CN101302930A - 一种三滚筒采煤机 - Google Patents

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孙晓明
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Abstract

一种三滚筒采煤机，属于多滚筒采煤机领域。本发明是在两滚筒采煤机的基础上在中部同采煤工作面上增加了一个截割滚筒。由于三个截割滚筒在一个采煤工作面上同时工作，故在相同的采煤高度情况下，可以将滚筒设计成较小直径，从而在制造工艺、成本等方面具有明显的进步。同时，三滚筒采煤机由于摇臂尺寸缩短，在适应采高方面具有更多的灵活性。

Description

一种三滚筒采煤机
技术领域
本发明涉及滚筒采煤机械，尤其涉及一种多滚筒采煤机。
背景技术
背景：目前，我国及国际上的采煤机正朝着大功率大采高方向发展，单机功率已经达到1600千瓦。现有滚筒采煤机或是单滚筒或是双滚筒。其结构主要由截割部(单滚筒或双滚筒)、电气控制箱、液压单元、内外牵引部、摇臂、底托架、附属装置等组成。随着设备制造技术的提高，采煤机总体上是向大功率、自动化、高可靠性方向发展。现中厚煤层技术的采煤机相对比较成熟和稳定，由于设备制造技术的提高，同时也带来了采煤工艺的改变。采煤机的采高范围在不断加大，越来越多的薄煤层和厚煤层采用了长壁综采一次采全高采煤工艺。目前，世界上最大的采煤机装机功率已达2390kW，截割电动机功率2×900kW，牵引电机功率已达2×150kW，最大采高达到6.3m，滚筒直径达3.2m；国内最大的采煤机装机功率已达2240kW，
国内主要生产企业有鸡西煤矿机械公司、西安煤矿机械厂、太原矿机集团公司、天地科技股份有限公司上海分公司等，已经研制生产截高1～5.5m、倾角0～55°，装机功率100～2215kw，供电电压660～3300V的滚筒式采煤机系列产品。
英国苏格兰安德森.斯特拉斯克莱德公司申请的88107046.7名称为可调高滚筒采煤机，即公开了一种滚筒采煤机械。其构造是基于两端各一个截割机的采煤机设计的。目的是克服当截割机与传送皮带相逆行驶情况下大块煤通过采煤机底部遇到的问题，这个问题是：需要在截割机前设置一个将煤块打碎的分级机，而该分级机以往是一个延采煤机纵向伸出的支撑摇臂上的设置，由于该支撑摇臂上要安装分级机、电机等，自重很大，所以在拆除该分级机时需要吊装，因而劳动强度较大，工作成本较高。该发明方案采用了在截割机摇臂电机上外安装一个可以自动保持分级机原来预调位置的装置，使分级机和截割机摇臂通过该保持装置相连。由于该分级机利用了原有的摇臂而没有自己的支撑摇臂，故整体较小巧，所以克服了原来过重的缺点。
专利号90206365由煤炭科学研究院上海分院吴汉模等设计的“短机身但滚筒采煤机”，其目的是克服现行采煤机在两端摇臂上设置截割机造成的不适用于短、条带式工作面的缺点。
以上技术存在的问题和缺陷：上述滚筒采煤机械，存在的问题是，因为采煤机截割高低是由滚筒直径之和决定的，为了提高采煤机截截割高度，就需要将滚筒直径做的较大，而相应地，单机功率就需要较高，从而造成了机械制造工艺困难、制造成本较高。同时，滚筒直径越大，对煤层厚度变化的适应性就越差。由于大功率采煤机在加工工艺、加工材料材质、密封件、机电控制系统等方面要求较高，而国内采煤机技术在可靠性和机电一体化方面与国外相比又存在明显差距，使得现有国产大功率采煤机经常由于摇臂断裂事故、摇臂轴承事故、浮动油封泄漏、截割电机事故、变频器事故、油缸事故等不得不上井检修，严重影响生产。
发明内容
本发明的目的是，针对目前国内外滚筒采煤机存在的制造工艺困难、成本较高及对煤层变化适应性差的缺点，提供一种三滚筒采煤机技术方案，在截割相同高度的煤层时，使用直径相对比较小滚筒，减小(降低)采煤机的总功率，降低与之配套的电器设备的等级，从而达到、加工简单、适应性强、节能降耗的目的。
本发明的技术方案是：1、一种三滚筒采煤机，包括双滚筒采煤机构造部分，即带变压器的电气部1，液压部2，牵引部3，外牵引齿轮箱4，支承托架5，摇臂6，滚筒7-1、7-2；破碎机8，采煤机清理器9，电缆拖架10等，其特征是：在两边滚筒之间、机身中部增加一个中部截割电机11并带动中部摇臂12和滚筒7-3；同时，滚筒7-3与滚筒7-1、7-)共同构成采煤工作面，滚筒7-3与滚筒7-1、7-2直径之和应等于或大于所截割煤层厚度，中部摇臂12长度为两边滚筒7-1、7-2摇臂6-1、6-2的长度的1/3。
采用本发明技术方案，由于截割同等厚度的煤层滚筒数目增加了一个，所以滚筒直径比较双滚筒小三分之一。在相同的采煤高度情况下，滚筒直径可以设计的较小，使得采煤机械的制造工艺和成本均比双、单滚筒要低很多。同时，对煤层变化适应性更强。
三个摇臂的长度根据滚筒直径大小确定，按照采高从单个滚筒直径高度到三个滚筒直径之和的高度进行配合，其中，中部摇臂的长度应为左右摇臂长度的1/3。
采用上述方案可以实现以下有益效果：
(1)滚筒直径的变小使得采煤机截割机械传动系统的材料强度要求降低，因此，加工工艺简单，制造成本较低。同一采高的采煤机较双滚筒采煤机成本降低30％左右。
(2)滚筒直径的变小使得采煤机对煤层厚度变化的适应性增强。就目前最大采高达到6.3m，滚筒直径达3.2m的采煤机而言，其煤层适应范围在3.2～6.3m；而采用本发明，实现6.3m采高，最大滚筒直径只需2.2m，却能满足厚度在2，2～6.3m的煤层开采要求，煤层适应范围大大增加。
(3)滚筒直径的变小使得采煤机可靠性增强，避免因材料强度、电机超载、密封失效、机电一体化要求高等造成的采煤机事故。同时，目前国内在生产滚筒直径在1.5m～2.5m之间、采高在1.5～5.0m之间的采煤机技术上已十分成熟，加工设备固定，使用率较高，占到90％以上。因此，应用本发明，采用目前的成熟技术，与采高相同的双滚筒采煤机相比，本发明所提出的采煤机在可靠性上大大提高。
(4)滚筒直径的变小降低了截割阻力和截割扭矩，因此，可以大大降低截割电机的功率(滚筒直径和截割电机的功率成非线性关系)，总功率可以降低20％～40％。
(5)采煤机功率的降低使得与之配套的各种电器设备等级要求降低，能耗大幅度降低(20％～40％)，因而降低了煤炭生产成本。
附图说明
图1，是三滚筒采煤机纵剖面图
图2，是三滚筒采煤机横剖面图
图3，是三滚筒采煤机中部电机固定方式示意图
具体实施方式
下面，结合附图，进一步具体说明本发明的具体实施方式。
其中，1-带变压器的电气部；2-液压部；3-牵引部；4-外牵引齿轮箱；5-支承托架；6-1、6-2-两边滚筒摇臂；7-1、7-2、7-3-滚筒；8-破碎机；9-采煤机清理器；10-电缆拖架；11-中部截割电机；12-中部摇臂；13-中部截割电机11固定外壳，14-中部截割电机11外壳与其它箱体对接孔，15-中部截割电机座，16-中部截割电机11固定在外壳上采用的螺栓。
本发明总体结构与双滚筒采煤机基本相同，较好的实现方式为图1、2、3所述的方式：
即在原双滚筒采煤机上增加了中间截割部分，主要包括中部截割电机11、中部摇臂12、旋转滚筒7-3等，及中部电机固定装置部分即13、14、14、16。对采煤机整体结构没有影响，只是由于电机11的增加而使采煤机机身加长，整体其机身宽度加宽，以适应中间截割部采煤的要求。
中部截割电机11固定方式见图3。中部截割电机11位于中部电机座15上。中部滚筒(7-3)的安装位置设在左右滚筒的中间位置并与两边滚筒同侧，截割电机(11)固定在采煤机支撑托架(5)上。
采煤机电路控制方案不用变化，电路及控制系统只要增加一个控制元件，控制摇臂的升降，中部截割电机的开、停。
控制方式与双滚筒采煤机相同，三个摇臂可以单独控制，尤其是中部电机摇臂。
三滚筒采煤机即在双滚筒采煤机机身中部增加一个截割电机并带动短摇臂臂和滚筒，增加的这个中部滚筒负责截割煤层中部的煤。中滚筒摇臂可以升降、左右摆动。由于滚筒直径变小，应根据采高增加左(右)滚筒摇臂的长度(增加摇臂惰轮)，达到增加采高的目的。三个摇臂的长度根据滚筒7-1、7-2、7-3直径大小确定，按照采高从单个滚筒直径高度到三个滚筒直径之和的高度进行配合，其中，中部滚筒7-3摇臂的长度应为左右滚筒7-1、7-2摇臂长度的1/3。
为了节省空间，中部电机11外形应为长方体形，并与支撑托架5上的液压箱、电控箱等形成一个整体。
为了互换，中间滚筒7-3的直径及截深(厚度)与左右滚筒相同。
中部电机11与中部电机的外壳14设计为可以抽出分离的方式，电机通过螺栓16固定在外壳14上。这样方便替换维修
该采煤机各部件在机械加工及工艺方面与现有双滚筒采煤机相同。中部滚筒调高方式可有多种选择(千斤顶或齿条方式)。
在使用方面，当采煤机行至工作面两端时，需增加一次往返割煤。
以上描述仅为本发明的实施例，敬请理解，在不偏离本发明构思的前提下，对本发明的简单修改应包含在本发明的技术范围之内。

Claims (7)

1、一种三滚筒采煤机，包括双滚筒采煤机构造部分，即带变压器的电气部(1)，液压部(2)，牵引部(3)，外牵引齿轮箱(4)，支承托架(5)，摇臂(6)，滚筒(7-1、7-2)；破碎机(8)，采煤机清理器(9)，电缆拖架(10)等，其特征是：机身中部增加一个中部截割电机(11)并带动中部摇臂(12)和滚筒(7-3)；同时，滚筒(7-3)与滚筒(7-1)、(7-2)共同构成采煤工作面，并且各滚筒直径之和应等于或大于所截割煤层厚度，中部摇臂(12)长度为两边滚筒(7-1)、(7-2)摇臂(6-1、6-2)长度的1/3。
2、根据权利要求1所述的一种三滚筒采煤机，中部滚筒(7-3)的安装位置设在采煤机支撑托架(5)的中间位置并与滚筒(7-1)、(7-2)同侧。
3、根据权利要求1或2所述的一种三滚筒采煤机，中部滚筒(7-3)的中部摇臂(12)可以升降、左右摆动。
4、根据权利要求3所述的一种三滚筒采煤机，中部滚筒的截割电机(11)固定在采煤机支撑托架(5)上，其外形应为长方体形，并与支撑托架(5)上的液压箱、电控箱等形成一个整体。
5、根据权利要求3所述的一种三滚筒采煤机，中部摇臂(12)及滚筒(7-3)的调高及摇摆方式为单独手动或遥控控制。
6、根据权利要求3所述的一种三滚筒采煤机，中间滚筒(7-3)的直径及截深(厚度)与两边滚筒(7-1)、(7-2)相同。
7、根据权利要求3所述的一种三滚筒采煤机，中部电机(11)与中部电机的外壳(14)设计为可以抽出分离的方式，电机通过螺栓(16)固定在外壳(14)上。
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PB01 Publication
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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