CN201835830U - 刨运机 - Google Patents

Abstract

一种用于急倾斜薄及中厚煤层开采的刨运机，涉及一种煤层开采及运输设备。本实用新型是急倾斜薄及中厚煤层实现走向长壁综合机械化开采的必不可少的落煤设备。由于采用变频器控制驱动电机的运行状态，使用于急倾斜走向长壁的本实用新型可在工作面的上、下两端分别装备一台电机，不但增大整个工作面驱动力，并能保证电机安全运行。本实用新型在减速箱的每根轴两端都安装有一对圆锥滚子轴承；而锥齿轮轴的轴承由内部的柱塞泵强制润滑，使本实用新型中的减速箱可在急倾斜走向工作面中平行布置。由于机梁长梁之间采用定位块和哑铃销组合连接，保证了机梁整体具有足够的强度，并能产生正负3°的转动，满足了推移要求，并减少了刨运机维护成本。本实用新型同时还提供了与液压支架相连接的机构，可以与液压支架相配合，实现急倾斜薄及中厚煤层综合机械化生产。

Description

刨运机

技术领域

本实用新型涉及一种煤层开采设备，尤其是用于急倾斜薄及中厚煤层开采的刨运机。

背景技术

众所周知，目前，厚及特厚煤层开采已经实现综合机械化开采，使得煤矿生产效率得到巨大的提升，工人劳动强度也得到巨大的减轻，历来为社会诟病的安全性能空前得到保障。而厚及特厚煤层综合机械化开采的实现得益于两大综合开采方法，即综采放顶煤采煤法及大采高综采采煤法的成功应用。而追根到底，这两种采煤方法的成功应用是由于采煤设备、运输设备和支护设备的成功开发。对于薄及中厚煤层而言，要实现综合机械化开采，必须要开发出相应的开采设备，在倾角大于50°的急倾斜煤层中滚筒采煤机下行运行难以控制，易于发生危险；另外，在急倾斜煤层中采煤司机行走困难，使滚筒采煤机无法发挥其作用，所以滚筒采煤机在急倾斜薄及中厚煤层开采中的应用并不成功。上世纪80年代出现的刨运机将刨煤机和运输机合为一体，不仅简化了结构，节省了成本，提高了效率，由于刨运机无需司机跟机作业，使得生产更加安全。虽然一些矿井曾使用刨运机沿煤层倾斜方向开采急倾斜薄及中厚煤层，但存在着工作面推进长度短，小于100m，综采设备难于发挥效率；工作面两巷沿倾斜布置，难以管理，安全性差；支架型式为前、后柱的剁式支架，稳定性差，更无法采用电液控制系统实现工作面生产的自动化控制。因而，这种刨运机生产效率低，工人强度较高，安全性较差。

发明内容

本实用新型是在已有刨运机基础上进一步精简了结构，从而节约成本，并提高了生产效率，同时能够与稳定性强的掩护式液压支架配合使用，并可装备电液控制系统。本实用新型由刨运机驱动链轮、牵引刨链、刨头、电机、变频器、变速箱和机梁组成。

本实用新型的机梁是由若干根长梁连接而成，工作时呈几乎直线状态。因此要求梁间的连接销要有足够的强度，能够吊挂整根梁的重量，承受工作时附加的动载，并有3倍以上的安全系数，另外工况要求梁与梁之间能够上下、左右弯曲正负3°。如果刨运机机梁之间装配一块长方形连接块，两侧用两短销子定位，连接块与梁内槽有间隙以保证梁与梁之间有3°弯曲角度，但因定位销与连接块为动配合，割煤时定位销将承受冲击载荷，易于破坏；再者，水平状态时短销仅起到定位的作用，在倾斜状态下不能承受梁相互连接产生的拉力。因此，这样的连接方式使刨运机无法在急倾斜走向长壁工作面中使用。为解决刨运机梁与梁之间连接问题，可以采用以下四种方案之一：

1)哑铃销结构连接

2)一端十字定位销结构

3)由连接块与两根销轴构成的连接结构

4)哑铃销与定位块构成的连接结构

第一种方案能够解决中间梁强度和活动度的要求，但刨运机梁壁较薄，采用哑铃销结构后，破坏了中间梁外部的完整性，极大的降低了中间梁的强度。

第二种方案同样能够保证中间梁之间的连接强度，同时还不破坏梁体的完整性；但此结构的连接销需从梁另一端放入，穿过此段梁，然后要准确的从梁另一端的孔中伸出，组装上比较困难，不方便。

第三种方案中，两根连接销一横一竖穿过连接块，将两段梁连接在一起，具备上述两种方案的优点，同时在组装上也十分方便，中间梁之间上下、左右弯曲3°时，各零件也不存在干涉情况，但由于定位销与连接块是动配合，销轴会受到冲击载荷的作用，在倾斜状态下该结构不能保证连接的强度。

第四种方案是在前面三种方案基础上提出的，在一段长梁一头焊接有中心定位块，在连接时，中心定位块插入另一段长梁内；在两段长梁中部两侧焊接哑铃销槽，梁与梁之间通过哑铃销和中心定位块作用连接成一体，哑铃销承受纵向拉力，中心定位块承受横向剪切力。

本实用新型可以用于的倾斜角度超过50°的煤层开采，工作面沿倾斜方向布置，因此变速箱工作时倾斜角度也在50°以上，为此，变速箱每根轴两端都安装有一对圆锥滚子轴承，可以同时承受径向和轴向作用力。

在工作面下端头变速箱内润滑油占变速箱容积的2/3，因为煤层倾角较大，小锥齿轮轴上的轴承得不到润滑，因此在变速箱内安装了一个柱塞泵，通过对小锥齿轮轴上的轴承强制润滑，柱塞泵由锥齿轮轴上的凸轮带动工作。

变速箱中安装温控传感器以便对油温进行监控。当温度超过设定值时，电机停电，变速箱停转，设备因此可以得到保护。

本实用新型的电机和变速箱通过销轴直接固定在端头梁上。

本实用新型的机梁每段均留有与液压支架相配合的槽。

本实用新型的刨头装在牵引刨链上，在电机驱动下，牵引刨链带动刨头环绕机梁运行，刨头端部的导向轮沿长梁上、下端的槽内循环运转，控制刨头的运行状态。

本实用新型的每个刨头上装有4个截齿，4个截齿装在同一个垂直截面上。

本实用新型采用了变频技术控制刨运机的驱动电机。本实用新型采用双电机驱动同一负载，使用变频器能够控制两台电机同步运转，使电机的功率平衡，从而防止因电机的不同步或输出转矩不同，导致刨链断裂。同步控制利用通信方式在两台变频器之间实现，将本实用新型上端一台变频器设为主站，下端一台设为从站。为了保证通信速度，主站负责通信和控制信号的发出，从站接收主站发送的数据；主站和从站之间的数据，随着时钟信号发送和接收，因此提高了通信质量，达到了最佳的同步控制效果。

两台变频器都装有提供实时通信的通信接口板，板上存储有该变频器的各种参数设置，而每块通信接口板通过不同的电气连接和标识码设置自动识别主/从关系，在对通信协议进行合理设置后，主站的相关电气参数一旦设置完成，从站即可获得，使主/从站变频器按相同的参数运行，实现负载的合理分配。

使用变频器将产生以下六个方面的技术效果：

1)由于本实用新型沿急倾斜工作面倾斜布置，上、下端各装备一台电机，带动同一根刨链转动。因此，本实用新型上驱动链轮承受的载荷大于下驱动链轮。但驱动电机的功率，即输出转矩，必须一致；否则，刨链会因受力不均而断裂。变频器能够主动调节两台电机的输出功率，使其输出相同的转矩，可以保护刨链，减少断链事故，确保安全与高产。

2)本实用新型起动形式属于负载起动，采用矢量变频器可保障本实用新型能够平稳启动。

3)能够连续调节启动时间，免除供电系统遭受大起动电流的冲击，避免刨运机承受一般启动过程中过大的加速转矩作用，从而减少甚至消除断链现象，降低维护人员的检修维护工作量，提高工作面生产效率。

4)可以根据煤层硬度，调节本实用新型切割速度，提高生产效率。

5)可以根据工序流程要求，由操作人员直接控制本实用新型的启动、停止、正转、反转等运转方式，提高了工作面生产的自动化程度。

6)由于变频器内部预留有无源接点，便于和电液控制系统实现互控，既可由电液控制系统对变频器实现启动、反转及停机等控制，也可在变频器运行期间对外输出控制接点，与电液控制系统共同实现对刨运机的自动化控制。

本实用新型也可以应用于缓倾斜或近水平煤层开采。

附图说明

图1是本实用新型主视图；

图2是本实用新型俯视图；

图3是中间梁的主视图；

图4是中间梁的俯视图；

图5是中间梁的侧视图；

图6是梁之间连接部位的主视图；

图7是图6A-A向的剖视图；

图8是本实用新型端头的主视图；

图9是图8A-A向的剖视图；

图10是刨头的主视图；

图11是刨头的侧视图；

图12是图10B-B向的剖视图；

图13是减速器的剖视图。

图中，1链轮，2刨头，3端头梁，4中间梁，5刨链，6电机，7变速箱，8哑铃销，9中间梁十字头组装结构，10端头梁十字头组装结构，11主轴，12短销，13外壳，14导向板，15刨头底座，16刨头机头车轮半轮，17刨刀，18小锥齿轮，19大锥齿轮，20润滑油管，21柱塞泵，22偏心套，23圆锥滚子轴承，24大齿轮，25圆锥滚子轴承，26小齿轮，27滚子轴承，28圆锥滚子轴承

具体实施方式

本实用新型由中间梁4、端头梁3、电机6、变速箱7、驱动链轮1、驱动刨链5和刨头2组成。端头梁3和中间梁4组成机梁，端头梁3连接在机梁两端，各一根。中间梁4之间连接时，由一根中间梁焊接定位块的一端与另一根中间梁留有空洞的一端插入配合，形成一体，然后在连接处两侧用哑铃销8固定，在本实用新型运行时不会脱离，中间梁和端头梁之间的连接也是如此。中间梁4的根数根据采煤工作面的长度来确定。在连接好机梁后，再在机梁两端分别通过同一根主轴11将链轮1、变速箱7连接在一起，变速箱7、电机6、外壳13和导向板14整体制造，与端头梁3使用短销12连接。驱动刨链5环绕在驱动链轮1上，驱动刨链上通过销轴固定若干个刨头2，刨头个数由采煤工作面长度确定，刨头由刨头底座15、刨头机头车轮半轮16和刨刀17组成。

本实用新型的中间梁4和端头梁3中部设计出中间梁十字头组装结构9和端头梁十字头组装结构10，以用于与液压支架组装。

本实用新型的变速箱7内部结构由小锥齿轮18、大锥齿轮19、润滑油管20、柱塞泵21、偏心套22、圆锥滚子轴承23、大齿轮24、圆锥滚子轴承25、小齿轮26、滚子轴承27和圆锥滚子轴承28构成。

Claims (12)

1.一种用于急倾斜薄及中厚煤层开采的刨运机，由驱动链轮、牵引刨链、刨头、电机、变频器、变速箱和机梁组成，其特征在于：机梁由若干根长梁连接而成，长梁之间由定位块和哑铃销组合连接。

2.根据权利要求1所述的刨运机，其特征在于：机梁包括中间部分的中间梁和两端各一段的端头梁。

3.根据权利要求1所述的刨运机，其特征在于：刨运机由双电机驱动，并各配有一个变速箱。

4.根据权利要求1所述的刨运机，其特征在于：变速箱每根轴两端都安装有一对圆锥滚子轴承。

5.根据权利要求1所述的刨运机，其特征在于：变速箱内锥齿轮轴上的轴承通过变速箱内部的柱塞泵强制润滑，柱塞泵由锥齿轮轴上的凸轮带动工作。

6.根据权利要求1所述的刨运机，其特征在于：变速箱内安装有温控传感器。

7.根据权利要求1所述的刨运机，其特征在于：电机及变速箱通过销轴直接固定在端头梁上。

8.根据权利要求1所述的刨运机，其特征在于：刨运机上下两端电机均由变频器控制其运转。

9.根据权利要求1所述的刨运机，其特征在于：机梁每段长梁均留有与液压支架相配合的槽。

10.根据权利要求1所述的刨运机，其特征在于：刨头装在牵引刨链上，在电机驱动下，牵引刨链带动刨头环绕机梁运行，刨头端部的导向轮沿长梁上、下端的槽内循环运转，控制刨头运行状态。

11.根据权利要求1所述的刨运机，其特征在于：每个刨头上装有四个截齿，四个截齿装在同一垂直截面上。

12.根据权利要求1所述的刨运机，其特征在于：刨运机梁与梁之间采用哑铃销和中心定位块相结合的连接结构。

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