CN110242294B - 掘锚一体机用双驱动伸缩滚筒截割机构 - Google Patents
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Abstract
本发明属于煤矿井下采掘设备零部件的技术领域，具体是一种掘锚一体机用双驱动伸缩滚筒截割机构。包括截割电机、截割臂、减速器、中间段截割滚筒、伸缩段截割滚筒以及截割滚筒伸缩油缸，减速器安装于截割臂上，两个截割电机横向对称布置于截割臂之外，分别与减速器两侧输入端相连，驱动减速器；中间段截割滚筒以及伸缩段截割滚筒安装于减速器的横轴输出端，截割滚筒伸缩油缸内置于伸缩段截割滚筒内，伸缩段截割滚筒设置在中间段截割滚筒的两端，并由截割滚筒伸缩油缸驱动向两端伸缩。本发明采用横轴可伸缩式全宽截割滚筒，全宽掘进，巷道断面一次成形，提高煤矿掘进效率和成巷质量，实现大型矿井大断面巷道安全高效快速掘进的要求。
Description
技术领域
本发明属于煤矿井下采掘设备零部件的技术领域，具体是一种掘锚一体机用双驱动伸缩滚筒截割机构。
背景技术
目前我国煤巷掘进方式主要有3种：第一种是悬臂式掘进机与单体锚杆钻机配套作业线；第二种是连续采煤机与锚杆钻车配套作业线；第三种是掘锚一体机掘锚一体化掘进。目前我国煤巷掘进主要以第一种为主，其适应范围广，但掘进速度较低。第二种双巷布置方式，交叉换位施工，对地质条件要求较高，在顶板条件不稳定的条件下，掘进速度将大大降低，很难发挥其快速掘进的优势。第三种掘锚一体机，全宽掘进，巷道断面一次成形，符合大型矿井对大断面巷道严格按安全规程进行快速掘进的要求。与掘进机、连续采煤机的掘进模式相比，适应性更强，其施工技术优势明显，具有广阔的应用前景。
国内掘锚一体机目前主要依靠引进，国内科研尚处于起步阶段；掘锚一体机用双驱动伸缩滚筒截割机构是掘锚一体机一次成巷的关键技术，两个截割电机横向布置驱动，采用横轴可伸缩式全宽截割滚筒，全宽掘进，巷道断面一次成形已成为一项新的科研课题。
发明内容
本发明的发明目的就是针对背景技术的不足，根据掘锚一体机截割装置的工作特点以及我国的煤田地质条件，提高煤矿掘进效率和成巷质量，实现大型矿井大断面巷道安全高效快速掘进的要求，提供一种掘锚一体机用双驱动伸缩滚筒截割机构。
本发明采取以下技术方案：一种掘锚一体机用双驱动伸缩滚筒截割机构，包括截割电机、截割臂、减速器、中间段截割滚筒、伸缩段截割滚筒以及截割滚筒伸缩油缸，减速器安装于截割臂上，两个截割电机横向对称布置于截割臂之外，分别与减速器两侧输入端相连，驱动减速器；中间段截割滚筒以及伸缩段截割滚筒安装于减速器的横轴输出端，截割滚筒伸缩油缸内置于伸缩段截割滚筒内，伸缩段截割滚筒设置在中间段截割滚筒的两端，并由截割滚筒伸缩油缸驱动向两端伸缩。
进一步的，截割电机为中空装置，截割电机与减速器输入端之间设置限矩器和扭矩轴，限矩器用螺栓固定在截割电机转轴上，扭矩轴穿过中空的截割电机，一端与限矩器通过花键连接，另一端与减速器输入端通过花键连接。
进一步的，减速器机构内部分布着两条液压油道，分别为伸出油道和缩回油道；液压油在伸出油道内依次流经减速器上壳体—减速器下壳体—过液套—减速器四级行星架—高压油管心部—油缸底座，液压油在缩回油道内依次流经减速器上壳体—减速器下壳体—过液套—减速器四级行星架—高压油管隔层—油缸底座，通过外接于油缸底座的油管注入截割滚筒伸缩油缸中，实现伸缩段截割滚筒的伸缩功能；减速器上壳体、减速器下壳体、减速器四级行星架、高压油管与减速器相对静止，油缸底座与伸缩段截割滚筒相连共同绕轴线旋转。
进一步的 ，高压油管由中空的高压油管内管和中空的高压油管套管焊接而成，高压油管内管与高压油管套管之间形成高压油管隔层，高压油管套管两端加工出油道连通缩回油道与高压油管隔层。
进一步的，截割滚筒伸缩油缸内置于伸缩段截割滚筒，一端与伸缩段截割滚筒直接连接，另一端通过油缸底座与减速器连接，且截割滚筒伸缩油缸与油缸底座采用球面连接。
进一步的，油缸底座与减速器输出端高压油管之间设有高压旋转密封。
进一步的，截割滚筒伸缩油缸采用平衡阀自锁。
进一步的，中间段截割滚筒以及伸缩段截割滚筒截齿排布为棋盘式排列，左右呈对称方式布置。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明采用横轴可伸缩式全宽截割滚筒，全宽掘进，巷道断面一次成形，提高煤矿掘进效率和成巷质量，两侧滚筒可伸缩，易于行走调动，实现大型矿井大断面巷道安全高效快速掘进的要求。
2、本发明采用两个大功率交流截割电机横向布置于减速器两侧输入端，该布置方式可利用有限的安装空间，提升截割电机的装机功率，从而提高截割减速器的驱动功率，提高整机破煤能力和生产效率。
3、本发明在截割电机与一种掘锚机组截割装置的减速器之间设置限矩器、扭矩轴，扭矩轴用于瞬时过载保护，限矩器用于持续过载保护，避免减速器和截割电机因过载损坏，为减速器和截割电机提供双重机械过载保护。
4、截齿排布为棋盘式排列，左右呈对称方式布置，截齿截割处于自由截割状态，单刀力大，破煤能力强，截齿在切割时两侧受力基本平衡，截齿使用寿命高。
5、截割滚筒伸缩油缸与油缸底座采用球面连接，油缸在工作时自适应调整受力状态，避免因伸缩段截割滚筒受巷道侧壁压力变形与减速器偏心导致油缸失稳损坏。
综上，一种掘锚一体机用双驱动伸缩滚筒截割机构，全宽式掘进一次成巷，利于提高煤矿掘进效率和成巷质量，两侧滚筒可伸缩，易于行走调动，双电机驱动截割功率大、双重机械过载保护可靠性增高，符合大型矿井对大断面巷道严格按安全规程进行快速掘进的要求，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为整体结构主视图；
图2为整体结构俯视图；
图3为主视图I处放大视图；
图4为液压油道分布图；
图5为局部液压油道侧视图；
图6为液压油道Ⅱ处放大视图；
图7为液压油道Ⅲ处放大视图；
图中：1-伸缩段截割滚筒，2-中间段截割滚筒，3-截割臂，4-截割电机，5-一种掘锚机组截割装置的减速器6-截割滚筒伸缩油缸，7-平衡阀，8-扭矩轴，9-限矩器，10-高压油管，11-高压旋转密封，12-油缸底座，13-伸出油道，14-缩回油道，15-减速器上壳体，16-减速器下壳体，17-过液套，18-减速器四级行星架，19-高压油管内管，20-高压油管套管。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步说明：
图1、2、3所示，本发明主要结构由截割电机4、截割臂3、减速器5、扭矩轴8、限矩器9、中间段截割滚筒2、伸缩段截割滚筒1、截割滚筒伸缩油缸6组成。一种掘锚机组截割装置的减速器5安装于截割臂3上，两个截割电机4对称横向布置于截割臂3之外，分别与一种掘锚机组截割装置的减速器5两侧输入端相连，驱动减速器；中间段截割滚筒2、伸缩段截割滚筒1安装于一种掘锚机组截割装置的减速器5横轴输出端，破碎煤岩；截割滚筒伸缩油缸6内置于伸缩段截割滚筒1，实现滚筒伸缩，各连接部由螺栓固定。其中，减速器采用一种掘锚机组截割装置的减速器（ZL201410845179.0）。
图2、3所示，截割电机4与一种掘锚机组截割装置的减速器5输入端之间设置限矩器9、扭矩轴8，限矩器9用螺栓固定在截割电机4转轴上，扭矩轴8两端为花键，一端与限矩器9通过花键连接，另一端与一种掘锚机组截割装置的减速器5输入端通过花键连接，为减速器提供双重机械过载保护。
图4、5、6、7所示，减速器机构内部分布着两条液压油道，分别为伸出油道13和缩回油道14；液压油在伸出油道13内依次流经减速器上壳体15—减速器下壳体16—过液套17—减速器四级行星架18—高压油管10心部—油缸底座12，液压油在缩回油道14内依次流经减速器上壳体15—减速器下壳体16—过液套17—减速器四级行星架18—高压油管10隔层—油缸底座12，通过外接于油缸底座12的油管注入截割滚筒伸缩油缸6中，实现伸缩段截割滚筒1的伸缩功能；减速器上壳体15、减速器下壳体16、减速器四级行星架18、高压油管10与减速器5相对静止，油缸底座12与伸缩段截割滚筒1相连共同绕轴线旋转。
图4、6所示，截割滚筒伸缩油缸6内置于伸缩段截割滚筒1，截割滚筒伸缩油缸6一端与伸缩段截割滚筒1直接连接，另一端通过油缸底座12与减速器5连接，各连接部由螺栓固定。
图6、7所示，高压油管10由中空的高压油管内管19和中空的高压油管套管20焊接而成，高压油管内管19与高压油管套管20之间形成高压油管隔层，高压油管套管20两端加工出油道连通缩回油道与高压油管隔层。
图6所示，截割滚筒伸缩油缸6与油缸底座12采用球面连接，各连接部由螺栓固定，油缸底座12与减速器输出端高压油管10之间设有高压旋转密封11。
图2所示，截割滚筒伸缩油缸6采用平衡阀7自锁。
图2所示，中间段截割滚筒2、伸缩段截割滚筒1截齿排布为棋盘式排列，左右呈对称方式布置。
Claims (6)
1.一种掘锚一体机用双驱动伸缩滚筒截割机构，其特征在于：包括截割电机（4）、截割臂（3）、减速器（5）、中间段截割滚筒（2）、伸缩段截割滚筒（1）以及截割滚筒伸缩油缸（6），减速器（5）安装于截割臂（3）上，两个截割电机（4）横向对称布置于截割臂之外，分别与减速器（5）两侧输入端相连，驱动减速器；中间段截割滚筒（2）以及伸缩段截割滚筒（1）安装于减速器（5）的横轴输出端，截割滚筒伸缩油缸（6）内置于伸缩段截割滚筒（1）内，伸缩段截割滚筒（1）设置在中间段截割滚筒（2）的两端，并由截割滚筒伸缩油缸（6）驱动向两端伸缩；
所述的截割电机（4）为中空装置，截割电机（4）与减速器（5）输入端之间设置限矩器（8）和扭矩轴（9），限矩器（8）用螺栓固定在截割电机转轴上，扭矩轴（9）穿过中空的截割电机，一端与限矩器（8）通过花键连接，另一端与减速器（5）输入端通过花键连接；
所述减速器（5）内部分布着两条液压油道，分别为伸出油道（13）和缩回油道（14）；液压油在伸出油道（13）内依次流经减速器上壳体（15）—减速器下壳体（16）—过液套（17）—减速器四级行星架（18）—高压油管（10）心部—油缸底座（12），液压油在缩回油道（14）内依次流经减速器上壳体（15）—减速器下壳体（16）—过液套（17）—减速器四级行星架（18）—高压油管（10）隔层—油缸底座（12），通过外接于油缸底座（12）的油管注入截割滚筒伸缩油缸（6）中；减速器上壳体（15）、减速器下壳体（16）、减速器四级行星架（18）、高压油管（10）与减速器（5）相对静止，油缸底座（12）与伸缩段截割滚筒（1）相连共同绕轴线旋转。
2.根据权利要求1所述的掘锚一体机用双驱动伸缩滚筒截割机构，其特征在于：所述的高压油管（10）由中空的高压油管内管（19）和中空的高压油管套管（20）焊接而成，高压油管内管（19）与高压油管套管（20）之间形成高压油管隔层，高压油管套管（20）两端加工出油道连通缩回油道与高压油管隔层。
3.根据权利要求2所述的掘锚一体机用双驱动伸缩滚筒截割机构，其特征在于：所述的截割滚筒伸缩油缸（6）内置于伸缩段截割滚筒（1），一端与伸缩段截割滚筒（1）直接连接，另一端通过油缸底座（12）与减速器（5）连接，且截割滚筒伸缩油缸（6）与油缸底座（12）采用球面连接。
4.根据权利要求3所述的掘锚一体机用双驱动伸缩滚筒截割机构，其特征在于：所述的油缸底座（12）与减速器（5）输出端高压油管之间设有高压旋转密封（11）。
5.根据权利要求4所述的掘锚一体机用双驱动伸缩滚筒截割机构，其特征在于：所述的中间段截割滚筒（2）以及伸缩段截割滚筒（1）截齿排布为棋盘式排列，左右呈对称方式布置。
6.根据权利要求5所述的掘锚一体机用双驱动伸缩滚筒截割机构，其特征在于：截割滚筒伸缩油缸（6）采用平衡阀自锁。
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