CN104948180A - 一种煤矿井下采煤机链式截割部 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤矿井下新型采煤机链式截割部，属于煤矿设备领域，包括履带链环截割装置(1)、支撑和传动单元、销轴I(7)和底座(8)，支撑和传动单元包括驱动齿轮(2)、液压马达(3)、液压缸套(4)和液压缸(5)，液压缸(5)一端连接在底座(8)上，另一端设一个固定液压马达(3)的液压缸套(4)，液压马达(3)与驱动齿轮(2)连接；履带链环截割装置(1)内侧的驱动链与驱动齿轮(2)啮合；销轴I(7)固定在底座(8)上。本发明能够实现截割时调整截割煤壁的角度、截割面积和截割高度，并能实现截割速度的无级调节；当截割齿截割到矸石和顶底板时能实现过载保护；本发明安装及拆卸简单快速。

Description

一种煤矿井下采煤机链式截割部

技术领域

本发明涉及一种煤矿井下采煤机链式截割部，属于煤矿设备领域。

背景技术

高产高效矿井技术是当今世界采煤业发达国家普遍采用的一种较为先进的现代化采煤技术和管理方式，采煤机作为高产高效矿井综采设备的主要设备之一扮演了重要的角色。采煤机截割部作为采煤机的关键部件和工作机构，其性能好坏决定着采煤机的工作性能和生产效率。

截割部作为采煤机的工作机构，担负着割煤和装煤的任务。截割部的功率消耗占采煤机装机功率的80％-90％，并且承受着很大的负载及冲击载荷。因此，要求截割部应具有较高的强度、刚度和可靠性以及良好的润滑、密封、散热性和较高的传动效率等。设计合理的采煤机截割部是保证割煤和装煤的关键。

目前，采煤机截割部多为滚筒式，滚筒式采煤机在所有机械化采煤设备中的使用量占到90％以上。滚筒采煤机分为单滚筒采煤机和双滚筒采煤机，单滚筒采煤机只有在薄煤层中使用，并且现在使用量很少。滚筒一经焊接成型后，截割面积及截割齿的割煤角度便不可调节，无法根据截割煤质调节的变化改变截齿与煤壁的接触压力角；并且当截割齿截割到矸石、顶底板时，由于截割齿焊接滚筒上刚性较大，无法实现截割过程中过载保护；其次，滚筒式采煤机截割动力经截割部多级齿传递，长程动力传动，损失较大，并且截割动力由电机提供，无法实现无级调速；而且滚筒式截割部为一体焊接式，质量大，安装及拆卸过程复杂。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种煤矿井下采煤机链式截割部，该截割部能够实现在截割过程中根据所截割煤壁煤质和工况的不同调整截割煤壁的角度、截割面积和截割高度，即可调节截割齿与煤壁的压力角；当截割齿截割到矸石和顶底板时能实现过载保护，且过载保护无需扭力轴来实现；无需截割动力中间传动装置，动力直接作用于驱动轮，且可实现无级调节截割速度；截割装置由多个独立的截割单元组成，安装及拆卸简单快速。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种煤矿井下采煤机链式截割部，其特征在于：包括履带链环截割装置、至少三个支撑和传动单元、销轴I和底座，所述的支撑和传动单元包括驱动齿轮、液压马达、液压缸套和液压缸，液压缸一端连接在底座上，另一端设一个液压缸套，液压缸套内固定液压马达，液压马达的输出轴与驱动齿轮传动连接；所述的支撑和传动单元以底座为中心周向等角度布置，所有支撑和传动单元中的液压缸的轴线在同一平面内；所述的履带链环截割装置为环形，其内侧的传动链与支撑和传动单元中的驱动齿轮啮合；所述的销轴I固定在底座上，其轴线与所有液压缸轴线所在的平面垂直。

进一步的，所述的履带链环截割装置由多个履带链环单元通过链销连接而成，所述的履带链环单元包括两个链板、履带板和截割齿，所述的两个链板相对地固定在履带板上，链板上两端有与链销相配合的孔，若干个截割齿固定在履带板上与链板相对的另一面。

进一步的，所述的支撑和传动单元的数量为四个。

进一步的，所述的履带板上固定截割齿的面与安装链板的面之间存在背向销轴I及所有液压缸轴线所在平面的夹角。

进一步的，所述的液压缸与底座通过固定装置进行位置固定，液压缸尾部的球头与底座上的柱窝相配合，在底座上每个液压缸的两侧均设有销轴支座，销轴支座上有与销轴II相配合的开口朝外的U型缺口，销轴II穿过液压缸球头内孔安装在销轴支座的U型缺口中，螺栓穿过销轴支座上的靠近其外端处轴线垂直于销轴II轴线的孔并通过螺母和垫片锁紧。

进一步的，所述的固定装置包括外壳I、轴套I、外壳II和轴套II，外壳I和外壳II扣合在一起并通过螺栓固定锁紧，内部形成与底座配合的空腔，四周形成与液压缸等数量并与之配合的轴套I，轴套II设在销轴I的方向上并与销轴I配合。

进一步的，所述的履带链环单元中的截割齿从履带板的一端至履带板的另一端等间距焊接在其上，所有的截割齿所在的直线与履带链环截割装置割煤时的线速度方向垂直。

进一步的，所述链板两侧具有方向相反的台阶面，链板两端与链销相配合的孔分别设在两个台阶面上，其中一个台阶面上的孔为外连接孔，另一个台阶面上的孔为内连接孔，相邻两履带链环单元之间的链板的外连接孔与内连接孔相配合通过链销相连接。

进一步的，所述的采煤机链式截割部通过销轴I与采煤机键连接。

本煤矿井下采煤机链式截割部，通过在履带链环上安装截割齿，在驱动齿轮的驱动下转动实现对煤壁的截割，驱动齿轮直接连接在液压马达上，无中间齿轮动力传动装置，相对于一般采煤机的摇臂齿轮动力传输装置，单位截割功率值小于传统滚筒式截割部；通过液压马达提供动力，可通过泵源调速以实现无级调节截割速度；通过改变液压缸的伸缩改变履带链环截割煤壁的角度、截割面积和截割高度，即可调节链板上截齿与面壁的接触压力角，以适应不用煤质、不同煤层厚度与顶底板不平的工况条件下的截割，截割面积可调可实现恒功率截割；通过液压缸张紧链式履带，当截割齿截割到矸石和顶底板而导致负载过大时，可通过液压卸载实现过载保护，无需扭力轴实现过载保护；本链式截割部的履带链环截割装置安装及拆卸简单快速，只需将液压缸收缩即可实现对履带链环截割装置的安装及拆卸。

附图说明

图1是本发明的整体结构图。

图2是图1的左视图。

图3是本发明的履带链环单元的结构图。

图4是图3的左视图。

图5是图3的仰视图。

图6是本发明的液压缸与底座的连接结构图。

图7是图6的左视图。

图8是图6中A处的局部放大图。

图9是图7中B处的局部放大图。

图10是单个本发明的链式截割部与采煤机的安装示意图。

图11是图10的俯视图。

图12是两个本发明的链式截割部与采煤机的安装示意图。

图13是图12的俯视图。

图中：1、履带链环截割装置，2、驱动齿轮，3、液压马达，4、液压缸套，5、液压缸，6、固定装置，6-1，外壳I，6-2，轴套I，6-3，外壳II，6-4，轴套II，7、销轴I，8、底座，9、销轴II，10、销轴支座，11、螺栓，12、螺母，13、垫片，14、链板，15、履带板，16、截割齿，17、链销，18、采煤机I，19、采煤机II。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施方式对本发明进行进一步的阐述。

如图1和图2所示，一种煤矿井下采煤机链式截割部，包括履带链环截割装置1、至少三个支撑和传动单元、销轴I7和底座8，所述的支撑和传动单元包括驱动齿轮2、液压马达3、液压缸套4和液压缸5，液压缸5一端连接在底座8上，另一端设一个液压缸套4，液压缸套4内固定液压马达3，液压马达3的输出轴与驱动齿轮2传动连接；所述的支撑和传动单元以底座8为中心周向等角度布置，所有支撑和传动单元中的液压缸5的轴线在同一平面内；所述的履带链环截割装置1为环形，其内侧的传动链与支撑和传动单元中的驱动齿轮2啮合；所述的销轴I7固定在底座8上，其轴线与所有液压缸5轴线所在的平面垂直。

本实施例中，液压马达3与驱动齿轮2之间为键连接，液压马达3与驱动齿轮2之间无动力传动装置，相对于一般采煤机的摇臂动力传输装置，单位截割功率值小于传统滚筒式截割部，液压马达3带动驱动齿轮2转动，所有的驱动齿轮2同步转动，进而带动履带链环截割装置1转动对煤壁进行截割，截割过程中，可根据截割需要通过泵源调速来实现无级调节截割速度；由于液压缸5是可以伸缩的，遇到不同的煤质时，可以通过改变液压缸5的伸缩改变履带链环截割煤壁的角度，即可调节截割齿16与面壁的接触压力角，继而调整截割齿16的受力状况至适宜的状态，提高了截齿对截割条件变化的适应性，也可以通过改变液压缸5的伸缩来改变整个截割部的截割高度，以适应不同煤层厚度与顶底板不平的工况，还可以通过改变液压缸5的伸缩调节截割面积的大小，配合截割速度的变化，对采煤机实现增大功率、恒功率、减小功率的过程调节，提高了煤炭生产企业的生产效益和经济效益；整个履带链环截割装置1是通过液压缸5张紧的，当截割齿截割到矸石和顶底板而导致负载过大时，可通过安全阀卸荷实现过载保护，无需传统的扭力轴实现过载保护，安装履带链环截割装置1时，将液压缸收缩即可实现对履带链环截割装置的安装及拆卸，支撑和传动单元以底座8为中心周向等角度布置，所有液压缸5的轴线在同一平面内使得各个液压缸5所受到的力都在同一个平面内且受力均衡。

如图3至图5所示，所述的履带链环截割装置1由多个履带链环单元通过链销17连接而成，所述的履带链环单元包括两个链板14、履带板15和截割齿16，所述的两个链板14相对地固定在履带板15上，链板14上两端有与链销17相配合的孔，若干个截割齿16固定在履带板15上与链板14相对的另一面；每一个履带链环单元是独立的，通过链销17连接而成，可根据截割部的尺寸的需要，即整个履带链环截割装置1的长度来确定组成履带链环截割装置1的履带链环单元的数量，且安装方便可靠。

所述的支撑和传动单元的数量为四个，履带链环截割装置1中的截割链绷紧时对液压缸5产生的压力相互抵消，且液压缸5的受力方向沿着液压缸5轴线方向，液压缸5工作过程中无弯矩作用，益于保护液压缸5。

所述的履带链环截割装置中的履带板15为倾斜式的，即履带板15上固定截割齿16的面与安装链板14的面之间存在背向销轴I7及所有液压缸5轴线所在平面的夹角；该倾斜式的履带链环截割装置包括履带板15倾斜角度大小不同的多个型号，可根据截割煤质的力学性质，选择履带板15角度合适的倾斜式履带链环截割装置。该倾斜式履带链环截割装置能很好的利用截割过程中无围岩压力的工作面前部的崩裂效应，且各截割齿16受力更加均匀，且因履带板15成一定角度，截割过程中可提高装煤效果。

如图6至图9所示，所述的液压缸5与底座8通过固定装置6进行位置固定，液压缸5尾部的球头与底座8上的柱窝相配合，在底座8上每个液压缸5的两侧均设有销轴支座10，销轴支座10上有与销轴II9相配合的开口朝外的U型缺口，销轴II9穿过液压缸5球头内孔安装在销轴支座10的U型缺口中，螺栓11穿过销轴支座10上的靠近其外端处轴线垂直于销轴II9轴线的孔并通过螺母12和垫片13锁紧；液压缸5的球头与底座8上的柱窝构成球头连接的配合，使得液压缸5和底座8有足够的接触强度，接触面积大，可以防止因支撑力过大而产生变形；由于球头连接形成的配合使得液压缸5容易摆动，通过固定装置6进行固定；销轴II9穿过液压缸5球头内孔后，两端直接放入销轴支座10的U型缺口中，可给液压缸5留有一定的可上下浮动的距离，便于将液压缸5安装在底座8上，螺栓11横穿过销轴支座10靠近上端处，可以防止销轴II9脱落。

如图1和图2所示，所述的固定装置6包括外壳I6-1、轴套I6-2、外壳II6-3和轴套II6-4，外壳I6-1和外壳II6-3扣合在一起并通过螺栓固定锁紧，内部形成与底座8配合的空腔，四周形成与液压缸5等数量并与之配合的轴套I6-2，轴套II6-4设在销轴I7的方向上并与销轴I7配合；将液压缸5安装在底座8上后，将底座8放入外壳I6-1内的空腔中，液压缸5通过轴套I6-2伸出外壳I6-1外，扣合上外壳II6-3，销轴I7通过轴套II6-4伸出固定装置6之外，再用螺栓将外壳I6-1和外壳II6-3固定连接在一起；固定装置6的这种结构安装简单方便。

所述的履带链环单元中的截割齿16从履带板15的一端至履带板的另一端等间距焊接在其上，所有的截割齿16所在的直线与履带链环截割装置1割煤时的线速度方向垂直，这样的结构使得各个截割齿16受力均匀，且焊接方便。

如图3至图5所示，所述链板14两侧具有方向相反的台阶面，链板14两端与链销17相配合的孔分别设在两个台阶面上，其中一个台阶面上的孔为外连接孔14-1，另一个台阶面上的孔为内连接孔14-2，相邻两履带链环单元之间的链板14的外连接孔14-1与内连接孔14-2相配合通过链销17相连接；这样的形状结构使得履带链环单元连接形成履带链环截割装置1后，所有的相邻两个链销17之间的与齿轮2轮齿配合的孔的尺寸都相同，有利于驱动齿轮2平稳地驱动履带链环截割装置1进行截割。

如图10和图11所示，两个所述的链式截割部C通过销轴I7与采煤机I18键连接，如图12和图13所示，单个所述的链式截割部C通过销轴I7与采煤机II19键连接，安装简便。

Claims (9)

1.一种煤矿井下采煤机链式截割部，其特征在于：包括履带链环截割装置(1)、至少三个支撑和传动单元、销轴I(7)和底座(8)，所述的支撑和传动单元包括驱动齿轮(2)、液压马达(3)、液压缸套(4)和液压缸(5)，液压缸(5)一端连接在底座(8)上，另一端设一个液压缸套(4)，液压缸套(4)内固定液压马达(3)，液压马达(3)的输出轴与驱动齿轮(2)传动连接；所述的支撑和传动单元以底座(8)为中心周向等角度布置，所有支撑和传动单元中的液压缸(5)的轴线在同一平面内；所述的履带链环截割装置(1)为环形，其内侧的传动链与支撑和传动单元中的驱动齿轮(2)啮合；所述的销轴I(7)固定在底座(8)上，其轴线与所有液压缸(5)轴线所在的平面垂直。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下采煤机链式截割部，其特征在于：所述的履带链环截割装置(1)由多个履带链环单元通过链销(17)连接而成，所述的履带链环单元包括两个链板(14)、履带板(15)和截割齿(16)，所述的两个链板(14)相对地固定在履带板(15)上，链板(14)上两端有与链销(17)相配合的孔，若干个截割齿(16)固定在履带板(15)上与链板(14)相对的另一面。

3.根据权利要求1或2所述的一种煤矿井下采煤机链式截割部，其特征在于：所述的支撑和传动单元的数量为四个。

4.根据权利要求3所述的一种煤矿井下采煤机链式截割部，其特征在于：所述的履带板(15)上固定截割齿(16)的面与安装链板(14)的面之间存在背向销轴I(7)及所有液压缸(5)轴线所在平面的夹角。

5.根据权利要求4所述的一种煤矿井下采煤机链式截割部，其特征在于：所述的液压缸(5)与底座(8)通过固定装置(6)进行位置固定，液压缸(5)尾部的球头与底座(8)上的柱窝相配合，在底座(8)上每个液压缸(5)的两侧均设有销轴支座(10)，销轴支座(10)上有与销轴II(9)相配合的开口朝外的U型缺口，销轴II(9)穿过液压缸(5)球头内孔安装在销轴支座(10)的U型缺口中，螺栓(11)穿过销轴支座(10)上的靠近其外端处轴线垂直于销轴II(9)轴线的孔并通过螺母(12)和垫片(13)锁紧。

6.根据权利要求5所述的一种煤矿井下采煤机链式截割部，其特征在于：所述的固定装置(6)包括外壳I(6-1)、轴套I(6-2)、外壳II(6-3)和轴套II(6-4)，外壳I(6-1)和外壳II(6-3)扣合在一起并通过螺栓固定锁紧，内部形成与底座(8)配合的空腔，四周形成与液压缸(5)等数量并与之配合的轴套I(6-2)，轴套II(6-4)设在销轴I(7)的方向上并与销轴I(7)配合。

7.根据权利要求6所述的一种煤矿井下采煤机链式截割部，其特征在于：所述的履带链环单元中的截割齿(16)从履带板(15)的一端至履带板的另一端等间距焊接在其上，所有的截割齿(16)所在的直线与履带链环截割装置(1)割煤时的线速度方向垂直。

8.根据权利要求7所述的一种煤矿井下采煤机链式截割部，其特征在于：所述链板(14)两侧具有方向相反的台阶面，链板(14)两端与链销(17)相配合的孔分别设在两个台阶面上，其中一个台阶面上的孔为外连接孔(14-1)，另一个台阶面上的孔为内连接孔(14-2)，相邻两履带链环单元之间的链板(14)的外连接孔(14-1)与内连接孔(14-2)相配合通过链销(17)相连接。

9.根据权利要求8所述的一种煤矿井下采煤机链式截割部，其特征在于：所述采煤机链式截割部通过销轴I(7)与采煤机键连接。