制造工时40%。因焊缝缺陷造成的齿座脱落、齿座处漏水以及叶片开裂等质量问题，造成的经济损失很大。所以针对该滚筒的特点，严格控制焊接质量是在螺旋滚筒制造中的首要任务。
该螺旋滚筒采用CO2气体保护焊，使用药芯焊丝，焊前打磨焊接区域氧化层，焊接过程中用风铲及时清理药皮。该螺旋滚筒的焊接大部分是在座式焊接变位机上完成的，这样能够使焊缝处于水平位置，利于焊工操作，环缝焊接采用匀速焊接，焊接后采用振动时效释放焊接内应力。
3.2 提高滚筒耐磨措施
3.2.1 端盘耐磨防护
螺旋滚筒端盘是首先切入煤壁的部位，受到很强的截割阻力，该滚筒在端盘外侧进行防护，提高其耐磨性。在端盘外侧焊接耐磨板，另在A齿（端盘上截深最大的齿）前焊接耐磨块，更好地保护齿座和端盘，因外侧耐磨板位置较特殊，下面是齿座和喷嘴座，其焊接点很少，压制尺寸控制不当会造成与端盘间隙较大。为了保证其焊接质量，在耐磨板两端和中间加工长孔，以塞焊方式增大焊接而，提高焊接质量，效果很显著。
3.2.2 叶片尾部耐磨防护
叶片尾部输煤侧的防护，目前大部分厂家都采用了在叶片尾部增加耐磨材料。在外缘用耐磨焊条堆焊网状层，同时外缘采用耐磨板保护齿座，为了使得耐磨效果更好，在耐磨板外缘再堆焊耐磨层，耐磨板焊接时要尽量保证齿座与其贴合严实，否则会出现焊接夾渣、未熔合等缺陷，造成耐磨板使用过程中脱落，影响滚筒正常使用。
结束语
综上所述，可知某公司根据某矿区煤层的特点，研制出新型大直径采煤机螺旋滚筒，并且在设计方面和制造方面都进行了严格把关，充分的发挥其性能。这一研究成果值得借鉴和推广，希望此文能够为我国采煤机的发展提供借鉴。
参考文献
[1]贾艳丽，赵东江.基于免疫遗传算法的采煤机螺旋滚筒装煤性能参数优化设计[J].煤矿机械，2012（09）.
[2]李晓豁，穆永成，石宁，唐仁鹏，姚天宇.基于PSO-GACA的采煤机螺旋滚筒参数优化设计[J].广西大学学报（自然科学版），2012（03）.
[3]蔡中义，王保祥，汪顺，周春元.新型大直径采煤机螺旋滚筒的设计与制造[J].煤矿机械，2012（04）.