一種超聲波輔助采煤機截齒裝置及其使用方法

本發明屬于采煤機，具體涉及一種超聲波輔助采煤機截齒裝置及其使用方法。

背景技術：

1、在煤礦開采過程中，采煤機作為主要設備，承擔著煤層切割與破碎的任務。采煤機的性能和效率直接影響著整個礦井的生產效率和經濟效益。傳統的采煤機通常采用機械截齒對煤層進行切割，這種方式雖然有效，但在實際應用中也存在一些不足之處。

2、采煤機在切割煤層時，機械截齒需要克服煤層的抗剪切強度，產生較大的切割力，這種高載荷不僅對采煤機本身構成了嚴峻的考驗，還會導致截齒快速磨損。

技術實現思路

1、本發明的目的是提供一種超聲波輔助采煤機截齒裝置及其使用方法，能夠減輕采煤單元采煤過程中受到的載荷，從而減少采煤單元磨損，提高采煤機的工作效率。

2、本發明采取的技術方案具體如下：

3、一種超聲波輔助采煤機截齒裝置，包括采煤機主體，所述采煤機主體上安裝有采煤單元以及可對采煤單元采煤區域進行激勵的超聲波輔助裝置，所述超聲波輔助裝置包括裝配在采煤機主體上電性連接的安裝支架和超聲波發生器，所述采煤機主體的采煤機機載控制器和超聲波發生器通過協議連接，所述安裝支架上固定連接有多個超聲波激勵組，所述超聲波激勵組包括固定連接在安裝支架上的換能器和超聲檢測模塊，所述換能器的內部安裝有壓電感應陶瓷。

4、進一步地，所述換能器上安裝有變幅桿。

5、進一步地，多個所述超聲波激勵組的變幅桿上安裝有激勵面。

6、進一步地，所述安裝支架包括固定連接在采煤機主體上的半圓形圓環狀支架，所述半圓形圓環狀支架的周側固定連接有多個長條形支架，多個超聲波激勵組的換能器和超聲檢測模塊分別固定連接在多個長條形支架上。

7、進一步地，所述采煤單元采煤區域分為有效采煤區和無效采煤區，多個所述超聲波激勵組位于有效采煤區。

8、進一步地，所述采煤單元包括安裝在采煤機主體上的旋轉驅動機構，所述旋轉驅動機構上安裝有滾筒，所述安裝支架的軸心和滾筒的軸心相對，所述滾筒的周側面上固定連接有截齒體。

9、進一步地，所述采煤機主體包括移動單元和安裝在移動單元上的機身，所述超聲波發生器和采煤機機載控制器均安裝在機身的內部，所述機身上轉動連接有搖臂和液壓油缸，所述旋轉驅動機構和安裝支架均安裝在搖臂上，所述液壓油缸的活動桿和搖臂轉動連接。

10、進一步地，所述機身上安裝有人機交互界面，所述人機交互界面通過rs485協議與采煤機機載控制器相連，且所述采煤機機載控制器電性連接有無線控制模塊。

11、進一步地，所述移動單元包括刮板輸送機，所述刮板輸送機上安裝有牽引滑靴，所述刮板輸送機的一側設置有多個液壓支架。

12、一種超聲波輔助采煤機截齒裝置的使用方法，包括以下步驟：

13、步驟1：對采煤機周圍進行檢查，確認人員無危險、工作范圍內無障礙物后，接通電源，按照順序啟動采煤機主體、采煤單元、超聲波輔助裝置；

14、步驟2：通過采煤單元截割煤巖，同時超聲波輔助裝置激勵煤巖，并分析和接收煤巖反射的超聲波信號；

15、步驟3：當超聲檢測模塊檢測到煤巖中的巖石含量超過要求時，向采煤機機載控制器產生響應的信號，請求人工處理，或者立即停機；

16、步驟4：當超聲檢測模塊檢測到煤巖中巖石含量小于要求時，正常運行；

17、步驟5：工作結束，按相關操作要求關閉工作面的機械裝置。

18、本發明取得的技術效果為：

19、本發明的一種超聲波輔助采煤機截齒裝置及其使用方法通過設置超聲波輔助裝置對采煤單元采煤區域進行激勵，可以減輕采煤單元采煤過程中受到的載荷，從而減少采煤單元磨損，提高采煤機的工作效率。

技術特征：

1.一種超聲波輔助采煤機截齒裝置，包括采煤機主體，其特征在于：所述采煤機主體上安裝有采煤單元以及可對采煤單元采煤區域進行激勵的超聲波輔助裝置(11)，所述超聲波輔助裝置(11)包括裝配在采煤機主體上電性連接的安裝支架(20)和超聲波發生器(25)，所述采煤機主體的采煤機機載控制器和超聲波發生器(25)通過協議連接，所述安裝支架(20)上固定連接有多個超聲波激勵組，所述超聲波激勵組包括固定連接在安裝支架(20)上的換能器(21)和超聲檢測模塊(24)，所述換能器(21)的內部安裝有壓電感應陶瓷。

2.根據權利要求1所述的一種超聲波輔助采煤機截齒裝置，其特征在于：所述換能器(21)上安裝有變幅桿(22)。

3.根據權利要求2所述的一種超聲波輔助采煤機截齒裝置，其特征在于：多個所述超聲波激勵組的變幅桿(22)上安裝有激勵面(23)。

4.根據權利要求1所述的一種超聲波輔助采煤機截齒裝置，其特征在于：所述安裝支架(20)包括固定連接在采煤機主體上的半圓形圓環狀支架，所述半圓形圓環狀支架的周側固定連接有多個長條形支架，多個超聲波激勵組的換能器(21)和超聲檢測模塊(24)分別固定連接在多個長條形支架上。

5.根據權利要求1所述的一種超聲波輔助采煤機截齒裝置，其特征在于：所述采煤單元采煤區域分為有效采煤區和無效采煤區，多個所述超聲波激勵組位于有效采煤區。

6.根據權利要求1所述的一種超聲波輔助采煤機截齒裝置，其特征在于：所述采煤單元包括安裝在采煤機主體上的旋轉驅動機構，所述旋轉驅動機構上安裝有滾筒(2)，所述安裝支架(20)的軸心和滾筒(2)的軸心相對，所述滾筒(2)的周側面上固定連接有截齒體(1)。

7.根據權利要求6所述的一種超聲波輔助采煤機截齒裝置，其特征在于：所述采煤機主體包括移動單元和安裝在移動單元上的機身(5)，所述超聲波發生器(25)和采煤機機載控制器均安裝在機身(5)的內部，所述機身(5)上轉動連接有搖臂(3)和液壓油缸(4)，所述旋轉驅動機構和安裝支架(20)均安裝在搖臂(3)上，所述液壓油缸(4)的活動桿和搖臂(3)轉動連接。

8.根據權利要求7所述的一種超聲波輔助采煤機截齒裝置，其特征在于：所述機身(5)上安裝有人機交互界面(6)，所述人機交互界面(6)通過rs485協議與采煤機機載控制器相連，且所述采煤機機載控制器電性連接有無線控制模塊。

9.根據權利要求7所述的一種超聲波輔助采煤機截齒裝置，其特征在于：所述移動單元包括刮板輸送機(8)，所述刮板輸送機(8)上安裝有牽引滑靴(7)，所述刮板輸送機(8)的一側設置有多個液壓支架(9)。

10.一種超聲波輔助采煤機截齒裝置的使用方法，采用權利要求1-9中任一項所述的一種超聲波輔助采煤機截齒裝置，其特征在于：包括以下步驟：

技術總結
本發明屬于采煤機技術領域，具體涉及一種超聲波輔助采煤機截齒裝置及其使用方法，一種超聲波輔助采煤機截齒裝置，包括采煤機主體，采煤機主體上安裝有采煤單元以及可對采煤單元采煤區域進行激勵的超聲波輔助裝置，超聲波輔助裝置包括裝配在采煤機主體上電性連接的安裝支架和超聲波發生器，采煤機主體的采煤機機載控制器和超聲波發生器通過RS485協議連接，采煤單元采煤區域分為有效采煤區和無效采煤區，安裝支架上固定連接有多個位于有效采煤區的超聲波激勵組。本發明能夠減輕采煤單元采煤過程中受到的載荷，從而減少采煤單元磨損，提高采煤機的工作效率。

技術研發人員：許靜,孫寧,常曉楠,高丙武,楊昌文
受保護的技術使用者：江蘇科技大學
技術研發日：
技術公布日：2024/9/9