CN108678742B - 一种可调高的多输出式采煤机行走机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可调高的多输出式采煤机行走机构，属于矿井开采装备领域，包括箱体、花键轴、驱动齿轮、行走轮A、行走轮B、推移千斤顶和销排，花键轴与驱动齿轮连接，花键轴为输入轴；箱体上固定安装有惰轮轴，惰轮轴上同轴安装有轴承B，轴承B外侧固定套装惰轮，惰轮与驱动齿轮及两侧的传动齿轮A、传动齿轮B均啮合连接；箱体上活动安装有驱动轴A和驱动轴B，其两端套装有轴承A，轴承A外部套装有滑移组件，驱动轴A和驱动轴B外侧分别固定安装传动齿轮A和传动齿轮B，行走轮与传动齿轮之间安装有轴向拉杆，行走轮A与销排的销齿啮合接触。本发明能够改善采煤机机动性差、行走轮磨损严重、频繁停机维护的问题，降低滚筒截割顶梁的风险。
Description
技术领域
本发明涉及一种可调高的多输出式采煤机行走机构，属于矿井开采装备技术领域。
背景技术
滚筒采煤机作为普采与综采工作面的关键性设备，其工作性能对煤矿安全高效开采具有十分重要的影响。牵引系统是采煤机的重要组成部分，它不仅肩负着开采作业时采煤机的移动，而且其牵引速度的大小、变化情况对于整机的工作性能、煤矿开采效率都具有重要的意义。随着高产高效工作面的出现以及煤机功率的大幅提高，同时为了保证开采工作面的安全可靠，采用轮轨啮合式行走机构的无链牵引系统已经逐渐取代了链牵引的方式。目前大功率采煤机中传统的单输出式行走机构滑靴过度磨损、行走轮非正常断齿等行走机构啮合失效问题日益突出，已经成为制约煤矿安全高效生产的重要因素。在截割滚筒及摇臂摆动难以完全适应煤层厚度时，特别是在顶底板急剧变化的复杂煤层地质条件下，传统采煤机机动性差、机身调姿困难的弊端逐渐显现，这就造成煤层开采不充分或滚筒截割顶梁的风险增加。
中国专利文件(申请号201710873632.2)公开了一种采煤机单列双轮行走部，该专利行走轮直接参与齿轮啮合，这种传动方式本身啮合质量不高，在煤机作业中其实际速度控制、牵引力控制、噪声控制方面都存在较大的局限性。
中国专利文件(申请号201710873619.7)公开了一种采煤机行走部，该专利创新性的采用双行走轮驱动采煤机，对提高行走机构强度有一定作用，但在采煤机机动性、机身调姿、复杂地质条件的适应性方面没有明显改善。
中国专利文件(申请号201310397733.9)公开了一种采煤机可调牵引部，该专利方案通过油缸伸缩带动原有行走机构摆动实现煤机调姿，在行走啮合机构及调高机构上没有更进一步的结构创新。并且该调高方式需要带动整个箱体及所有齿轮摆动，因此故障率高、实施难度大。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种可调高的多输出式采煤机行走机构，能够改善采煤机机动性差、行走轮磨损严重、频繁停机维护的问题，降低滚筒截割顶梁的风险。
本发明提供一种可调高的多输出式采煤机行走机构，包括箱体、花键轴、驱动齿轮、惰轮、传动齿轮A、传动齿轮B、行走轮A、行走轮B、推移千斤顶、滑移组件和销排，所述花键轴首尾安装一对轴承C并绕箱体转动，所述花键轴中部开设键槽通过普通平键C与所述驱动齿轮连接，为保证动力传递的安全高效，所述花键轴突出箱体一侧设置有内花键，所述内花键与行星减速机构的外花键装配连接作为行走机构的动力输入轴；
所述箱体上固定安装有惰轮轴，所述惰轮轴固定于所述箱体上，所述惰轮轴上同轴安装有轴承B，所述轴承B外侧固定套装所述惰轮，所述惰轮与所述驱动齿轮及两侧的传动齿轮A、传动齿轮B均啮合连接；
所述箱体上活动安装有驱动轴A和驱动轴B，所述驱动轴A和驱动轴B中部均设有键槽和凸台，所述驱动轴A和驱动轴B的两端套装有轴承A，所述轴承A外部同轴固定套装有滑移组件，所述滑移组件嵌装在一滑槽内与所述箱体活动连接，所述驱动轴A和驱动轴B的键槽分别配套安装有普通平键A和普通平键B，所述普通平键A和普通平键B外侧分别固定安装所述传动齿轮A和传动齿轮B，所述驱动轴A和驱动轴B靠近煤壁一侧分别安装有所述行走轮A和行走轮B，行走轮A与传动齿轮A之间，以及行走轮B与传动齿轮B之间安装有轴向拉杆，行走轮A与销排的销齿啮合接触；本发明的外部动力由花键轴输入，由驱动轴A、驱动轴B同时输出，两驱动轴在惰轮驱动下绕各自轴心自转，在推移千斤顶牵引下绕惰轮轴相向或者背向公转。
所述花键轴、惰轮轴、驱动轴A和驱动轴B呈人字形自上而下布置，所述花键轴与惰轮轴在一个铅垂平面内，所述驱动轴A和驱动轴B在一个水平面内。
优选的，所述惰轮外侧设置有轴端挡板，所述惰轮轴两端面与所述轴端挡板螺纹连接，所述轴端挡板与箱体通过螺栓固定，使惰轮轴相对箱体固定，保证其周向与轴向锁紧。
优选的，所述凸台上开设有周向均布的通孔；所述滑移组件的外侧设置有导向滑靴，滑移组件的外侧与导向滑靴的耳板通孔铰接，滑移组件嵌装在滑槽内与所述箱体活动连接。
优选的，所述箱体外侧对称开设有四个推移滑槽，其断面呈弯曲状腰形槽口，两端为二分之一圆，中部为两段不同直径的圆弧，两段圆弧之间中心线以惰轮轴心为圆心，以惰轮、传动齿轮A或者以惰轮、传动齿轮B的标准安装中心距为半径，保证采煤机在调高过程中与传动齿轮A或传动齿轮B之间仍然具有标准中心距，不至于影响动力传输。
优选的，所述推移滑槽侧壁镶嵌安装有滚动体，所述推移滑槽通过滚动体与滑移组件滚动接触，以减小移动过程中的摩擦阻力及构件磨损，保证移动的顺畅性以减少变位过程中齿轮间的碰撞。
进一步优选的，所述滑移组件垂直于轴向的外端面处设有圆孔耳座、锥形的注油孔，所述滑移组件侧面设置有与所述推移滑槽的滚动体相配合的内凹的环状卡槽，所述注油孔与环状卡槽联通，可以从外部直接给内部轴承、滚动体等注油润滑，避免不必要的拆装。
进一步优选的，所述推移千斤顶为四个，对称设置于箱体外侧并且与所述推移滑槽对应设置，所述推移千斤顶的外缸与箱体铰接连接，所述推移千斤顶的内杆与滑移组件的圆孔耳座通过圆柱销轴铰接，所述圆柱销轴的通孔内穿有开口销。
进一步优选的，所述内花键为矩形内花键8×62×68×12GB/T 114-2001，键齿为12，与所述行星减速机构的外花键结构装配连接；
为保证连接强度同时尽可能降低对轴强度的削弱，所述普通平键A和普通平键B的尺寸型号均为：键C45×180GB/T 1095-2003，普通平键C尺寸型号为：键A50×200GB/T1095-2003。
进一步优选的，为避免根切造成行走轮A和行走轮B弯曲疲劳强度降低，可以适当减小行走轮A和行走轮B齿根高并采用正变位渐开线齿廓，与销排的销齿构成正传动啮合，以此提高齿销啮合的承载能力；
所述行走轮A和行走轮B的齿数优选均为11，模数优选为46.8，理论啮合角优选为22.5°，所述行走轮A和行走轮B采用CrNi系电渣重熔钢，与节距147mm的销排按无侧隙中心距安装，所述行走轮A和行走轮B的端面均设有周向均布的5个带有六角沉头槽的通孔，沉头槽设于远离驱动齿轮一侧。
进一步优选的，所述轴向拉杆包括六角螺杆和螺母，所述行走轮A与传动齿轮A之间的六角螺杆穿过传动齿轮A、驱动轴A凸台的通孔及行走轮A的通孔，螺母卡装在行走轮A的沉头槽内并与该六角螺杆螺纹连接，该六角螺杆长度等于所述驱动齿轮外端面到行走轮A外端面的距离；
所述行走轮B与传动齿轮B之间的六角螺杆穿过传动齿轮B、驱动轴B凸台的通孔及行走轮B的通孔，螺母卡装在行走轮B的沉头槽内并与该六角螺杆螺纹连接，该六角螺杆长度等于所述驱动齿轮外端面到行走轮B外端面的距离。轴向拉杆可以将驱动轴A、行走轮A、传动齿轮A进行轴向及径向锁定以保证三者同步转动；或者轴向拉杆可以将驱动轴B、行走轮B、传动齿轮B进行轴向及径向锁定以保证三者同步转动。
本发明在工作时，外部动力由花键轴输入并由驱动轴A、驱动轴B同时输出，可以将功率进行分配，降低每根输出轴的强度及功率要求，为设计与加工提供了方便。多个行走轮同时参与啮合可以有效的降低单齿啮合力，避免轮齿过载折断，极大地降低行走机构的故障率。同时在使用过程中应保证两行走轮的功率匹配及速度同步。两驱动轴在惰轮驱动下绕各自轴心自传，在推移千斤顶牵引下绕惰轮轴相向或者背向公转。根据煤层高度及采煤机调姿要求可控制千斤顶的内杆伸缩，当内杆伸出时两驱动轴背向转动实现采煤机的升高，当内杆收缩时两驱动轴相向转动实现采煤机的降低，同一行走机构的四个推移千斤顶保持速度同步，防止采煤机机身急剧倾斜。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1)本发明同一动力输入轴同时带动两个行走轮(即行走轮A、行走轮B)同步转动，并且行走轮轴心可调，可改善采煤机机动性差、调姿困难的问题，可以针对不同煤层适当调整采煤机高度，有效降低滚筒截割顶梁的风险，提高煤层开采利用率。
2)本发明的一根输入轴同时带动两根输出轴，可以将功率进行分配，降低每根输出轴的强度及功率要求，为设计与加工提供了方便。
3)行走轮A和行走轮B采用正变位齿廓，并且多个行走轮同时参与正传动啮合，可以有效的降低单齿啮合力，避免行走轮磨损严重、过载断齿导致的停机维护频繁，极大地降低行走机构的故障率。
附图说明
图1为本发明的可调高的多输出式采煤机行走机构的轴侧图；
图2为本发明的可调高的多输出式采煤机行走机构的主视图；
图3为图2的A向剖面图；
图4为图2的B向剖面图；
图5为图2的C向剖面图；
其中：1-箱体，2-轴端挡板，3-花键轴，4-驱动齿轮，5-惰轮，6-传动齿轮B，7-驱动轴B，8-轴向拉杆，9-行走轮B，10-销排，11-销排，12-导向滑靴，13-推移千斤顶，14-开口销，15-推移滑槽，16-行走轮A，17-驱动轴A，18-轴承A，19-惰轮轴，20-滑移组件，21-凸台，22-轴承B，23-普通平键A，24-传动齿轮A，25-普通平键B，26-轴承C，27-普通平键C。
具体实施方式：
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述，但不仅限于此，本发明未详尽说明的，均按本领域常规技术。
实施例1：
如图1-5所示，一种可调高的多输出式采煤机行走机构，包括箱体1、花键轴3、驱动齿轮4、惰轮5、传动齿轮A 24、传动齿轮B 6、行走轮A 16、行走轮B 7、推移千斤顶13、滑移组件15和销排10，花键轴3首尾安装一对轴承C 26并绕箱体1转动，花键轴3中部开设键槽通过普通平键C 27与驱动齿轮4连接，为保证动力传递的安全高效，花键轴3突出箱体1一侧设置有内花键，内花键与行星减速机构的外花键装配连接作为行走机构的动力输入轴；
箱体1上固定安装有惰轮轴19，惰轮轴19固定于箱体1上，惰轮轴19上同轴安装有轴承B 22，轴承B 22外侧固定套装惰轮5，惰轮5与驱动齿轮4及两侧的传动齿轮A 24、传动齿轮B 6均啮合连接；
箱体1上活动安装有驱动轴A 17和驱动轴B 7，驱动轴A 17和驱动轴B 7中部均设有键槽和凸台21，驱动轴A 17和驱动轴B 7的两端套装有轴承A 18，轴承A 18外部同轴固定套装有滑移组件20，滑移组件20嵌装在一滑槽内与箱体1活动连接，驱动轴A 17和驱动轴B7的键槽分别配套安装有普通平键A 23和普通平键B 25，普通平键A 23和普通平键B 25外侧分别固定安装传动齿轮A 24和传动齿轮B 6，驱动轴A 17和驱动轴B 7靠近煤壁一侧分别安装有行走轮A 16和行走轮B 9，行走轮A 16与传动齿轮A 24之间，以及行走轮B 7与传动齿轮B 6之间安装有轴向拉杆8，行走轮A 16与销排10的销齿11啮合接触；本发明的外部动力由花键轴3输入，由驱动轴A 17、驱动轴B 7同时输出，两驱动轴在惰轮5驱动下绕各自轴心自转，在推移千斤顶13牵引下绕惰轮轴相向或者背向公转。
花键轴3、惰轮轴19、驱动轴A 17和驱动轴B 7呈人字形自上而下布置，花键轴3与惰轮轴19在一个铅垂平面内，驱动轴A17和驱动轴B 7在一个水平面内。
实施例2：
一种可调高的多输出式采煤机行走机构，结构如实施例1所示，所不同的是，惰轮5外侧设置有轴端挡板2，惰轮轴19两端面与轴端挡板2螺纹连接，轴端挡板2与箱体1通过螺栓固定，使惰轮轴19相对箱体1固定，保证其周向与轴向锁紧。
实施例3：
一种可调高的多输出式采煤机行走机构，结构如实施例1所示，所不同的是，凸台21上开设有周向均布的通孔；滑移组件20的外侧设置有导向滑靴12，滑移组件20的外侧与导向滑靴12的耳板通孔铰接，滑移组件20嵌装在滑槽内与箱体1活动连接。
实施例4：
一种可调高的多输出式采煤机行走机构，结构如实施例1所示，所不同的是，箱体1外侧对称开设有四个推移滑槽15，其断面呈弯曲状腰形槽口，两端为二分之一圆，中部为两段不同直径的圆弧，两段圆弧之间中心线以惰轮轴心为圆心，以惰轮5、传动齿轮A 24或者以惰轮5、传动齿轮B 6的标准安装中心距为半径，保证采煤机在调高过程中与传动齿轮A24或传动齿轮B 6之间仍然具有标准中心距，不至于影响动力传输。
实施例5：
一种可调高的多输出式采煤机行走机构，结构如实施例4所示，所不同的是，推移滑槽15侧壁镶嵌安装有滚动体，推移滑槽15通过滚动体与滑移组件20滚动接触，以减小移动过程中的摩擦阻力及构件磨损，保证移动的顺畅性以减少变位过程中齿轮间的碰撞。
实施例6：
一种可调高的多输出式采煤机行走机构，结构如实施例5所示，所不同的是，滑移组件20垂直于轴向的外端面处设有圆孔耳座、锥形的注油孔，滑移组件20侧面设置有与推移滑槽15的滚动体相配合的内凹的环状卡槽，注油孔与环状卡槽联通，可以从外部直接给内部轴承、滚动体等注油润滑，避免不必要的拆装。
实施例7：
一种可调高的多输出式采煤机行走机构，结构如实施例6所示，所不同的是，推移千斤顶13为四个，对称设置于箱体1外侧并且与推移滑槽15对应设置，推移千斤顶13的外缸与箱体1铰接连接，推移千斤顶13的内杆与滑移组件20的圆孔耳座通过圆柱销轴铰接，圆柱销轴的通孔内穿有开口销14。
实施例8：
一种可调高的多输出式采煤机行走机构，结构如实施例1所示，所不同的是，内花键为矩形内花键8×62×68×12GB/T 114-2001，键齿为12，与行星减速机构的外花键结构装配连接；
为保证连接强度同时尽可能降低对轴强度的削弱，普通平键A 23和普通平键B 25的尺寸型号均为：键C45×180GB/T 1095-2003，普通平键C 27尺寸型号为：键A50×200GB/T1095-2003。
实施例9：
一种可调高的多输出式采煤机行走机构，结构如实施例1所示，所不同的是，为避免根切造成行走轮A 16和行走轮B 9弯曲疲劳强度降低，可以适当减小行走轮A 16和行走轮B 9齿根高并采用正变位渐开线齿廓，与销排10的销齿11构成正传动啮合，以此提高齿销啮合的承载能力；
行走轮A 16和行走轮B 9的齿数优选均为11，模数优选为46.8，理论啮合角优选为22.5°，行走轮A 16和行走轮B 9采用CrNi系电渣重熔钢，与节距147mm的销排10按无侧隙中心距安装，行走轮A16和行走轮B 9的端面均设有周向均布的5个带有六角沉头槽的通孔，沉头槽设于远离驱动齿轮4一侧。
实施例10：
一种可调高的多输出式采煤机行走机构，结构如实施例1所示，所不同的是，轴向拉杆8包括六角螺杆和螺母，行走轮A16与传动齿轮A 24之间的六角螺杆穿过传动齿轮A24、驱动轴A 17凸台21的通孔及行走轮A 16的通孔，螺母卡装在行走轮A16的沉头槽内并与该六角螺杆螺纹连接，该六角螺杆长度等于驱动齿轮4外端面到行走轮A 16外端面的距离；
行走轮B 9与传动齿轮B 6之间的六角螺杆穿过传动齿轮B 6、驱动轴B 7凸台21的通孔及行走轮B 9的通孔，螺母卡装在行走轮B 9的沉头槽内并与该六角螺杆螺纹连接，该六角螺杆长度等于9驱动齿轮4外端面到行走轮B 9外端面的距离。轴向拉杆8可以将驱动轴A 17、行走轮A 16、传动齿轮A 24进行轴向及径向锁定以保证三者同步转动；或者轴向拉杆8可以将驱动轴B 7、行走轮B 9、传动齿轮B 6进行轴向及径向锁定以保证三者同步转动。
以上所述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，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种可调高的多输出式采煤机行走机构，其特征在于，包括箱体、花键轴、驱动齿轮、惰轮、传动齿轮A、传动齿轮B、行走轮A、行走轮B、推移千斤顶、滑移组件和销排，所述花键轴首尾安装一对轴承C并绕箱体转动，所述花键轴中部开设键槽通过普通平键C与所述驱动齿轮连接，所述花键轴突出箱体一侧设置有内花键，所述内花键与行星减速机构的外花键装配连接作为行走机构的动力输入轴；
所述箱体上固定安装有惰轮轴，所述惰轮轴固定于所述箱体上，所述惰轮轴上同轴安装有轴承B，所述轴承B外侧固定套装所述惰轮，所述惰轮与所述驱动齿轮及两侧的传动齿轮A、传动齿轮B均啮合连接；
所述箱体上活动安装有驱动轴A和驱动轴B，所述驱动轴A和驱动轴B中部均设有键槽和凸台，所述驱动轴A和驱动轴B的两端套装有轴承A，所述轴承A外部同轴固定套装有滑移组件，所述滑移组件嵌装在一滑槽内与所述箱体活动连接，所述驱动轴A和驱动轴B的键槽分别配套安装有普通平键A和普通平键B，所述普通平键A和普通平键B外侧分别固定安装所述传动齿轮A和传动齿轮B，所述驱动轴A和驱动轴B靠近煤壁一侧分别安装有所述行走轮A和行走轮B，行走轮A与传动齿轮A之间，以及行走轮B与传动齿轮B之间安装有轴向拉杆，行走轮A与销排的销齿啮合接触；
所述花键轴、惰轮轴、驱动轴A和驱动轴B呈人字形自上而下布置，所述花键轴与惰轮轴在一个铅垂平面内，所述驱动轴A和驱动轴B在一个水平面内。
2.根据权利要求1所述的可调高的多输出式采煤机行走机构，其特征在于，所述惰轮外侧设置有轴端挡板，所述惰轮轴两端面与所述轴端挡板螺纹连接，所述轴端挡板与箱体通过螺栓固定。
3.根据权利要求1所述的可调高的多输出式采煤机行走机构，其特征在于，所述凸台上开设有周向均布的通孔；所述滑移组件的外侧设置有导向滑靴，滑移组件的外侧与导向滑靴的耳板通孔铰接，滑移组件嵌装在滑槽内与所述箱体活动连接。
4.根据权利要求1所述的可调高的多输出式采煤机行走机构，其特征在于，所述箱体外侧对称开设有四个推移滑槽，其断面呈弯曲状腰形槽口，两端为二分之一圆，中部为两段不同直径的圆弧，两段圆弧之间中心线以惰轮轴心为圆心，以惰轮、传动齿轮A或者以惰轮、传动齿轮B的标准安装中心距为半径。
5.根据权利要求4所述的可调高的多输出式采煤机行走机构，其特征在于，所述推移滑槽侧壁镶嵌安装有滚动体，所述推移滑槽通过滚动体与滑移组件滚动接触。
6.根据权利要求5所述的可调高的多输出式采煤机行走机构，其特征在于，所述滑移组件垂直于轴向的外端面处设有圆孔耳座、锥形注油孔，所述滑移组件侧面设置有与所述推移滑槽的滚动体相配合的内凹的环状卡槽，所述注油孔与环状卡槽联通。
7.根据权利要求6所述的可调高的多输出式采煤机行走机构，其特征在于，所述推移千斤顶为四个，对称设置于箱体外侧并且与所述推移滑槽对应设置，所述推移千斤顶的外缸与箱体铰接连接，所述推移千斤顶的内杆与滑移组件的圆孔耳座通过圆柱销轴铰接，所述圆柱销轴的通孔内穿有开口销。
8.根据权利要求1所述的可调高的多输出式采煤机行走机构，其特征在于，所述内花键为矩形内花键8×62×68×12GB/T 114-2001，键齿为12，与所述行星减速机构的外花键结构装配连接；
所述普通平键A和普通平键B的尺寸型号为：键C45×180GB/T 1095-2003，普通平键C尺寸型号为：键A50×200GB/T 1095-2003。
9.根据权利要求1所述的可调高的多输出式采煤机行走机构，其特征在于，所述行走轮A和行走轮B采用正变位渐开线齿廓，与销排的销齿构成正传动啮合；
所述行走轮A和行走轮B的齿数均为11，模数为46.8，理论啮合角为22.5°，所述行走轮A和行走轮B采用CrNi系电渣重熔钢，与节距147mm的销排按无侧隙中心距安装，所述行走轮A和行走轮B的端面均设有周向均布的5个带有六角沉头槽的通孔，沉头槽设于远离所述驱动齿轮一侧。
10.根据权利要求1所述的可调高的多输出式采煤机行走机构，其特征在于，所述轴向拉杆包括六角螺杆和螺母，所述行走轮A与传动齿轮A之间的六角螺杆穿过传动齿轮A、驱动轴A凸台的通孔及行走轮A的通孔，螺母卡装在行走轮A的沉头槽内并与该六角螺杆螺纹连接，该六角螺杆长度等于所述驱动齿轮外端面到行走轮A外端面的距离；
所述行走轮B与传动齿轮B之间的六角螺杆穿过传动齿轮B、驱动轴B凸台的通孔及行走轮B的通孔，螺母卡装在行走轮B的沉头槽内并与该六角螺杆螺纹连接，该六角螺杆长度等于所述驱动齿轮外端面到行走轮B外端面的距离。
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