專利名稱：搖臂式橫向滾筒采煤機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種搖臂式橫向滾筒采煤機。
背景技術：
現(xiàn)有中小型煤礦數(shù)量約占全國煤礦總數(shù)的90%以上，但都開采規(guī)模較小，開采巷道狹窄，技術裝備落后，有的煤礦甚至還依然采用風鎬進行人工開采，其采煤效率較低，工作環(huán)境較惡劣，人員安全更難以保證；而對于開采大傾角巷道結構的底面煤層則更是束手無策，造成了大量煤炭資源的嚴重浪費，成了實施資源節(jié)約型與煤炭資源開發(fā)保護戰(zhàn)略中的一大難題；而中小型煤礦中已完全使用機械化采煤的，其采煤設備只適合開采小傾角巷道結構底面煤層，巷道傾角一般在18-25°范圍；而且采煤設備的兩滾筒之間會留下無法開采的死角；而對于巷道傾角較大的底面煤層結構，該煤層結構在南方中小型煤礦中所占比例較大，開采的巷道傾角一般在25°以上,傾角最大的甚至達30° ;對于傾角在25°以上的巷道煤層結構，目前尚無有效采煤機械設備可以推廣使用；此外，小型割煤機雖能適應傾角為25°以上的煤層結構，但它僅能開采巷道側面的煤層；對于巷道傾角較大的底面煤層的開發(fā)尚無有效的實施措施，故只能采用人工開采，嚴重影響開采效率，具有嚴重的安全隱患，嚴重阻礙了資源節(jié)約型與煤炭資源開發(fā)保護戰(zhàn)略的貫徹、落實。綜上，研究人員正是基于資源節(jié)約型戰(zhàn)略的具體實施，對大傾角巷道結構底面煤層的開發(fā)投入了一定的財力和物力。根據(jù)不同的地質條件，提出了大傾角立式滾筒采煤機和搖臂式橫向滾筒采煤機同時研發(fā)的目標，其中，搖臂式橫向滾筒采煤機適合于薄煤層無死角的高效開采，但是，實現(xiàn)搖臂下煤層的開采將是搖臂式橫向滾筒采煤機設計的難點和關鍵。

發(fā)明內容
針對上述情況，本發(fā)明的目的在于提供一種搖臂式橫向滾筒采煤機，它既可實現(xiàn)薄煤層全斷面開采，又適合巷道傾角大于25。結構的大傾角底面和無死角煤層的開采，而且煤層的開采資本投入少，開采裝置結構緊湊，制作容易，操作控制安全可靠，工作效率高，煤炭資源開采無浪費，無環(huán)境污染，經(jīng)濟實惠，便于在中小型煤礦中普及推廣。為了實現(xiàn)上述目的，搖臂式橫向滾筒采煤機，它包括由數(shù)個機箱隔腔組成機體和設置于機箱隔腔內的動力傳動鏈，以及搖臂、滾筒和卷筒，機體下部設置滑板，所述動力傳動鏈包括一電機主軸，該電機主軸上的主傳動輪與一對副傳動輪哨合帶動縱向前、后傳動軸輸出動力，所述前傳動軸末端設置一錐齒輪，該錐齒輪帶動一錐齒輪軸及其軸上的直齒輪轉動，該直齒輪帶動三級傳動齒輪及各級傳動齒輪軸轉動，從而帶動末級傳動齒輪軸及其減速傳動箱內的齒輪軸旋轉，齒輪軸的旋轉使得該軸上的滾筒和鏈輪傳動裝置轉動，所述后傳動軸的末端設置一蝸桿，該蝸桿帶動蝸輪軸及其軸上的卷筒轉動。為了實現(xiàn)結構、效果優(yōu)化，其進一步的措施是所述鏈輪傳動裝置包括設置于減速傳動箱兩側的主、副鏈輪，繞主、副鏈輪傳動的鏈條和固聯(lián)于鏈條之間的傳動鏈板以及布設在傳動鏈板上的截齒。所述滾筒為橫向臥式滾筒，它布設于減速傳動箱的兩外側齒輪軸上。所述滾筒的外圓面上布設截齒并按軸向交叉分布。所述搖臂中部兩側設有調節(jié)式支承連桿且與機體上的滑套連接并調節(jié)固定。所述搖臂與機體的連接是將連接軸從減速傳動箱的空套軸中穿過后固定于機體。所述減速傳動箱為四軸三級減速傳動箱。所述機體的四角設置防磨擦安全輪。所述機體后部設有牽弓I鉤。所述機體頂部設有維修檢視窗口。本發(fā)明一種搖臂式橫向滾筒采煤機，采用包括由數(shù)個機箱隔腔組成機體和機箱隔腔內的動力傳動鏈、搖臂、滾筒及卷筒，機體下部設滑板，動力傳動鏈包括連接于電機主軸上的主傳動輪與一對副傳動輪嚙合帶動縱向前、后傳動軸輸出動力，從而帶動末級傳動齒輪軸及減速傳動箱齒輪軸上的滾筒和鏈輪傳動裝置及截齒同步運行，后傳動軸則帶動蝸輪軸及其軸上的卷筒配合運行，實現(xiàn)橫向全斷面無死角全方位采煤的技術方案；它克服了現(xiàn)有采煤裝置只能開采小傾角巷道結構頂面和側面煤層，而且兩滾筒之間的煤層無法同步采掘的缺陷，解決了巷道傾角在25。以上結構底面煤層和滾筒之間的煤層棄之不采的難題；實現(xiàn)巷道結構底面薄煤層全斷面無死角煤層采掘。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術所產生的有益效果(I)本發(fā)明采用減速傳動箱和橫向滾筒的技術方案，較好地解決了大傾角巷道底面煤層棄之不采的難題，開啟了中小型煤礦巷道傾角在25。以上結構底面煤層無開采的先河，避免了大量底面煤層資源因棄置開采造成煤炭資源的直接經(jīng)濟損失和資源浪費，用最小的投入獲得了最大的收益，為實現(xiàn)煤炭資源開采保護戰(zhàn)略做出了開拓性貢獻，其實施成果可獲得全面推廣；(II)本發(fā)明于搖臂處采用鏈輪傳動裝置，并于傳動鏈板上設置截齒相結合的鏈傳動與橫向臥式滾筒組合安裝，能保證傳動部分也可以采煤，保證橫向全斷面無死角煤層采掘；(III)本發(fā)明采用減速傳動箱，能夠調整滾筒的高度，可實現(xiàn)不同厚度煤層的開米，同時也便于米煤機的運輸；(IV)本發(fā)明于搖臂兩側鏈條采用傳動鏈板連接，傳動鏈板上安裝截齒，更換方便；(V)本發(fā)明采滾筒橫向安裝，且兩邊滾筒上截齒采用軸向交叉分布，便于采煤和出煤；(VI)本發(fā)明采用輪轂式滾筒，便于安裝和拆卸；(VII)本發(fā)明采用于機體的四角兩側設置前后防磨擦安全輪，有效防護了機體、滾筒等主要部件免受碰撞，并可自動調節(jié)彎道處的順暢移動，從而提高了減速傳動箱與橫向滾筒采煤機的使用壽命、工作效率和采掘安全性能；(VIII)本發(fā)明采用分體式結構，機體為箱式隔腔型，便于傳動鏈的布設安裝、機件潤滑和密封防塵；(IX)本發(fā)明結構簡化、緊湊、體積小，操作控制靈活輕快，工作效率高，煤層產煤率高，無資源浪費，無環(huán)境污染，適合中小型煤礦巷道傾角在25°以上結構底面煤層的采掘；(X)本發(fā)明采用鉸接式可調搖臂結構，縮小了機體總長，結構更加緊湊、簡易、輕巧，能實現(xiàn)巷道結構底面薄煤層全斷面、全方位開采，代替人工風鎬作業(yè)，大大提高了生產效率，降低了生產安全隱患，節(jié)約了資源，極易普及推廣，市場潛力巨大。本發(fā)明適合中小型煤礦巷道傾角結構底面煤層的采掘；特別適合中小型煤礦巷道傾角在25。以上結構底面煤層、薄煤層全斷面無死角煤層的采掘。下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。


圖I為本發(fā)明搖臂式橫向滾筒采煤機主剖視圖。圖2為本發(fā)明搖臂式橫向滾筒采煤機俯視圖。圖3為圖2中減速傳動箱與滾筒采用軸式連接(沿F-F剖切)的剖視圖。圖4為圖2中減速傳動箱與滾筒采用法蘭連接(沿F-F剖切)的剖視圖。圖5為圖I中沿B-B剖切的示意圖。圖6為本發(fā)明搖臂式橫向滾筒采煤機的主視圖。圖7為圖6的俯視圖。圖8為本發(fā)明用于作業(yè)現(xiàn)埸的工況示意圖。圖中1、機箱隔腔，2、機體，3、動力傳動鏈，4、搖臂，5、滾筒，6、卷筒，7、滑板，8、電機主軸，9、主傳動輪，10、副傳動輪，11、前傳動軸，12、后傳動軸，13、錐齒輪，14、錐齒輪軸，15、直齒輪，16、三級傳動齒輪，17、傳動齒輪軸，18、末級傳動齒輪軸，19、減速傳動箱，20、蝸桿，21、蝸輪軸，22、齒輪軸，23、鏈輪傳動裝置，24、主鏈輪，25、副鏈輪，26、鏈條，27、傳動鏈板，28、截齒，29、調節(jié)式支承連桿，30、滑套，31、連接軸，32、空套軸，33、防磨擦安全輪，34、牽引鉤，35、維修檢視窗口，36、鋼繩。
具體實施例方式由附圖所示，搖臂式橫向滾筒采煤機，它包括由至少三個機箱隔腔I組成機體2和設置于機箱隔腔I內的動力傳動鏈3，以及搖臂4、滾筒5和卷筒6，為了提高工作效率和適合巷道結構底面薄煤層全斷面開采，機體2下部設置滑板7，動力傳動鏈3包括一電機主軸8，該電機主軸8上的主傳動輪9與一對副傳動輪10嚙合帶動縱向前、后傳動軸11、12輸出動力，前傳動軸11末端設置一錐齒輪13，該錐齒輪13帶動一錐齒輪軸14及其軸上的直齒輪15轉動，該直齒輪15帶動三級傳動齒輪16及各級傳動齒輪軸17轉動，從而帶動末級傳動齒輪軸18及其減速傳動箱19內的齒輪軸22旋轉，齒輪軸22的旋轉使得該軸上的滾筒5和鏈輪傳動裝置23轉動，所述后傳動軸12的末端設置一蝸桿20，該蝸桿20帶動蝸輪軸21及其軸上的卷筒6轉動。參照附圖，為了能實現(xiàn)橫向全斷面采煤，防止出現(xiàn)開采死角，減速傳動箱兩側齒輪軸22上各安裝一套鏈輪傳動裝置23，兩鏈條26間采用鏈板連接，鏈板上安裝有截齒，鏈板的線速度與滾筒的線速度相近；鏈輪傳動裝置23包括設置于減速傳動箱19兩側的主鏈輪24、副鏈輪25，每側繞主、副鏈輪24、25傳動的鏈條26和固聯(lián)于兩鏈條26之間的傳動鏈板27以及布設在傳動鏈板27上的截齒28。
結合附圖，為了能實現(xiàn)橫向全斷面采煤，提高生產效率，降低生產成本，克服滾筒5維護、更換困難的難題，滾筒5采用橫向臥式連接，滾筒5安裝在減速傳動箱19的兩外側齒輪軸22上，采用輪轂式法蘭連接，實現(xiàn)了滾筒5快速、簡易安裝，維護、更換更方便，取得了預想不到的技術效果。參照附圖，為了能實現(xiàn)橫向全斷面采煤，滾筒5為橫向臥式滾筒，安裝在減速傳動箱19的兩外側齒輪軸22上；滾筒5的外圓面上布設截齒28，為了提高采煤效率，截齒28按軸向交叉分布。結合附圖，為了能開采不同厚度的煤層，適時調節(jié)滾筒5與煤層的配合高度，搖臂
4中部兩側設有調節(jié)式支承連桿29，調節(jié)式支承連桿29與機體2上的滑套30活動連接，調節(jié)式支承連桿29于滑套30內上下活動調節(jié)并固定，從而適時調節(jié)滾筒5的上下高度以適應不同厚度的煤層。參照附圖，為了實現(xiàn)巷道結構底面薄煤層全斷面、全方位開采，搖臂4與機體2采用鉸接式連接，實現(xiàn)搖臂4大傾角可調和適時調節(jié)滾筒5與煤層的配合高度和角度，進一步采用連接軸31從減速傳動箱19的空套軸32中穿過后固定于機體2上，縮小了機體2總長度，結構更加緊湊、簡易、輕巧。結合附圖，為了能開采不同厚度、質地的煤層，減速傳動箱19采用四軸三級減速傳動比，結構緊湊，傳輸功率大。參照附圖，為防止采煤機在作業(yè)時與開采巷道發(fā)生碰撞而損壞機體2和零部件，在機體2的四角設置選用橡膠輪材質的防磨擦安全輪33，防磨擦安全輪33可自由轉動或滾動；防磨擦安全輪33還可起到機體2移動時的導向調節(jié)作用，用以引導采煤機自動調節(jié)行進方向和保護機體2及滾筒5不至因與巷道壁的碰撞而損壞機件。結合附圖，機體2后部設置牽引鉤34，方便牽引提升機牽引鋼繩的固定。參照附圖，為了減輕采煤機在移動過程中的摩擦阻力，提高運行速度，延長機體2使用壽命，滑板7經(jīng)支耳與機體2底部活動連接；為了防塵和潤滑需要，機體2設置為隔腔箱式，3個機箱隔腔I分別是前隔腔、中隔腔、后隔腔；卷筒6設置在后隔腔內，為便于系統(tǒng)拖卸與安裝和方便修檢與維護，隔腔根據(jù)不同功能并結合動力傳動鏈3的要求，隔腔內或裝有潤滑油或開有系統(tǒng)維修檢視窗口 35或安裝法蘭聯(lián)接軸和軸承座。由附圖所示，本發(fā)明搖臂式橫向滾筒采煤機的工作原理與工況操作一、本發(fā)明搖臂式橫向滾筒采煤機的機位安置與調整首先在煤層采掘工作面的頂部，即輔助巷道處人工打一定樁，在煤層采掘工作面的主巷道處挖出一缺口作機位，將位于缺口處的采煤機卷筒6上的鋼繩36拉出固定在定樁上，同時將輔助牽引提升機的牽引鋼繩固定在機體2后部的牽引鉤34上，使采煤機整體傾斜，讓機體2及搖臂4的尾部朝上、前部朝下，沿著煤層采掘工作面擺正，此時，采煤機連同滑板7正好滑移上述已挖好的缺口內，接通電源，由輔助牽引提升機牽引采煤機緩緩向上移動，直至機體2全部移動至煤層采掘工作面上，則滾筒5剛好與煤層采掘工作面的垂直面接觸。二、本發(fā)明搖臂式橫向滾筒采煤機的采掘過程(I)、移走輔助支架座及滑撬后，再鋪設、安裝其他輔助設施，即可進行采煤；(2)、由防爆電機直接驅動電機主軸8上的主傳動輪9與一對副傳動輪10嚙合使動力傳動鏈3運行，帶動縱向前、后傳動軸11、12同步輸出動力；(3)、前傳動軸11末端錐齒輪13帶動一錐齒輪軸14及其軸上的直齒輪15轉動，直齒輪15再帶動三級傳動齒輪16及各級傳動齒輪軸17轉動，從而帶動末級傳動齒輪軸18及其減速傳動箱19內的齒輪軸22旋轉，齒輪軸22的旋轉使得該軸上的滾筒5和鏈輪傳動裝置23轉動，滾筒5和傳動鏈板27上的截齒28隨之一起作同步環(huán)繞運動，完成煤的采掘和煤的輸出，采掘后的煤即沿滾筒5上的螺旋溜槽落入已經(jīng)鋪設在采掘巷道的搪瓷溜槽內，由于采掘巷道傾斜角度較大，煤經(jīng)過搪瓷溜槽會加快溜的速度，直接溜到采掘巷道下方的主巷道中，再經(jīng)運輸設備輸送到地面；(4)、后傳動軸12的末端蝸桿20帶動蝸輪軸21及其軸上的卷筒6旋轉，卷筒6上的鋼繩36在煤層采掘工作面上方固定支點的作用下構成鋼繩牽引動力傳動鏈，實現(xiàn)與滾筒5旋轉同步，從而收緊鋼繩36，使采煤機沿煤層采掘工作面緩緩向上移動、爬升；(5)、采煤機在采掘移動中的方向和機體2防護，由設置在機體2四角的四個防磨擦安全輪33控制，當移動過程中機體2遇到煤層采掘工作面彎曲時，因為機體2上四個防磨擦安全輪33的兩輪外側軸距大于機體2和滾筒5的外部輪廓尺寸，所以四個防磨擦安全輪33均先與煤層采掘工作面的巷道壁接觸，并隨著采煤機的移動使防磨擦安全輪33發(fā)生純滾動，引導采煤機緊貼巷道壁移動，自動控制前移向位，同時也保護了機體2和滾筒5不受碰撞，直至此處煤層全部采掘完畢。三、本發(fā)明搖臂式橫向滾筒采煤機的轉場(I)、煤層采掘完成后，需要轉場時，將輔助支架座及滑撬置放在機體2下方，開啟采掘巷道上方的輔助牽引提升機，使采煤機緩緩向下移動，直至采煤機全部移動到輔助支架座及滑撬上，并用螺栓插入支架連接孔予以固定；(2)、利用輔助滑撬的滑行功能，使輔助滑撬上的采煤機緩緩下滑到主巷道，至此巷道傾角在25。以上結構底面煤層、薄煤層全斷面的采掘過程結束。
權利要求
1.搖臂式橫向滾筒采煤機，其特征在于它包括由數(shù)個機箱隔腔(I)組成機體(2)和設置于機箱隔腔⑴內的動力傳動鏈(3)，以及搖臂(4)、滾筒(5)和卷筒(6)，機體⑵下部設置滑板(7)，所述動力傳動鏈(3)包括一電機主軸(8)，該電機主軸(8)上的主傳動輪(9)與一對副傳動輪(10)嚙合帶動縱向前、后傳動軸(11、12)輸出動力，所述前傳動軸(11)末端設置一錐齒輪(13)，該錐齒輪(13)帶動一錐齒輪軸(14)及其軸上的直齒輪(15)轉動，該直齒輪(15)帶動三級傳動齒輪(16)及各級傳動齒輪軸(17)轉動，從而帶動末級傳動齒輪軸(18)及其減速傳動箱(19)內的齒輪軸(22)旋轉，齒輪軸(22)的旋轉使得該軸上的滾筒(5)和鏈輪傳動裝置(23)轉動，所述后傳動軸(12)的末端設置一蝸桿(20)，該蝸桿(20)帶動蝸輪軸(21)及其軸上的卷筒(6)轉動。
2.根據(jù)權利要求I所述的搖臂式橫向滾筒采煤機，其特征在于所述鏈輪傳動裝置(23)包括設置于減速傳動箱(19)兩側的主、副鏈輪(24、25)，繞主、副鏈輪(24、25)傳動的鏈條(26)和固聯(lián)于鏈條(26)之間的傳動鏈板(27)以及布設在傳動鏈板(27)上的截齒(28)。
3.根據(jù)權利要求I所述的搖臂式橫向滾筒采煤機，其特征在于所述滾筒(5)為橫向臥式滾筒，它布設于減速傳動箱(19)的兩外側。
4.根據(jù)權利要求I所述的搖臂式橫向滾筒采煤機，其特征在于所述滾筒(5)的外圓面上布設截齒(28)并按軸向交叉分布。
5.根據(jù)權利要求I所述的搖臂式橫向滾筒采煤機，其特征在于所述搖臂(4)中部兩側 設有調節(jié)式支承連桿(29)且與機體(2)上的滑套(30)連接并調節(jié)固定。
6.根據(jù)權利要求I所述的搖臂式橫向滾筒采煤機，其特征在于所述搖臂(4)與機體(2)的連接是將連接軸(31)從減速傳動箱(19)的空套軸(32)中穿過后固定于機體(2)。
7.根據(jù)權利要求6所述的搖臂式橫向滾筒采煤機，其特征在于所述減速傳動箱(19)為四軸三級減速傳動箱。
8.根據(jù)權利要求I所述的搖臂式橫向滾筒采煤機，其特征在于所述機體(2)的四角設置防磨擦安全輪(33)。
9.根據(jù)權利要求I所述的搖臂式橫向滾筒采煤機，其特征在于所述機體(2)后部設有牽引鉤(34) ο
10.根據(jù)權利要求I所述的搖臂式橫向滾筒采煤機，其特征在于所述機體(2)頂部設有維修檢視窗口(35)。
全文摘要
一種搖臂式橫向滾筒采煤機，包括由數(shù)個機箱隔腔組成機體和機箱隔腔內的動力傳動鏈、搖臂、滾筒及卷筒，機體下部設滑板，動力傳動鏈包括連接于電機主軸上的主傳動輪與一對副傳動輪嚙合帶動縱向前、后傳動軸輸出動力，從而帶動末級傳動齒輪軸及減速傳動箱齒輪軸上的滾筒和鏈輪傳動裝置及截齒同步運行，實現(xiàn)橫向全斷面無死角全方位采煤的技術方案；它克服了現(xiàn)有采煤裝置只能開采小傾角巷道結構頂面和側面煤層，而且兩滾筒之間的煤層無法同步采掘的缺陷，解決了巷道傾角在25°以上結構底面煤層和滾筒之間的煤層棄之不采的難題；適合煤礦巷道傾角結構底面煤層的采掘；特別適合中小型煤礦巷道傾角在25°以上結構底面煤層、薄煤層全斷面無死角煤層采掘。
文檔編號E21C25/06GK102979521SQ20121055232
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月19日 優(yōu)先權日2012年12月19日
發(fā)明者余以道, 唐宇龍, 曾大為, 姜良亮, 黃靖龍, 陳立鋒, 唐海, 龍亞彬 申請人:湖南科技大學