CN107905783B - 一种带有差速分离滚筒的采煤机截割部 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有差速分离滚筒的采煤机截割部，包括：所述电机驱动部包括左截割电机和右截割电机，两者均布置在截割部箱体内，通过齿轮传动部实现与滚筒输出部的传动连接；所述滚筒输出部包括高速输出轴、低速输出轴、中部支撑架、高速滚筒、远端支撑架、低速滚筒，将一个截割滚筒分离成同轴转动的两个部分，并能够实现两部分滚筒差速转动。前端低速滚筒，转速较低，使截割下的煤块具有较好的轴向流动性，可以更好的将煤块输送到高速滚筒的轮旋叶片回转区域内，高速滚筒的转速远高于低速滚筒，因此煤块可以通过高速滚筒的作用获得更高的切向速度和轴向速度，使煤能够越过滚筒末端到刮板机中部槽的距离，更好的完成滚筒输送和装煤的过程。

Description

一种带有差速分离滚筒的采煤机截割部

技术领域

本发明涉及煤矿机械技术领域，具体涉及一种带有差速分离滚筒的薄煤层采煤机截割部。

背景技术

近年来，我国煤炭开采行业快速发展，对矿山机械各种功能的需求也快速变化，采煤机是煤矿生产机械化和自动化的重要设备之一。在薄煤层开采时，为提高产量，目前综采工作面上采用的薄煤层双滚筒采煤机的截深普遍在600mm以上，随着截深的增大，割煤量也逐渐提高。经理论分析可知，滚筒在低转速时有利于煤的轴向流动，但是较低的转速导致滚筒的抛煤速度较低，采煤机的装煤效果不好，使得在薄煤层采高较小的情况下截割下来的煤块堆积在采空区，导致浮煤情况严重，影响采煤机的行走，影响支架的推移。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种带有差速分离滚筒的采煤机截割部，能够实现截割部滚筒分离且差速工作，滚筒远端部分转速较低，使截割下来的散煤有较好的轴向流动性；近端部分转速较高，可以提供足够的抛煤速度，使采煤机有较好的装煤效果。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种带有差速分离滚筒的采煤机截割部，包括截割部箱体、电机驱动部、齿轮传动部、滚筒输出部；

其中，所述电机驱动部包括左截割电机和右截割电机，两者均布置在截割部箱体内；所述齿轮传动部包括布置在截割部箱体内的左侧齿轮轴、惰轮一、右侧齿轮轴、惰轮二、总输入轴、行星减速机构、一级齿轮轴、二级齿轮轴、输入齿轮、输出齿轮、三级光轴、定速齿轮、速度分配轴、主齿轮、副齿轮；

所述左侧齿轮轴与左截割电机的输出轴配合连接，其齿轮部分与惰轮一相啮合；所述惰轮一又与右侧齿轮轴的齿轮部分相啮合，且右侧齿轮轴与右截割电机的输出轴配合连接；所述右侧齿轮轴又与惰轮二相啮合，且惰轮二与总输入轴的齿轮部分相啮合；所述总输入轴为齿轮轴，其远离齿轮的一端与行星减速机构的输入轴配合连接；所述行星减速机构的输入轴与输出轴位于同一轴线方向，其输出轴与一级齿轮轴配合连接；所述一级齿轮轴的齿轮部分与二级齿轮轴上的输入齿轮相啮合，二级齿轮轴上设置有两段齿轮，其中半径较大的齿轮为输入齿轮，半径较小的齿轮为输出齿轮；所述二级齿轮轴上的输出齿轮与三级光轴上的定速齿轮相啮合，且定速齿轮又与速度分配轴上的主齿轮相啮合；

所述滚筒输出部包括高速输出轴、低速输出轴、同心轴承组、定位轴承、中部支撑架、高速滚筒、远端支撑架、低速滚筒、末端轴承组、定位套筒；

所述高速输出轴的齿轮部分与速度分配轴上的副齿轮相啮合，其齿数小于副齿轮的齿数；所述高速输出轴为圆筒状，同心轴承组和定位轴承分别固定在高速输出轴内壁及外壁的轴肩上；所述高速输出轴的末端与中部支撑架的内壁相配合，且中部支撑架的外壁与高速滚筒的内壁固定连接；所述低速输出轴为齿轮轴，其齿轮部分与主齿轮相啮合，其齿数大于主齿轮的齿数；所述低速输出轴远离齿轮的一端依次穿过高速滚筒、同心轴承组、定位套筒、末端轴承组而与远端支撑架的内壁相配合，且远端支撑架的外壁与低速滚筒的内壁配合连接。

进一步的，所述左侧齿轮轴与左截割电机输出轴、右侧齿轮轴与右截割电机输出轴、行星减速机构输出轴与一级齿轮轴之间通过花键实现配合连接；

所述总输入轴远离齿轮的一端设置有花键槽，花键槽内开有螺纹孔，行星减速机构的输入、输出轴上开有相贯穿的通孔，穿过通孔的螺栓连接于该螺纹孔内，并与行星减速机构的输入轴相连接，行星减速机构与总输入轴同时还通过花键相配合，实现较好的传动效果。

进一步的，所述总输入轴远离齿轮一端的轴段上设有轴肩，其轴肩处安装有承载套筒；所述承载套筒外侧套接有承载轴承组，其轴承外圈处设置有轴承座；所述轴承座上设置有一对螺纹孔，通过螺栓与安装在截割部箱体上的定位翅板固定连接。承载轴承组，支撑于总输入轴的一端，可以起到承受较大径向载荷的作用，保护总输入轴，可以很好的保证总输入轴与行星减速器输入轴的同轴度；定位翅板的设计可以减小轴承座的装配难度，也可以获得更好的装配精度。

进一步的，所述输入齿轮的齿数为一级齿轮轴上齿轮齿数的1.5-2.5倍；所述输入齿轮的直径是输出齿轮直径的1.5-2.5倍，输出齿轮的模数是输入齿轮的1.5-2倍。

进一步的，所述速度分配轴为芯轴，轴上安装有两组双列圆锥滚子轴承，每组双列圆锥滚子轴承的数量为两个，其中一组轴承的轴承外圈与副齿轮相配合，另一组轴承的轴承外圈与主齿轮相配合；

所述主齿轮与副齿轮并排安装在速度分配轴上，其相邻的轮辐面上均设置有相应的锥形孔，通过双锥面定位销与所述主齿轮和副齿轮上的锥形孔配合，将两个齿轮连接为一个整体。双锥面定位销，保证了主齿轮和副齿轮同步转动，且能传递更大的驱动力，结构紧凑，便于拆卸。可以通过更换主齿轮和副齿轮的方式使分离滚筒获得不同的转速差，使用灵活，可以适用更多场合。

进一步的，所述中部支撑架的端面上设置有四个螺栓孔，对应高速滚筒的端面上也设置有四个分布相同的沉头孔，通过沉头螺栓穿过沉头孔与该螺栓孔配合，将中部支撑架与高速滚筒连接成一个整体，同时中部支撑架的外壁通过槽状形面与高速滚筒的筒壁内侧相配合。

进一步的，所述远端支撑架为圆台状，其内孔中部设置为齿形花键孔，与低速输出轴的末端花键相配合；所述低速输出轴的末端端面上均布有螺纹孔，且远端支撑架上的端面沉孔内设置有圆形压盘，通过螺栓贯穿圆形压盘连接于该螺纹孔内，实现低速输出轴与远端支撑架的轴向固定；所述远端支撑架的外侧端面上设置有均匀分布的一组螺纹孔，通过螺栓将低速滚筒和远端支撑架连接成一个整体，并将低速滚筒的端部腔体密封起来。圆形压盘的设置可以降低远端支撑架的制造难度，且螺栓与圆形压盘嵌入远端支撑架的内部，使装配更加紧凑，节省空间。

进一步的，所述低速输出轴为空心结构，中心穿有一根刚性水管；所述刚性水管一侧连接在进水端盖上，另一侧伸出低速输出轴的末端，并通过螺纹与低速滚筒腔体内的喷嘴相连接。

进一步的，所述同心轴承组为对装的两只圆锥滚子轴承，其外圈与高速输出轴的内壁配合，其内圈与低速输出轴的中间轴段配合；所述定位轴承为双列圆锥滚子轴承，其轴承内圈与高速输出轴的外壁配合，轴承外圈与截割部箱体配合；

所述定位套筒两侧端面分别与同心轴承组、末端轴承组的一侧轴承内圈相接触；所述的中部支撑架呈双筒壁结构，其内筒壁与末端轴承组的轴承外圈相配合；所述中部支撑架双筒壁上开有一组径向通孔，高速输出轴上开有相应的径向通孔，通过轴向定位销插入两组通孔中，将中部支撑架和高速输出轴固定成一个整体。同心轴承组中的两个轴承内外圈分别和两个输出轴配合，可以保证两个滚筒以同一轴线转动，保证了滚筒工作的稳定性；定位套筒有助于轴承的装配，提高装配精度，降低装配难度；轴向定位销的设计便于滚筒的拆卸，且能承受一定的剪切力，起到过载保护的作用。

进一步的，所述低速滚筒上设置有两条螺旋叶片，其螺旋叶片的螺旋升角为15°至25°(较大的螺旋升角为煤块提供足够的抛射速度)，其螺旋叶片上布置有截齿；所述高速滚筒的外壁上布置有一条螺旋叶片，其螺旋叶片的螺旋升角为8°至16°(较小的螺旋升角，提供较大的抛射速度)，其螺旋叶片上布置有截齿；

所述高速滚筒上螺旋叶片的螺旋升角小于低速滚筒上螺旋叶片的螺旋升角；所述高速滚筒的转速为低速滚筒转速的1.5-3倍，且低速滚筒的轴向长度是高速滚筒轴向长度的1-4倍。以前端滚筒的轴向输送作用为主，同时前端滚筒参与割煤的部分更长。

有益效果：本发明提供的一种带有差速分离滚筒的采煤机截割部，相对于现有技术，具有以下优点：1、能够实现截割部滚筒分离且差速工作，滚筒远端部分转速较低，使截割下来的散煤有较好的轴向流动性；近端部分转速较高，可以提供足够的抛煤速度，使采煤机有较好的装煤效果；

2、采用双电机驱动，相比单电机驱动，可以获得更大的驱动力，而在相同驱动力下，双电机驱动可以拥有更小的电机体积和更大的截割功率；

3、由于高速滚筒的螺旋升角较小，其包角相对较大，高速滚筒设置为单叶片结构，可以保证在较高转速下，高速滚筒前端依然有足够的输煤间隙，不会阻挡低速滚筒输送来的煤块，同时单叶片结构又具备螺旋输送的能力，为煤块提供第二级加速和抛射。

附图说明

图1为本发明中滚筒输出部的剖面图；

图2a～2c为本发明中高速输出轴的结构示意图；

图3a～3b为本发明中中部支撑架的结构示意图；

图4a～4c为本发明中高速滚筒的结构示意图；

图5a～5b为本发明中低速输出轴的结构示意图；

图6a～6b为本发明中远端支撑架的结构示意图；

图中包括：1-3-3、进水端盖，3-1、高速输出轴，3-2、低速输出轴，3-3、同心轴承组，3-4、定位轴承，3-5、中部支撑架，3-6、高速滚筒，3-7、远端支撑架，3-8、刚性水管，3-9、低速滚筒，3-10、末端轴承组，3-11、沉头螺栓，3-12、圆形压盘，3-13、螺栓，3-14、定位套筒，3-15、轴向定位销，

3-1-1、轴向通孔，3-1-2、齿轮部分，3-1-3、配合平面，3-1-4、径向通孔，3-2-1、螺纹孔，3-2-2、齿轮部分，3-2-3、中间轴段，3-2-4、最长轴段，3-5-1、外壳，3-5-2、轴向通孔，3-5-3、内筒壁，3-5-4、径向通孔，3-5-5、阶梯肩，3-5-6、螺栓孔，3-6-1、轴向通孔，3-6-2、螺旋叶片，3-6-3、截齿，3-6-4、径向通孔，3-6-5、沉头孔，3-7-1、齿形花键孔，3-7-2、端面沉孔，3-7-3、螺纹孔，3-8-1、喷嘴。

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所示为一种带有差速分离滚筒的采煤机截割部，包括截割部箱体、电机驱动部、齿轮传动部、滚筒输出部；

其中，所述采煤机截割部采用双电机驱动，电机驱动部包括左截割电机和右截割电机，两者均布置在截割部箱体内；所述截割部箱体上开有多个轴孔，轴孔外套有端盖；所述齿轮传动部包括布置在截割部箱体内的左侧齿轮轴、惰轮一、右侧齿轮轴、惰轮二、总输入轴、行星减速机构、一级齿轮轴、二级齿轮轴、输入齿轮、输出齿轮、三级光轴、定速齿轮、速度分配轴、主齿轮、副齿轮、轴承座、承载轴承组；所述滚筒输出部包括高速输出轴3-1、低速输出轴3-2、同心轴承组3-3、定位轴承3-4、中部支撑架3-5、高速滚筒3-6、远端支撑架3-7、刚性水管3-8、低速滚筒3-9、末端轴承组3-10、圆形压盘3-12以及多种螺栓标准件。

所述齿轮传动部的第一级为左侧齿轮轴，左侧齿轮轴内部设置有花键孔，与左截割电机的轴端花键部分相配合；所述左侧齿轮轴通过位于轴两端的轴承固定在截割部箱体的轴孔内，其齿轮部分与惰轮一相啮合；所述惰轮一又与右侧齿轮轴的齿轮部分相啮合，右侧齿轮轴的内部设置有同样的花键孔并与右截割电机的轴端花键部分相配合；所述右侧齿轮轴通过位于轴两端的轴承固定在截割部箱体的轴孔内，其齿轮部分又与惰轮二相啮合，所述惰轮二与总输入轴的齿轮部分相啮合，将动能进行传递；

所述总输入轴为齿轮轴，其剖面成十字状(延长了传动距离，节约了传动空间，同时为装配提供了便利)，靠近齿轮部分的一端通过轴承固定在一号端盖上，其远离齿轮一侧的端面上设置有花键槽，花键槽内开有螺纹孔，行星减速机构的输入、输出轴开有通孔(为螺栓提供装配空间)，螺栓与行星减速机构的输入轴相连接(螺栓起到固定连接和轴向约束作用)，行星减速机构与总输入轴同时还通过花键相配合；所述行星减速机构的输入轴与输出轴位于同一轴线方向，其输出轴上设置有花键槽，该花键槽与一级齿轮轴上的花键部分相配合；

所述一级齿轮轴为阶梯轴，其靠近行星减速机构的一端设置有花键，其两端各自通过一只双列圆锥滚子轴承固定于截割部箱体内；所述一级齿轮轴的齿轮部分与二级齿轮轴上的输入齿轮相啮合，输入齿轮的齿数为一级齿轮轴上齿轮齿数的1.5-2.5倍(传动比为1.5-2.5，起到减速作用)；

所述二级齿轮轴为塔式齿轮轴，其两端通过轴承固定在截割部箱体上，其轴段中部有两段齿轮，其中半径较大的齿轮为输入齿轮，半径较小的齿轮为输出齿轮，输入齿轮与输出齿轮的直径和模数均不相同，输入齿轮的直径是输出齿轮直径的1.5-2.5倍(起到减速作用，传动比为1.5-2.5)，输出齿轮的模数是输入齿轮的1.5-2倍(起到减速作用，传动比为1.5-2.5)；所述二级齿轮轴上的输出齿轮与三级光轴上的定速齿轮相啮合，定速齿轮通过轴承套接在三级光轴上，且定速齿轮与速度分配轴上的主齿轮相啮合；

所述速度分配轴为芯轴，所述芯轴呈多级阶梯状，轴径最小段通过轴套固定在截割部箱体的轴孔内，轴径较大的两段穿过截割部箱体上的阶梯孔，轴径最大段周边开有螺纹孔，通过螺栓固定在截割部箱体的阶梯孔内，速度分配轴的两端通过端盖与截割部箱体固定在一起；所述速度分配轴上安装有两组双列圆锥滚子轴承(提高轴承的承载能力)，每组双列圆锥滚子轴承的数量为两个，其中一组位于靠近煤壁一侧，其轴承外圈与副齿轮相配合，另一组轴承位于远离煤壁的一侧，其轴承外圈与主齿轮相配合。

所述高速输出轴3-1的齿轮部分3-1-2与速度分配轴上的副齿轮相啮合，其齿数小于副齿轮的齿数；所述高速输出轴3-1为筒状(便于低速输出轴等其他构件从中间穿过，合理利用空间)，同心轴承组3-3和定位轴承3-4分别固定在筒身中部的内壁与外壁的轴肩上；所述高速输出轴3-1的末端与中部支撑架3-5的内壁相配合；所述中部支撑架 3-5的端面上设置有四个螺栓孔3-5-6，对应高速滚筒3-6的端面上也设置有四个分布相同的沉头孔3-6-5，沉头螺栓3-11穿过沉头孔3-6-5与螺栓孔3-5-6配合，将中部支撑架 3-5与高速滚筒3-6连接成一个整体，同时中部支撑架3-5的外壁通过槽状形面与高速滚筒3-6的筒壁内侧相配合；

所述低速输出轴3-2为齿轮轴，其截面成十字状，其齿轮部分3-2-2位于轴的一侧，该侧为远离截割滚筒的一端；低速输出轴3-2靠近齿轮部分3-2-2的一端通过轴承固定在进水端盖1-3-3上，其齿轮部分与主齿轮相啮合，该齿轮部分的齿数大于主齿轮的齿数(起到减速的作用)；所述低速输出轴3-2靠近滚筒的一端为轴的末端，该末端上设置有齿形花键；所述低速输出轴3-2的光轴部分较长，该段直径小于该轴上齿轮部分的直径，所述低速输出轴3-2从齿轮端到末端依次穿过高速滚筒3-6、同心轴承组3-3、定位套筒3-14、末端轴承组3-10和远端支撑架3-7；所述远端支撑架3-7为圆台状，其内孔中部设置为齿形花键孔3-7-1，用于与低速输出轴3-2的末端花键配合；

如图6a～6b所示，所述远端支撑架3-7朝向煤壁的端面上设置有均匀分布的一组螺纹孔3-7-3，通过螺栓将低速滚筒3-9和远端支撑架3-7连接成一个整体，并将低速滚筒3-9的端部腔体密封起来(防止碎煤等异物进入，为喷雾系统提供密封液体的空间)；所述低速滚筒3-9的筒身设有两条螺旋叶片，螺旋叶片的螺旋升角为15°至25°，叶片上布置有截齿(较大的螺旋升角为煤块提供足够的抛射速度)；

所述左侧齿轮轴、惰轮一、右侧齿轮轴、惰轮二以及总输入轴上的齿轮轴线相互平行，且齿轮端面位于同一平面内，布置在截割部箱体内靠近煤壁的一侧，从而改变了传统截割部摇臂的动力传动路线，为减速机构、滚筒的布置留下了足够的空间。

所述总输入轴远离齿轮一端的轴段上设有轴肩，用于安装承载套筒；所述承载套筒的外壁与承载轴承组的内圈配合；所述承载轴承组为两个圆柱滚子轴承，其轴承外圈固定在轴承座内；所述轴承座在外壳上设置有一对螺纹孔，通过螺栓将定位翅板安装在该外壳上，所述定位翅板同时还安装在截割部箱体的特定凹槽内(约束承载轴承组在截割部箱体的位置，并为将行星减速机构提供装配所需的定位端面)。

所述主齿轮与副齿轮并排安装在速度分配轴上，在相邻的轮辐面上均设置有相同的锥形孔；该锥形孔在两个齿轮上的分布半径、尺寸与数量完全一致；双锥面定位销分别与所述主齿轮和副齿轮上的锥形孔配合，将两个齿轮连接为一个整体，使得动力由主齿轮传递到副齿轮，且两个齿轮的运动完全一致。

如图2a～2c所示，所述高速输出轴3-1为齿轮轴结构，整体呈空心筒状并开有轴向通孔3-1-1，安装在截割部箱体的末端并与截割滚筒布置在同一轴线方向；高速输出轴 3-1的齿轮部分3-1-2位于远离截割滚筒的一端；所述高速输出轴3-1伸出主轴端盖部分的外壁上设有两个互相平行的配合平面3-1-3，中部支撑架3-5与所述配合平面3-1-3相互配合，从而约束中部支撑架3-5与高速输出轴圆周方向的相对转动。高速输出轴3-1 与中部支撑架3-5既通过端面的螺栓连接，又采用平面3-1-3相配合，该配合平面3-1-3 可以使配合更加紧密，也能使中部支撑架承受更大的圆周扭矩，使中部支撑架受力更均匀，同时降低螺栓所受剪力，提高设备的可靠性和使用寿命。

如图5a～5b所示，所述低速输出轴3-2的末端端面上设置有6个螺纹孔3-2-1，螺栓3-13穿过圆形压盘3-12上的6个通孔，装配在所述的6个螺纹孔3-2-1上(约束低速输出轴3-2与远端支撑架3-7的轴向相对运动)；所述圆形压盘装配在远端支撑架3-7的端面沉孔3-7-2内。

所述低速输出轴3-2为空心结构，中心穿有一根刚性水管3-8；该水管3-8一侧连接在进水端盖1-3-3上，另一侧伸出低速输出轴3-2的末端，并通过螺纹与喷嘴3-8-1相连接；所述喷嘴位于低速轴的末端，且封闭在低速滚筒3-9的内腔体里，为低速滚筒3-9 的喷雾系统供水，所述的高速滚筒3-6上不安装喷嘴。

所述同心轴承组3-3为对装的两只圆锥滚子轴承，其外圈与高速输出轴3-1的内壁配合，其内圈与低速输出轴3-2的中间轴段3-2-3的外径配合；所述定位轴承3-4为双列圆锥滚子轴承，该轴承内圈与高速输出轴3-1的外壁配合，外圈与截割部箱体配合；

所述定位轴承3-4位于截割部箱体末端，其外圈通过主轴端盖定位；所述主轴端盖通过螺栓固定在截割部箱体的末端，其中心所开通孔直径略大于高速输出轴3-1的外径；高速输出轴3-1远离齿轮部分的一端从主轴端盖的通孔中伸出；

如图3a～3b所示，所述的中部支撑架3-5的外壳3-5-1截面为槽形，呈双筒壁结构，即整体呈桶状并开有轴向通孔3-5-2，在桶内设置有一段内筒壁3-5-3；所述内筒壁3-5-3的内径略大于端面通孔直径，其外径小于主体筒壁的内径，该内筒壁3-5-3用于与末端轴承组3-10的轴承外圈相配合，且利用其内壁上的阶梯肩3-5-5对所述末端轴承组3-10 的轴承外圈进行约束。所述中部支撑架3-5开有一组径向通孔3-5-4；所述高速输出轴 3-1开有同样的径向通孔3-1-4，且两组通孔沿相同的径向布置，两个轴向定位销3-15 分别从两组通孔的两侧插入其中，将中部支撑架3-5和高速输出轴3-1固定成一个整体，约束两者的轴向相对运动。

如图4a～4c所示，所述高速滚筒3-6成双筒壁结构，开有轴向通孔3-6-1，其外筒壁向远离煤壁的方向延伸，将截割部箱体的末端部分包裹在筒体内，其内筒壁开有两个径向通孔3-6-4，为轴向定位销3-5-1提供装配空间；所述高速滚筒3-6的外壁上布置有一条螺旋叶片3-6-2，螺旋叶片的螺旋升角为8°至16°，叶片上布置有截齿3-6-3(较小的螺旋升角，提供较大的抛射速度)；

所述定位套筒3-14安装在低速输出轴3-2的最长轴段3-2-4的一端；所述定位套筒3-14两侧端面分别与同心轴承组3-3和末端轴承组3-10的一侧轴承内圈相接触。

所述高速滚筒3-6的转速为低速滚筒3-9转速的1.5-3倍，高速滚筒3-6的螺旋叶片的螺旋升角小于低速滚筒3-9螺旋叶片的螺旋升角；所述低速滚筒3-9的轴向长度是高速滚筒轴向长度的1-4倍。以前端滚筒的轴向输送作用为主，同时前端滚筒参与割煤的部分更长。

本发明提供的带有差速分离滚筒的采煤机截割部，将一个截割滚筒分离成同轴转动的两个部分，并能够实现两部分滚筒差速转动。前端低速滚筒，转速较低，使截割下的煤块具有较好的轴向流动性，可以更好的将煤块输送到高速滚筒的轮旋叶片回转区域内，高速滚筒的速度比低速滚筒高，因此煤块可以通过高速滚筒的作用获得更高的切向速度和轴向速度。由于高速滚筒的螺旋升角比低速滚筒小，使得煤块经高速滚筒作用后，其轴向速度的增量大于切向速度的增量。煤块在滚筒叶片上切向速度的增加可以提高煤块的抛射高度，轴向速度的增加可以增加煤块的轴向位移，由此让割下来的煤块进一步向后输送，同时具有较高的初速度，更容易飞过煤壁与刮板输送机中部槽的间隙，落在刮板输送机上，减小浮煤量，提高输送效率。由于高速滚筒的轮旋升角较小，其包角相对较大。高速滚筒设置为单叶片结构，可以保证在较高转速下，高速滚筒前端依然有足够的输煤间隙，不会阻挡低速滚筒输送来的煤块，同时单叶片结构又具备螺旋输送的能力，为煤块提供第二级加速和抛射。

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 (6)

1.一种带有差速分离滚筒的采煤机截割部，其特征在于，包括截割部箱体（1-3）、电机驱动部、齿轮传动部、滚筒输出部；

其中，所述电机驱动部包括左截割电机（1-1）和右截割电机（1-2），两者均布置在截割部箱体（1-3）内；所述齿轮传动部包括布置在截割部箱体（1-3）内的左侧齿轮轴（2-1）、惰轮一（2-2）、右侧齿轮轴（2-3）、惰轮二（2-4）、总输入轴（2-5）、行星减速机构（2-6）、一级齿轮轴（2-7）、二级齿轮轴（2-8）、输入齿轮（2-9）、输出齿轮（2-10）、三级光轴（2-11）、定速齿轮（2-12）、速度分配轴（2-13）、主齿轮（2-14）、副齿轮（2-15）；

所述左侧齿轮轴（2-1）与左截割电机（1-1）的输出轴配合连接，其齿轮部分与惰轮一（2-2）相啮合；所述惰轮一（2-2）又与右侧齿轮轴（2-3）的齿轮部分相啮合，且右侧齿轮轴（2-3）与右截割电机（1-2）的输出轴配合连接；所述右侧齿轮轴（2-3）又与惰轮二（2-4）相啮合，且惰轮二（2-4）与总输入轴（2-5）的齿轮部分相啮合；所述总输入轴（2-5）为齿轮轴，其远离齿轮的一端与行星减速机构（2-6）的输入轴配合连接；所述行星减速机构（2-6）的输入轴与输出轴位于同一轴线方向，其输出轴与一级齿轮轴（2-7）配合连接；所述一级齿轮轴（2-7）的齿轮部分与二级齿轮轴（2-8）上的输入齿轮（2-9）相啮合，二级齿轮轴（2-8）上设置有两段齿轮，其中半径较大的齿轮为输入齿轮（2-9），半径较小的齿轮为输出齿轮（2-10）；所述二级齿轮轴（2-8）上的输出齿轮（2-10）与三级光轴（2-11）上的定速齿轮（2-12）相啮合，且定速齿轮（2-12）又与速度分配轴（2-13）上的主齿轮（2-14）相啮合；

所述滚筒输出部包括高速输出轴（3-1）、低速输出轴（3-2）、同心轴承组（3-3）、定位轴承（3-4）、中部支撑架（3-5）、高速滚筒（3-6）、远端支撑架（3-7）、低速滚筒（3-9）、末端轴承组（3-10）、定位套筒（3-14）；

所述高速输出轴（3-1）的齿轮部分（3-1-2）与速度分配轴（2-13）上的副齿轮（2-15）相啮合，其齿数小于副齿轮（2-15）的齿数；所述高速输出轴（3-1）为圆筒状，同心轴承组（3-3）和定位轴承（3-4）分别固定在高速输出轴（3-1）内壁及外壁的轴肩上；所述高速输出轴（3-1）的末端与中部支撑架（3-5）的内壁相配合，且中部支撑架（3-5）的外壁与高速滚筒（3-6）的内壁固定连接；所述低速输出轴（3-2）为齿轮轴，其齿轮部分与主齿轮（2-14）相啮合，其齿数大于主齿轮（2-14）的齿数；所述低速输出轴（3-2）远离齿轮的一端依次穿过高速滚筒（3-6）、同心轴承组（3-3）、定位套筒（3-14）、末端轴承组（3-10）而与远端支撑架（3-7）的内壁相配合，且远端支撑架（3-7）的外壁与低速滚筒（3-9）的内壁配合连接；

所述远端支撑架（3-7）为圆台状，其内孔中部设置为齿形花键孔（3-7-1），与低速输出轴（3-2）的末端花键相配合；所述低速输出轴（3-2）的末端端面上均布有螺纹孔（3-2-1），且远端支撑架（3-7）上的端面沉孔（3-7-2）内设置有圆形压盘（3-12），通过螺栓贯穿圆形压盘（3-12）连接于该螺纹孔（3-2-1）内，实现低速输出轴（3-2）与远端支撑架（3-7）的轴向固定；所述远端支撑架（3-7）的外侧端面上设置有均匀分布的一组螺纹孔（3-7-3），通过螺栓将低速滚筒（3-9）和远端支撑架（3-7）连接成一个整体，并将低速滚筒（3-9）的端部腔体密封起来；

所述低速输出轴（3-2）为空心结构，中心穿有一根刚性水管（3-8）；所述刚性水管（3-8）一侧连接在进水端盖（1-3-3）上，另一侧伸出低速输出轴（3-2）的末端，并通过螺纹与低速滚筒（3-9）腔体内的喷嘴（3-8-1）相连接；

所述同心轴承组（3-3）为对装的两只圆锥滚子轴承，其外圈与高速输出轴（3-1）的内壁配合，其内圈与低速输出轴（3-2）的中间轴段（3-2-3）配合；所述定位轴承（3-4）为双列圆锥滚子轴承，其轴承内圈与高速输出轴（3-1）的外壁配合，轴承外圈与截割部箱体（1-3）配合；

所述定位套筒（3-14）两侧端面分别与同心轴承组（3-3）、末端轴承组（3-10）的一侧轴承内圈相接触；所述的中部支撑架（3-5）呈双筒壁结构，其内筒壁（3-5-3）与末端轴承组（3-10）的轴承外圈相配合；所述中部支撑架（3-5）双筒壁上开有一组径向通孔（3-5-4），高速输出轴（3-1）上开有相应的径向通孔（3-1-4），通过轴向定位销（3-15）插入两组通孔中，将中部支撑架（3-5）和高速输出轴（3-1）固定成一个整体；

所述低速滚筒（3-9）上设置有两条螺旋叶片，其螺旋叶片的螺旋升角为15°至25°，且螺旋叶片上布置有截齿；所述高速滚筒（3-6）的外壁上布置有一条螺旋叶片，其螺旋叶片的螺旋升角为8°至16°，且螺旋叶片上布置有截齿；

所述高速滚筒（3-6）上螺旋叶片的螺旋升角小于低速滚筒（3-9）上螺旋叶片的螺旋升角；所述高速滚筒（3-6）的转速为低速滚筒（3-9）转速的1.5-3倍，且低速滚筒（3-9）的轴向长度是高速滚筒轴向长度的1-4倍。

2.根据权利要求1所述的一种带有差速分离滚筒的采煤机截割部，其特征在于，所述左侧齿轮轴（2-1）与左截割电机（1-1）输出轴、右侧齿轮轴（2-3）与右截割电机（1-2）输出轴、行星减速机构（2-6）输出轴与一级齿轮轴（2-7）之间通过花键实现配合连接；

所述总输入轴（2-5）远离齿轮的一端设置有花键槽，花键槽内开有螺纹孔，行星减速机构（2-6）的输入、输出轴上开有相贯穿的通孔，穿过通孔的螺栓（2-5-1）连接于该螺纹孔内，并与行星减速机构（2-6）的输入轴相连接，行星减速机构（2-6）与总输入轴（2-5）同时还通过花键相配合。

3.根据权利要求1所述的一种带有差速分离滚筒的采煤机截割部，其特征在于，所述总输入轴（2-5）远离齿轮一端的轴段上设有轴肩，其轴肩处安装有承载套筒（2-5-2）；所述承载套筒（2-5-2）外侧套接有承载轴承组（2-17），其轴承外圈处设置有轴承座（2-16）；所述轴承座（2-16）上设置有一对螺纹孔，通过螺栓与安装在截割部箱体（1-3）上的定位翅板（2-5-3）固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种带有差速分离滚筒的采煤机截割部，其特征在于，所述输入齿轮（2-9）的齿数为一级齿轮轴（2-7）上齿轮齿数的1.5-2.5倍；所述输入齿轮（2-9）的直径是输出齿轮（2-10）直径的1.5-2.5倍，输出齿轮（2-10）的模数是输入齿轮（2-9）的1.5-2倍。

5.根据权利要求1所述的一种带有差速分离滚筒的采煤机截割部，其特征在于，所述速度分配轴（2-13）为芯轴，轴上安装有两组双列圆锥滚子轴承，每组双列圆锥滚子轴承的数量为两个，其中一组轴承的轴承外圈与副齿轮（2-15）相配合，另一组轴承的轴承外圈与主齿轮（2-14）相配合；

所述主齿轮（2-14）与副齿轮（2-15）并排安装在速度分配轴（2-13）上，其相邻的轮辐面上均设置有相应的锥形孔，通过双锥面定位销（2-13-1）与所述主齿轮（2-14）和副齿轮（2-15）上的锥形孔配合，将两个齿轮连接为一个整体。

6.根据权利要求1所述的一种带有差速分离滚筒的采煤机截割部，其特征在于，所述中部支撑架（3-5）的端面上设置有四个螺栓孔（3-5-6），对应高速滚筒（3-6）的端面上也设置有四个分布相同的沉头孔（3-6-5），通过沉头螺栓（3-11）穿过沉头孔（3-6-5）与该螺栓孔（3-5-6）配合，将中部支撑架（3-5）与高速滚筒（3-6）连接成一个整体，同时中部支撑架（3-5）的外壁通过槽状形面与高速滚筒（3-6）的筒壁内侧相配合。