切割滚筒和设计切割滚筒的方法技术

本发明专利技术公开了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。所述方法涉及将切割滚筒的多个设计参数输入到计算机程序中，利用计算机程序实施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，利用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。本发明专利技术亦公开一种用于所述方法的切割滚筒。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】切割滚筒和设计切割滚筒的方法
本专利技术涉及一种切割滚筒(cuttingdrums)和设计切割滚筒的方法。
技术介绍
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(cuttingpicks)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。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，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。根据本专利技术的第二方面，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。每个可调整环段和毗邻的固定环段包括互补的第一啮合部和第二啮合部，该第一啮合部和第二啮合部设置为使得可调整环段与毗邻的固定环段啮合，以阻止可调整环段相对于毗邻的固定环段的旋转。在一种实施方式中，啮合部包括互补的齿。在一种实施方式中，刀具包括截齿、锯和/或钻头。根据本专利技术的第三方面，提供一种采矿机，该采矿机包括如本专利技术的上述第二方面所述的切割滚筒。根据本专利技术的第四方面，提供一种切割方法，该方法包括使用如本专利技术的上述第二方面所述的切割滚筒。根据本专利技术的第五方面，提供一种重新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；(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所述至少一个设计目标；以及在切割滚筒使用一段时间以后，重复步骤(A)至步骤(D)。根据本专利技术的第六方面，提供一种计算设备，该设备设置实施根据本专利技术的第一方面或者第五方面所述的方法。附图说明现在，参考附图，通过实施例来描述本专利技术，其中：图1显示的是应用于连续采矿机的几种传统的切割滚筒的示意的立体图，每种切割滚筒包括不同的缀带样式；图2是根据本专利技术的一种实施方式的切割滚筒的示意的立体图；图3是图2中所示的切割滚筒的示意的分解立体图；图4是图2和图3中所示的切割滚筒的可旋转环段的示意的立体图；图5是显示作用在新的切割滚筒上的最大水平力与切割滚筒的可旋转环段的位置相对于切割滚筒的其他不旋转环段的位置的角度之间的关系的计算机模拟结果的图形；图6是显示在切割滚筒长期运行后，作用在使用过的切割滚筒上的最大水平力与切割滚筒的可旋转环段的位置相对于切割滚筒的其他不旋转环段的位置的角度之间的关系的计算机模拟结果的图形；图7是显示作用在新的切割滚筒上的最大水平力与切割滚筒的两个可旋转环段的位置相对于切割滚筒的一个或更多个其他不旋转环段的位置的角度之间的关系的计算机模拟结果的三维图形；图8是显示指示出刀具在切割滚筒上的相对位置的刀具设计样式的缀带示意图；图9是显示切割滚筒的可旋转环段的位置相对于切割滚筒的其他不旋转环段的位置的角度与作用在切割滚筒上的力矩、水平力和垂直力的每一者之间的关系的计算机模拟结果的图形，切割滚筒具有根据图8所显示的缀带示意图的缀带设计；图10是显示根据本专利技术的实施方式设计切割滚筒的方法的流程图；图11是显示图10中所示的方法的参数采集程序的流程图；图12是显示图10中所示的方法的切割滚筒性能仿真程序的流程图；图13是显示图10中所示的方法的切割滚筒调整程序的流程图，切割滚筒调整程序响应于图12中所示的性能仿真程序而实施；以及图14是显示根据本专利技术的实施方式的重新设计切割滚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设计切割滚筒的方法，所述切割滚筒用于运土设备，所述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)利用所述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所述至少一个设计目标相对应的所述环段的相对位置；以及(D)使所述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，以使所述环段的相对位置对应于所述至少一个设计目标。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.01 AU 20129008011.一种设计切割滚筒的方法，所述切割滚筒用于运土设备，所述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，并且所述至少一个环段能被移动并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)利用所述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所述至少一个设计目标相对应的所述环段的相对位置；以及(D)使每一个可调整环段相对于至少一个其他环段旋转，以使所述环段的相对位置对应于所述至少一个设计目标。2.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括：在已经使用所述切割滚筒以后，重复步骤(A)至步骤(D)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤(B)包括：虚拟地渐进地使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所述至少一个设计目标相关的所述至少一个运行值。4.根据权利要求3所述的方法，其中，步骤(C)包括：利用所述计算的值确定与所述至少一个设计目标相对应的所述环段的相对位置。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个设计目标从以下的组中选择：ⅵ.降低能量使用率；ⅶ.降低制造成本；ⅷ.提高吞吐量；ⅸ.减少粉尘形成；以及ⅹ.减小刀具磨损。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个设计目标包括至少一个运行值的优化。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述至少一个设计目标包括所述切割滚筒的力和/或力矩平衡的优化。8.根据权利要求1所述的方法，该方法包括：利用所述计算机模拟分析确定除了所述环段的相对位置外的至少一个切割滚筒设计参数，并且利用所确定的所述至少一个运行值来调整至少一个其他切割滚筒设计参数。9.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括如下步骤：以图形显示所述计算机模拟分析的至少一部分；以及利用所述图形显示来确定与所述至少一个设计目标相关的至少一个运行值。10.一种切割滚筒，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，该多个刀具设置在所述滚筒部的外表面上，所述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，以使所述刀具缀带设计可调整。11.根据权利要求10所述的切割滚筒，其中，所述多个环段包括至少一个固定环段和至少一个可调整环段。12.根据权利要求10或11所述的切割滚筒，其中，所述多个环段包括多个可调整环段。13.根据权利要求10所述的切割滚筒，其中，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。14.根据权利要求10所述的切割滚筒，其中，所述多个环段的至少一者可拆卸。15.根据权利要求10所述的切割滚筒，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。16.根据权利要求10所述的切割滚筒，其中，每个可调整环段能够设置在：锁定位置，在该锁定位置，所述可调整环段与毗邻的固定环段相连接，并且所述可调整环段相对于所述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，所述可调整环段与所述毗邻的固定环段解除连接，并且所述可调整环段能够相对于所述毗邻的固定环段发生相对旋转。17.根据权利要求16所述的切割滚筒，该切割滚筒包括轴，每个环段设置在所述轴上，所述轴和固定环段中的一者包括键部，所述轴和固定环段中的另一者包括连接至所述键部并...

【专利技术属性】
技术研发人员：李幸生，孙勇，郭华，
申请(专利权)人：联邦科学与工业研究组织，
类型：发明
国别省市：澳大利亚;AU