专利名称：一种切割头式短壁采煤机的制作方法
技术领域：
本发明属于煤矿井下开采设备，是一种特别适用于中、小型煤矿切割头式短壁采煤机。
背景技术：
目前，现有煤矿井下开采设备与开采技术，对于大、中型煤矿煤矿井下开采设备， 主要有大型电力或液压牵引综合采煤机、运输、液压支架、辅助运送设备等，大型电力或液压牵引综合采煤机，综合采煤机集截割、装运、行走、操作等功能于一体，主要用于截割任意形状断面的井下煤或半煤岩巷道的综合掘进设备。大中型煤矿主要以长壁开采工艺为主进行煤炭开采。这种大型设备对于中、小型煤矿设备投资很大，该大型设备对于中、小型煤矿煤炭开采工艺也不适合推广使用。以上所述现有的大型开采设备存在以下问题1、投入高，产出比低采用现有的大型综合机械化采煤方法，设备重、功率大、投入高、产出比低；2、能耗高采用目前的综合机械化采煤方法，由于采、装、运煤工艺全部为大功率设备，所以单位采煤能耗高；3、适应性差综合机械化采煤对煤层地质条件适应性差，现有综合机械化采煤要求煤层赋存稳定，工作面倾斜长度在80米以上，走向长度一般在500米以上；仓房采煤只适用于小型煤矿和大、中型煤矿的残采；4、停产搬家时间长和准备工期长由于普通综合机械化采煤设备多，体积和重量大，搬家时间长，构建一个工作面所需的辅助工程多，所用工期长。
发明内容
本发明的目的针对中、小型煤矿现有开采设备所存在的问题，提供一种适合于中、 小型煤矿，设备结构紧凑，体积和重量小，适应性强，便于安装与运输，可解决现有中、小型煤矿采煤技术存在的四低(资源回收率低、产出比低、块率低、工效低)、三高(高投入、高能耗、高风险)、两长(准备工期长、搬家时间长)、一差(适应性差)等突出问题的切割头式短壁采煤机。为了实现上述目的本发明的技术方案是一种切割头式短壁采煤机，包括机身1、切割头式切割装置2、行走机构3、装煤装置4、辅助装置5、辅助液压系统6和电气控制系统7 ；所述的机身为长方形箱体结构，切割装置装于机身的采煤工作面一侧，行走机构设置在机身的体内和下面，装煤装置安装于切割头式短壁采煤机的机身工作面侧右下角位置，既采煤工作面一侧机身右下部，与机身呈垂直方向布置；所述的辅助装置、辅助液压系统和电气控制系统都设置在机身的体内；切割头式短壁采煤机的行走机构在工作面刮板输送机8上移动行走；其特征是所述的切割臂旋转传动机构由推拉油缸与齿轮轴组成，推拉油缸与齿轮轴装在滑动装置中；所述的滑动装置装在采煤机的机身靠近煤壁一侧的滑道上，滑动装置与采煤机之间安装有推移油缸，油缸一端安装在采煤机靠近煤壁一侧机身的前上角，另一端安装在滑动装置靠机头的一侧；所述的装煤装置包括后支腿401、马达402、罩筒403、左密封座404、浮动密封405、 右密封座406、滚筒盖407、马达套筒408、马达套筒盖409、隔离套410、花键轴411、轴承 412、罩筒盖413、滚筒414、花键盖415、轴端盖416及螺栓等。所述的罩筒通过螺栓与后支腿连接，罩筒内用螺栓和螺母固定安装马达，通过螺栓和螺母将马达套筒、马达套筒盖与马达连接，马达套筒盖通过键与花键轴的一端连接，花键轴的一端通过花键与花键盖连接；通过螺栓将滚筒盖装于滚筒上，在罩筒与滚筒之间安装两盘轴承，两盘轴承之间装着隔离套， 通过螺栓将花键盖与滚筒中的内法兰连接；这样就将滚筒装在罩筒外；所述的左密封座通过螺栓固定装于在罩筒上，右密封座通过螺栓固定装于在滚筒盖上，浮动密封装于左、右密封座中；所述的花键盖螺栓装在滚筒盖之上。所述的切割头21的割刀呈螺旋布置并装在割头体212上，在割头体内装有喷水管组213，并在割头体设有喷水口，喷水口与喷水管组连接。所述的滚筒是带三个螺旋叶片的滚筒，滚筒直径为^Omm。本发明提供的切割头式短壁采煤机与现有的采煤机相比较，具有突出的实质性特点和技术进步是1、采用掘进机截割装置进行割煤装煤，采用采煤机牵引装置进行行走。它集和掘进机与采煤机的优点，外形体积和重量小，增强了采煤机的适应性，给采煤机的安装与运输创造了便利。2、采用螺旋叶片滚筒装煤装置，利用采煤机前后行走的动力和螺旋叶片旋转产生向后的推力，对工作面落煤进行装运，既节能又高效。3、采用掘进机截割装置进行割煤装煤，螺旋切割头可实现上下左右摆动，使采煤机的循环步距由0. 6米增加至1. 5米，大大提高了出煤量。4、设备能耗低，配备一套综采工作面设备装机总功率仅为400kw左右。5、适应性强适用多种倾斜长度的工作面，适用长度为10-200米。现有大部分煤田的大、中、小型煤矿皆可采用该技术。本发明为煤矿井下开采，尤其为中小型煤矿实现综合机械化采煤提供了成套采煤装备。
图1是切割头式短昼差采煤机的结构示意图2是切割头式短昼差采煤机机身的主视图3是切割头式短昼差采煤机左视图4是切割头式短昼差采煤机右视图5是切割头式短昼差采煤机俯视图6是切割头式短昼差采煤机切割装置主视图
图7是螺旋切割头的主视图8是螺旋切割头的剖视图9是螺旋切割头的俯视图；图10是装煤装置的主视图；图11是带螺旋叶片的滚筒主视图；图12是带螺旋叶片的滚筒侧视图。
具体实施例方式以下结合附图进行本发明的具体实施方式
详细说明(一 )、本发明的切割头式短壁采煤机结构如图1至图5所示，切割头式短壁采煤机的结构示意图。本发明的切割头式短壁采煤机的切割装置采用的是掘进机式的切割装置，为电牵引、电拖动切割头、液压传动改变切割臂俯仰角和向工作面内外摆动角的机电液一体化采煤机。该机具体实施例外形尺寸为 5000X2133XM31mm，功率为 190kw。切割头式短壁采煤机，包括机身1、切割头式切割装置2、行走机构3、装煤装置4、 辅助装置5、辅助液压系统6和电气控制系统7 ；所述的机身为长方形箱体结构，切割装置装于机身的采煤工作面一侧，行走机构设置在机身的体内和下面，装煤装置安装于切割头式短壁采煤机的机身工作面侧右下角位置，既采煤工作面一侧机身右下部，与机身呈垂直方向布置。所述的辅助装置、辅助液压系统和电气控制系统都设置在机身的体内。切割头式短壁采煤机的行走机构在工作面刮板输送机8上移动行走。其中1、切割装置如图5和图6所示，切割装置2包括螺旋切割头21、切割臂22、旋转传动机构23、 滑动机构M ；所述的切割臂如同掘进机的切割装置，切割头装于切割臂顶端，旋转传动机构位于滑动装置中部，与切割臂尾部相连，并使切割臂与滑动装置相对转动；所述的滑动装置位于机身前部滑道25上，与机身可相对平行滑动。切割臂22包括前切割臂体221、切割头旋转的传动部分222、齿轮减速箱223、截割电动机224、切割臂体尾部225和摆动油缸226;所述的切割头、前切割臂体、齿轮减速箱、截割电动机与切割臂体尾部呈一条直线纵向布置；所述的前切割臂体与齿轮减速箱体、截割电动机和切割臂体尾座连接成为一体构成整个切割臂体；所述的切割臂体尾部铰接在旋转传动机构的回转座上；切割头装于切割臂体顶端，并由装在前切割臂体内的传动部分连接齿轮减速箱的动力输出轴。如图7、图8和图9中所示，切割头21的割刀呈三头螺旋布置，割刀211装在割头体212上，在割头体内装有喷水管组213，并在割头体设有喷水口，其喷水口连接喷水管组。切割头直径为810mm，切割深度可达1500mm ；切割高度可达5800mm。摆动油缸铰接在由齿轮减速箱体、截割电动机和切割臂体尾部连接成为一体的臂体部分与旋转传动机构的回转座上。如图5所示，所述的旋转传动机构23由推拉油缸与齿轮轴组成，推拉油缸，与齿轮轴装在采煤机的滑动装置内。滑动装置装在采煤机的机身靠近煤壁一侧的滑道上，滑动装置与采煤机之间安装有推移油缸，油缸一端安装在采煤机靠近煤壁一侧机身的前上角，另一端安装在滑动装置靠机头的一侧。滑动装置在推移油缸的作用下，可带动整个切割装置沿滑道向后滑动620mmo2、行走机构又如图1到图4所示，行走机构3包括牵引电动机、齿轮传动装置、行走箱和行走齿轮；牵引电动机连接齿轮传动轴组并装于机身内，行走箱和行走齿轮位于工作面的支架侧的机身下面，并安装在工作面刮板输送机8的行走齿条的上方，通过齿轮传动装置把牵引电动机的动力传至行走齿轮，使切割头式短壁采煤机的在工作面刮板输送机上移动行走。3、装煤装置如图10所示，装煤装置包括后支腿401、马达402、罩筒403、左密封座404、浮动密封405、右密封座406、滚筒盖407、马达套筒408、马达套筒盖409、隔离套410、花键轴411、 轴承412、罩筒盖413、滚筒414、花键盖415、轴端盖416及螺栓等。所述的罩筒通过螺栓与后支腿连接，罩筒内用螺栓和螺母固定安装马达，通过螺栓和螺母将马达套筒、马达套筒盖与马达连接，马达套筒盖通过键与花键轴的一端连接，花键轴的一端通过花键与花键盖连接；通过螺栓将滚筒盖装于滚筒上，在罩筒与滚筒之间安装两盘轴承，两盘轴承之间装着隔离套，通过螺栓将花键盖与滚筒中的内法兰连接；这样就将滚筒装在罩筒外；所述的左密封座通过螺栓固定装于在罩筒上，右密封座通过螺栓固定装于在滚筒盖上，浮动密封装于左、右密封座中；所述的花键盖螺栓装在滚筒盖之上。图11和图12所示，滚筒是带三个螺旋叶片的滚筒，滚筒直径为540mm。切割头式短壁采煤机在割煤过程中，通过装煤滚筒上螺旋叶片的不断旋转将截割头截割下的煤装入工作面刮板输送机上；切割头式短壁采煤机在退机过程中，装煤装置同时将切割头式短壁采煤机后部的浮煤装入工作面刮板输送机上，为下一步推溜工序做好准备。4、辅助装置辅助装置包括底托架、拖缆装置和喷雾冷却系统。所述的底托架位于切割头式短壁采煤机的机身底部，用于支撑采煤机机身，及连接切割头式短壁采煤机和工作面刮板输送机；所述的拖缆装置位于切割头式短壁采煤机的机身后部，用于连接切割头式短壁采煤机供电电缆；所述的喷雾冷却系统位于切割头式短壁采煤机的摇臂顶部，割煤过程中喷雾系统可降低工作面空气中的煤尘含量，减少煤尘对职工身体的危害，同时冷却系统可对切割头式短壁采煤机的电机系统进行冷却，降低电机系统损耗率。5、液压系统液压系统包括油箱、油泵、各个油缸和控制阀等。液压系统的油箱和油泵位于采煤机机身中的后部，为切割头式短壁采煤机各个工作机构的旋转、摆动提供动力。6、电气控制系统电气控制系统包括变频器、电控箱。变频器、电控箱装于切割头式短壁采煤机的机身内。切割头式短壁采煤机中旋转传动机构可使切割臂上下旋转的俯仰角α可达到80° ； 切割臂可向工作面内外摆动角Y为+13° -2°，使整个采煤机的采高可达到5. 8米，截深可达到1. 5米。( 二)、本发明切割头式短壁采煤机的工作方式
该切割头式短壁采煤机在割煤和退机的过程中用装煤装置将工作面的落煤装入工作面刮板输送机，通过刮板输送机运往顺槽皮带。切割头式短壁采煤机在割煤过程中，使用切割装置的切割头进行割煤，从机尾顺槽进刀，切割头向工作面煤壁伸入1.5米进行左右摆动对工作面底部煤体进行切割，截割高度800毫米；再进行上下摆动切割，截深800毫米，靠近该切割头式短壁采煤机的机身处的700毫米未切割的煤壁受到顶板压力和煤体本身的自重作用自行垮落，未跨落的煤壁再进行左右摆动切割；割煤过程中采煤机向前移动行走；装板装置将切割落煤装入工作面刮板输送机；待切割头式短壁采煤机割煤至机头后，进行退机工序，退机过程中，装板装置对工作面剩余浮煤装入工作面刮板输送机，同时工作面液压支架跟机进行拉架，对工作面顶板及时进行支护；待切割头式短壁采煤机退机至机尾时，拉架工序同时结束，工作面进行整体推溜工序，将工作面刮板输送机推至煤壁，同时将切割臂向后滑动620mm，使整个采煤机长度缩短为最小，然后将该切割头式短壁采煤机推至工作面机尾顺槽内，完成一个完整的割煤循环工艺。
权利要求
1.一种切割头式短壁采煤机，包括机身(1)、切割头式切割装置O)、行走机构(3)、装煤装置G)、辅助装置(5)、辅助液压系统(6)和电气控制系统(7)；所述的机身为长方形箱体结构，切割装置装于机身的采煤工作面一侧，行走机构设置在机身的体内和下面，装煤装置安装于切割头式短壁采煤机的机身工作面侧右下角位置，既采煤工作面一侧机身右下部，与机身呈垂直方向布置；所述的辅助装置、辅助液压系统和电气控制系统都设置在机身的体内；切割头式短壁采煤机的行走机构在工作面刮板输送机(8)上移动行走；其特征是所述的切割臂旋转传动机构由推拉油缸与齿轮轴组成，推拉油缸与齿轮轴装在滑动装置中；所述的滑动装置装在采煤机的机身靠近煤壁一侧的滑道上，滑动装置与采煤机之间安装有推移油缸，油缸一端安装在采煤机靠近煤壁一侧机身的前上角，另一端安装在滑动装置靠机头的一侧；所述的装煤装置包括后支腿(401)、马达(40 、罩筒(40 、左密封座(404)、浮动密封 (405)、右密封座(406)、滚筒盖(407)、马达套筒(408)、马达套筒盖(4的)、隔离套(410)、 花键轴(411)、轴承(412)、罩筒盖(413)、滚筒(414)、花键盖(415)、轴端盖(416)及螺栓等。所述的罩筒通过螺栓与后支腿连接，罩筒内用螺栓和螺母固定安装马达，通过螺栓和螺母将马达套筒、马达套筒盖与马达连接，马达套筒盖通过键与花键轴的一端连接，花键轴的一端通过花键与花键盖连接；通过螺栓将滚筒盖装于滚筒上，在罩筒与滚筒之间安装两盘轴承，两盘轴承之间装着隔离套，通过螺栓将花键盖与滚筒中的内法兰连接；这样就将滚筒装在罩筒外；所述的左密封座通过螺栓固定装于在罩筒上，右密封座通过螺栓固定装于在滚筒盖上，浮动密封装于左、右密封座中；所述的花键盖螺栓装在滚筒盖之上。
2.根据权利要求1所述的一种切割头式短壁采煤机，其特征是所述的切割头的割刀呈螺旋布置并装在割头体(212)上，在割头体内装有喷水管组013)，并在割头体设有喷水口，喷水口与喷水管组连接。
3.根据权利要求1所述的一种切割头式短壁采煤机，其特征是所述的滚筒是带三个螺旋叶片的滚筒，滚筒直径为MOmm。
全文摘要
本发明涉及一种切割头式短壁采煤机，主要包括机身、切割头式切割装置、行走机构、装煤装置和辅助装置，机身为长方形箱体结构，切割装置装于机身的采煤工作面一侧，行走机构设置在机身的体内和下面，装煤装置安装于切割头式短壁采煤机的机身工作面侧右下角位置，既采煤工作面一侧机身右下部，与机身呈垂直方向布置；切割头式短壁采煤机的行走机构在工作面刮板输送机上移动行走；其特征是采用带三个螺旋叶片的滚筒的装煤装置和割刀呈螺旋布置的切割头式切割装置，在割头体内装有喷水管组，并在割头体设有喷水口，喷水口与喷水管组连接。它具有设备结构紧凑，体积和重量小，适应性强，便于安装与运输等优点，特别适合于中、小型煤矿。
文档编号E21C25/10GK102200011SQ201110107428
公开日2011年9月28日 申请日期2011年4月25日 优先权日2011年4月25日
发明者闫振东 申请人:闫振东