CN104775812A - 一种采煤机多滚筒摇臂及其采煤方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采煤机多滚筒摇臂及采煤方法，包括摇臂壳体、电机、传动系统、滚筒架和多个滚筒，所述摇臂壳体的一端与采煤机铰接，所述摇臂壳体的另一端安装有滚筒架，所述滚筒架上连接设置多个滚筒；所述摇臂壳体内部安装有电机和传动系统，电机通过传动系统将动力分别传递至滚筒架和多个滚筒，驱动滚筒架转动和多个滚筒截割。本发明提供的方案可以利用矿山压力辅助割煤、落煤，提高生产效率和降低能耗，还可以成倍减小滚筒直径，降低制造、运输难度和加工成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种采煤机多滚筒摇臂及采煤方法，具体说是一种利用矿山压力落煤，达到高产、高效、低耗采煤的采煤机多滚筒摇臂。
背景技术
综合机械化采煤可以达到减轻体力劳动、提高安全性、提高产量等目的，滚筒采煤机是综采工作面的核心设备，广泛应用于各种煤层的开采作业中。传统滚筒采煤机有单摇臂采煤机和双摇臂采煤机，截割部结构均为一个摇臂上安装一个滚筒，此种结构决定了采煤断面一次形成，没有释放压力的过程，无法利用矿压落煤，而且滚筒尺寸须随采高增大而增大。对于大采高工作面要求滚筒直径大，制造、安装和运输较困难，例如我国山西海德拉太矿公司针对采高6.5-7米的煤层设计了直径为3.2米的采煤机滚筒，须采用可拆卸的分体式滚筒结构才可运输至井下安装，若采用多滚筒结构，可成倍减小滚筒直径。
目前采用多滚筒结构的采煤机主要有：专利号为200810116449.9公开了一种三滚筒采煤机，提出在机身中部增加一个短摇臂截割部的三滚筒采煤机结构，滚筒直径可减小到双滚筒直径的三分之一，但滚筒布置决定采煤断面是从上往下形成，未能利用抗压落煤；专利号为201310601470.9公开了一种采用双滚筒截割部的四滚筒采煤机，采用在摇臂中部增加一个滚筒的结构，主要为解决薄煤层装煤效果差的问题，但在摇臂中部增加滚筒会降低摇臂强度，影响整机稳定性。但是利用滚筒分层截割煤层释放压力，利用矿压落煤的多滚筒采煤机还没有。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种采煤机多滚筒摇臂及其采煤方法，是一种利用释放煤层压力降低煤层强度，达到高效、低耗割煤的多滚筒摇臂，采用多滚筒形式减小滚筒尺寸，降低加工成本。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种采煤机多滚筒摇臂，包括摇臂壳体、电机、传动系统、滚筒架和多个滚筒，所述摇臂壳体的一端与采煤机铰接，所述摇臂壳体的另一端安装有滚筒架，所述滚筒架上连接设置多个滚筒；所述摇臂壳体内部安装有电机和传动系统，电机通过传动系统将将动力分别传递至滚筒架和多个滚筒，驱动滚筒架转动和多个滚筒截割。
进一步的，所述传动系统包括第一级减速机构、第二级减速机构、滚筒架转动机构、第三级减速机构和多个第四级行星减速器，所述电机与第一级减速机构传动连接，所述第一级减速机构与第二级减速机构传动连接，所述第二级减速机构与滚筒架转动机构传动连接，所述滚筒架转动机构与第三级减速机构传动连接，所述第三级减速机构与第四级行星减速器传动连接，所述每个第四级行星减速器分别与一个滚筒对应连接，同时驱动多个滚筒截割；需要滚筒架转动时，所述滚筒架转动机构驱动滚筒架转动。
进一步的，所述滚筒架转动机构包括A齿轮、多个B齿轮、C齿轮、滑移齿圈和滑移油缸，所述第二级减速机构与A齿轮传动连接，所述A齿轮与多个B齿轮啮合，A齿轮为中心轮，B齿轮为行星轮，所述B齿轮的齿轮轴与C齿轮连接，所述B齿轮与第三级减速机构传动连接，所述滑移齿圈外圈与摇臂壳体啮合；截割过程和滚筒架转动过程的切换，分别由滑移油缸伸出推动滑移齿圈使其内圈与C齿轮啮合，和由滑移油缸缩回拉动滑移齿圈使其内圈与B齿轮啮合。
进一步的，所述B齿轮的个数与滚筒个数均为3个。
一种采煤机多滚筒摇臂的采煤方法，具体步骤如下：
a.电机将动力通过第一级减速机构传递到第二级减速机构；
b.调整滚筒位置：滑移油缸缩回拉动滑移齿圈与B齿轮啮合，构成2K-H型行星轮系，A齿轮和滑移齿圈为中心轮，B齿轮为行星轮，滚筒架为行星架，第二级减速机构将动力传递到该行星轮系，带动滚筒架转动到工作位置，即A滚筒在前，B滚筒、C滚筒在后；
c.采煤阶段：滑移油缸伸出推动滑移齿圈内圈与C齿轮啮合，滑移齿圈外圈与摇臂壳体啮合，使C齿轮固定，与C齿轮相连的B齿轮的轴也固定，从而使滚筒架固定，第二级减速机构将动力传递到B齿轮，B齿轮将动力传递到第三级减速机构，第三级减速机构将动力传递到第四级行星减速器，第四级行星减速器将动力传递到滚筒进行割煤；
d.完成多个回采工作后需转换A滚筒、B滚筒、C滚筒位置，保证三个滚筒的损耗均衡；
f.重复步骤b、c、d完成采煤工作面的推进。
有益效果：本发明提供的方案可以利用矿山压力辅助割煤、落煤，提高生产效率和降低能耗，还可以成倍减小滚筒直径，降低制造、运输难度和加工成本。
附图说明
附图1是本发明的整体结构正视图。
附图2是本发明的俯视图。
附图3是本发明滚筒架转动机构的局部放大图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示，一种采煤机多滚筒摇臂，包括摇臂壳体1、电机2、传动系统、滚筒架4和多个滚筒，所述摇臂壳体1的一端与采煤机铰接，所述摇臂壳体1的另一端安装有滚筒架4，所述滚筒架4上连接设置多个滚筒；所述摇臂壳体1内部安装有电机2和传动系统，电机2通过传动系统将将动力分别传递至滚筒架4和多个滚筒，驱动滚筒架4转动和多个滚筒截割。
所述传动系统包括第一级减速机构7、第二级减速机构16、滚筒架转动机构8、第三级减速机构10和多个第四级行星减速器9，所述电机2与第一级减速机构7传动连接，所述第一级减速机构7与第二级减速机构16传动连接，所述第二级减速机构16与滚筒架转动机构8传动连接，所述滚筒架转动机构8与第三级减速机构10传动连接，所述第三级减速机构10与第四级行星减速器9传动连接，所述每个第四级行星减速器9分别与一个滚筒对应连接，同时驱动多个滚筒截割；需要滚筒架4转动时，所述滚筒架转动机构8驱动滚筒架4转动。
所述滚筒架转动机构8包括A齿轮15、多个B齿轮12、C齿轮14、滑移齿圈11和滑移油缸13，所述第二级减速机构16与A齿轮15传动连接，所述A齿轮15与多个B齿轮12啮合，A齿轮15为中心轮，B齿轮12为行星轮，所述B齿轮12的齿轮轴与C齿轮14连接，所述B齿轮12与第三级减速机构10传动连接，所述滑移齿圈11外圈与摇臂壳体1啮合。
截割过程和滚筒架4转动过程的切换，分别由滑移油缸13伸出推动滑移齿圈11使其内圈与C齿轮14啮合，和由滑移油缸13缩回拉动滑移齿圈11使其内圈与B齿轮12啮合。滑移齿圈11外圈与摇臂壳体1啮合，采煤机截割过程中滑移齿圈11内圈与C齿轮14啮合，使C齿轮14固定，与C齿轮14相连的B齿轮12的轴也固定，从而使滚筒架4固定，仅通过B齿轮12转动驱动第三级减速机构10；滚筒架4转动时滑移齿圈11内圈与B齿轮12啮合，所述A齿轮15与多个B齿轮12啮合，构成行星轮系，驱动滚筒架4转动，所述滚筒架4一侧与摇臂壳体1相连，另一侧是三个短臂结构用于安装三个滚筒。截割过程中滚筒架4不转动，更换滚筒位置时，滚筒架4转动。本发明具体实施中，所述B齿轮12的个数与滚筒个数均为3个。
本发明提供的方案可以利用矿山压力辅助割煤、落煤，提高生产效率和降低能耗，还可以成倍减小滚筒直径，降低制造、运输难度和加工成本。采煤机运行过程分为采煤阶段和滚筒位置调整阶段，在采煤机采煤阶段要求滚筒位置为B滚筒5在前端先割煤释放煤层压力，A滚筒3和C滚筒6在后分别割上下层煤，每完成多个回采工作需要进行一次滚筒位置转换，例如调整A滚筒3在前，B滚筒5和C滚筒6在后，以此类推使三个滚筒轮流在前端割煤，保证滚筒损耗均衡。具体采煤方法，具体步骤如下：
a.电机2将动力通过第一级减速机构7传递到第二级减速机构16；
b.调整滚筒位置：滑移油缸13缩回拉动滑移齿圈11与B齿轮12啮合，构成2K-H型行星轮系，A齿轮15和滑移齿圈11为中心轮，B齿轮12为行星轮，滚筒架4为行星架，第二级减速机构16将动力传递到该行星轮系，带动滚筒架4转动到工作位置，即A滚筒3在前，B滚筒5、C滚筒6在后；
c.采煤阶段：滑移油缸13伸出推动滑移齿圈11内圈与C齿轮14啮合，滑移齿圈11外圈与摇臂壳体1啮合，使C齿轮14固定，与C齿轮14相连的B齿轮12的轴也固定，从而使滚筒架4固定，第二级减速机构16将动力传递到B齿轮12，B齿轮12将动力传递到第三级减速机构10，第三级减速机构10将动力传递到第四级行星减速器9，第四级行星减速器9将动力传递到滚筒5进行割煤；
d.完成多个回采工作后需转换A滚筒3、B滚筒5、C滚筒6位置，保证三个滚筒的损耗均衡；
f.重复步骤b、c、d完成采煤工作面的推进。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种采煤机多滚筒摇臂，其特征在于：包括摇臂壳体(1)、电机(2)、传动系统、滚筒架(4)和多个滚筒，所述摇臂壳体(1)的一端与采煤机铰接，所述摇臂壳体(1)的另一端安装有滚筒架(4)，所述滚筒架(4)上连接设置多个滚筒；
所述摇臂壳体(1)内部安装有电机(2)和传动系统，电机(2)通过传动系统将将动力分别传递至滚筒架(4)和多个滚筒，驱动滚筒架(4)转动和多个滚筒截割。
2.根据权利要求1所述一种采煤机多滚筒摇臂，其特征在于：所述传动系统包括第一级减速机构(7)、第二级减速机构(16)、滚筒架转动机构(8)、第三级减速机构(10)和多个第四级行星减速器(9)，所述电机(2)与第一级减速机构(7)传动连接，所述第一级减速机构(7)与第二级减速机构(16)传动连接，所述第二级减速机构(16)与滚筒架转动机构(8)传动连接，所述滚筒架转动机构(8)与第三级减速机构(10)传动连接，所述第三级减速机构(10)与第四级行星减速器(9)传动连接，所述每个第四级行星减速器(9)分别与一个滚筒对应连接，同时驱动多个滚筒截割；需要滚筒架(4)转动时，所述滚筒架转动机构(8)驱动滚筒架(4)转动。
3.根据权利要求2所述一种采煤机多滚筒摇臂，其特征在于：所述滚筒架转动机构(8)包括A齿轮(15)、多个B齿轮(12)、C齿轮(14)、滑移齿圈(11)和滑移油缸(13)，所述第二级减速机构(16)与A齿轮(15)传动连接，所述A齿轮(15)与多个B齿轮(12)啮合，A齿轮(15)为中心轮，B齿轮(12)为行星轮，所述B齿轮(12)的齿轮轴与C齿轮(14)连接，所述B齿轮(12)与第三级减速机构(10)传动连接，所述滑移齿圈(11)外圈与摇臂壳体(1)啮合；
截割过程和滚筒架(4)转动过程的切换，分别由滑移油缸(13)伸出推动滑移齿圈(11)使其内圈与C齿轮(14)啮合，和由滑移油缸(13)缩回拉动滑移齿圈(11)使其内圈与B齿轮(12)啮合。
4.根据权利要求3所述一种采煤机多滚筒摇臂，其特征在于：所述B齿轮(12)的个数与滚筒个数均为3个。
5.一种采煤机多滚筒摇臂的采煤方法，其特征在于，具体步骤如下：
a.电机(2)将动力通过第一级减速机构(7)传递到第二级减速机构(16)；
b.调整滚筒位置：滑移油缸(13)缩回拉动滑移齿圈(11)与B齿轮(12)啮合，构成2K-H型行星轮系，A齿轮(15)和滑移齿圈(11)为中心轮，B齿轮(12)为行星轮，滚筒架(4)为行星架，第二级减速机构(16)将动力传递到该行星轮系，带动滚筒架(4)转动到工作位置，即A滚筒(3)在前，B滚筒(5)、C滚筒(6)在后；
c.采煤阶段：滑移油缸(13)伸出推动滑移齿圈(11)内圈与C齿轮(14)啮合，滑移齿圈(11)外圈与摇臂壳体(1)啮合，使C齿轮(14)固定，与C齿轮(14)相连的B齿轮(12)的轴也固定，从而使滚筒架(4)固定，第二级减速机构(16)将动力传递到B齿轮(12)，B齿轮(12)将动力传递到第三级减速机构(10)，第三级减速机构(10)将动力传递到第四级行星减速器(9)，第四级行星减速器(9)将动力传递到滚筒(5)进行割煤；
d.完成多个回采工作后需转换A滚筒(3)、B滚筒(5)、C滚筒(6)位置，保证三个滚筒的损耗均衡；
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