滚筒式采煤装置的制作方法

本发明涉及煤矿开采技术领域，更具体地，涉及一种适用于薄煤层的双滚筒式的滚筒式采煤装置。

背景技术：

近年来，随着机械化程度提高，我国的厚煤层及中厚煤层储量日趋减少，甚至枯竭，因此，薄煤层的开采技术必须得到重视。地下开采时厚度在1.3m以下的煤层以及露天开采时厚度在3.5m以下的煤层均为薄煤层，在我国，约19％的煤层为薄煤层。

在传统的采煤技术中，采用滚筒式采煤机开采薄煤层；滚筒式采煤机按工作机构的数量分为单滚筒和双滚筒，后者多用于厚煤层及中厚煤层，前者多用于薄煤层，且可沿工作面进行单向采煤；单滚筒式采煤机的机身高度较高，但薄煤层的开采空间小，作业条件恶劣，很难应用于薄煤层的开采，造成薄煤层的开采时间长，产量低。

因此，需要一种滚筒式采煤装置，来解决上述问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种滚筒式采煤装置，解决滚筒式采煤机难以对薄煤层进行开采，造成薄煤层的开采时间长，产量低等问题。

基于上述目的本发明提供的一种滚筒式采煤装置，包括：

壳体，所述壳体的内部设置有容纳腔，所述容纳腔内对称设置有第一传动部和第二传动部，所述壳体的底部设置有导向滑靴；

用于割煤的第一滚筒和第二滚筒，所述第一滚筒和所述第二滚筒均设置在所述壳体的外部，所述第一滚筒和所述第二滚筒分别与所述第一传动部和所述第二传动部连接；

换向机构，所述换向机构可升降连接在所述容纳腔内，所述换向机构设置在所述第一传动部和所述第二传动部之间；

截割驱动机构，所述截割驱动机构通过驱动部与所述换向机构可移动连接，所述截割驱动机构可沿所述换向机构做往复移动，以便驱动所述第一传动部或所述第二传动部进行传动；

驱动机构，所述驱动机构包括导向滑轨和牵引部件，所述壳体通过所述导向滑靴连接在所述导向滑轨上，所述牵引部件用于牵引所述导向滑靴沿所述导向滑轨做往复移动。

优选地，所述壳体包括顶板、底板以及用于连接所述顶板和所述底板的侧壁，所述顶板、所述底板和所述侧壁围合成所述容纳腔；所述导向滑靴设置在所述底板的外壁面上；所述第一传动部和所述第二传动部分别通过第一阶梯轴可转动连接在所述侧壁上，所述第一传动部和所述第二传动部分别通过第一花键与所述第一阶梯轴固定。

优选地，所述顶板和所述底板之间设置有导轨，所述换向机构安装在所述导轨上，所述换向机构的底部设置有升降驱动机构，所述升降驱动机构用于驱动所述换向机构沿所述导轨升降。

优选地，所述第一滚筒和所述第二滚筒均包括筒体以及设置在所述筒体上的螺旋叶片和端盘，所述螺旋叶片和所述端盘上均设置有用于截割煤岩的截齿。

优选地，所述驱动部与所述换向机构通过齿轮齿条传动连接，所述驱动部可与所述第一传动部啮合传动；所述第二从动部与惰轮啮合传动，所述驱动部可通过所述惰轮与所述第二从动部啮合传动。

优选地，所述惰轮通过第二阶梯轴可转动连接在所述壳体内，所述惰轮通过第二花键与所述第二阶梯轴固定。

优选地，所述截割驱动机构的输出轴与所述驱动部通过第三花键固定，所述输出轴带动所述驱动部转动。

优选地，所述截割驱动机构的底部设置有支座，所述壳体上设置有滑道，所述滑道设置在所述第一传动部和所述第二传动部之间，所述截割驱动机构通过所述支座与所述滑道滑动连接。

优选地，所述牵引部件包括两个间隔分布的牵引驱动机构、链轮和传动链，所述链轮连接在所述牵引驱动机构的输出轴上，所述传动链安装在所述链轮上并形成传动连接。

另外，优选地，所述滚筒式采煤装置还包括：平板滑靴，所述平板滑靴安装在所述壳体上，所述平板滑靴可沿煤岩滑动。

从上面所述可以看出，本发明提供的滚筒式采煤装置，与现有技术相比，具有以下优点：首先，滚筒式采煤装置仅安装一个截割驱动机构，通过换向机构实现分别带动第一滚筒、第二滚筒运转，使得机身高度相对更低，结构更加紧凑。其次，截割驱动机构与第一滚筒、第二滚筒通过阶梯轴来直驱方式连接，大幅度减小了传统采煤机中多个惰轮传动造成的能量损失；再次，导向滑轨和牵引部件配合带动截割驱动机构行走，大幅度减小了采煤机的体积及重量，以适应薄煤层狭小空间，同时减轻滑靴的磨损。最后，滚筒式采煤装置结构紧凑、合理、简单，具有广泛的实用性。

附图说明

通过下面结合附图对其实施例进行描述，本发明的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。

图1为本发明具体实施例中采用的滚筒式采煤装置的示意图。

图2为图1所示的滚筒式采煤装置的换向机构的示意图。

图3为图1所示的滚筒式采煤装置的截割驱动机构使用状态示意图。

图4为图1所示的滚筒式采煤装置的壳体与第一传动部装配示意图。

图5为图1所示的滚筒式采煤装置的壳体与惰轮的装配示意图。

图6为图1所示的滚筒式采煤装置的截割驱动机构与驱动部的装配示意图。

图7为图1所示的滚筒式采煤装置的驱动机构的局部示意图。

其中附图标记：

1：第一牵引部件；2：第一滚筒；3：第二滚筒；4：壳体；

5：导向滑轨；6：煤岩；7：第二牵引部件；8：支撑座；

9：导向滑靴；10：平板滑靴；11：第一传动部；12：驱动部；

13：换向机构；14：导轨；15：升降驱动机构；16：惰轮；

17：第二传动部；18：传动链；19：链轮；20：截割驱动机构；

21：滑道；22：第一阶梯轴；23：第一轴套；24：圆柱滚子轴承；

25：第一轴承端盖；26：第一花键；27：第二花键；

28：第二阶梯轴；29：滚珠轴承；30：第二轴承端盖；

31：第二轴套；32：第一螺栓；33：第二螺栓；

34：螺栓紧固轴端挡圈；35：第三花键；36：轴环；37：支座。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向。使用的词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

图1为本发明具体实施例中采用的滚筒式采煤装置的示意图。图2为图1所示的滚筒式采煤装置的换向机构的示意图。图3为图1所示的滚筒式采煤装置的截割驱动机构使用状态示意图。如图1至图3所示，滚筒式采煤装置包括：壳体4、第一滚筒2、第二滚筒3、换向机构13、截割驱动机构20和驱动机构。

壳体4的内部设置有容纳腔(未标识)，容纳腔内对称设置有第一传动部11和第二传动部17，壳体4的底部设置有导向滑靴9。

第一滚筒2和第二滚筒3均用于割煤，第一滚筒2和第二滚筒3均设置在壳体4的外部，第一滚筒2和第二滚筒3分别与第一传动部11和第二传动部17连接。

换向机构13可升降连接在壳体4的容纳腔内，换向机构13设置在第一传动部11和第二传动部17之间。

截割驱动机构20通过驱动部12与换向机构13可移动连接，截割驱动机构20可沿换向机构13做往复移动，以便驱动第一传动部11或第二传动部12进行传动。

驱动机构包括导向滑轨5和牵引部件(如第一牵引部件1和第二牵引部件7)，壳体4通过导向滑靴9连接在导向滑轨5上，牵引部件用于牵引导向滑靴9沿导向滑轨5做往复移动。

截割驱动机构20通过换向机构13移动至第一滚筒2或第二滚筒3附近，并驱动第一滚筒2或第二滚筒3进行割煤，截割驱动机构20及其外部的壳体4可沿驱动机构的牵引路径进行移动，以便滚筒式采煤装置沿工作面进行移动。滚筒式采煤装置的结构紧凑，占用空间小，工作效率高，可实现薄煤层的高效率开采，缩短开采时间，提高产量。

在本实施例中，滚筒式采煤装置的驱动机构通过支撑座8设置在煤岩6上方，以便第一滚筒2或第二滚筒3对煤岩6进行截割。

图4为图1所示的滚筒式采煤装置的壳体与第一传动部装配示意图。如图4所示，壳体4包括顶板(未标识)、底板(未标识)和侧壁(未标识)。

为优化滚筒式采煤装置的结构，使其结构更加紧凑，以便提高开采效率和开采量，优选地，壳体4包括顶板、底板以及用于连接顶板和底板的侧壁，顶板、底板和侧壁围合成容纳腔；导向滑靴9设置在底板的外壁面上；第一传动部11和第二传动部17分别通过第一阶梯轴22可转动连接在侧壁上，第一传动部11和第二传动部17分别通过第一花键26与第一阶梯轴22固定。

在本实施例中，壳体4内部的容纳腔包括相互连通的第一容纳腔和第二容纳腔，第一传动部11和第二传动部12均设置在第一容纳腔的侧壁上，截割驱动机构20设置在第二容纳腔内，截割驱动机构20为截割调速电动机。

导向滑靴9的数量为多个，多个导向滑靴9沿第二容纳腔下方的底板的延伸方向间隔分布。第一传动部11和第二传动部17关于壳体的轴线对称分布，第一滚筒2和第二滚筒3分别与各自的第一阶梯轴22连接。

第一传动部11为第一传动齿轮，第二传动部17为第二传动齿轮。第一传动齿轮和第二传动齿轮尺寸相同，且两者的中心均设置有用于与第一阶梯轴22固定的通孔。

壳体4的相对两侧的侧壁上分别设置有第一安装孔(未标识)，第一安装孔内设置有圆柱滚子轴承24，圆柱滚子轴承24对第一阶梯轴22进行径向定位，第一安装孔的外部设置有第一轴承端盖25，第一轴承端盖25和圆柱滚子轴承24对第一阶梯轴22进行轴向定位，第一阶梯轴22通过圆柱滚子轴承24与第一安装孔连接，第一阶梯轴22可相对于第一安装孔转动；第一阶梯轴22上套设有第一轴套23，第一轴套23设置在靠近滚筒(第一滚筒2或第二滚筒3)一侧侧壁和传动部(与第一滚筒2对应的第一传动部11或与第二滚筒3对应的第二传动部17)之间，第一阶梯轴22从靠近滚筒(第一滚筒2或第二滚筒3)一侧侧壁的第一轴承端盖25内伸出。

第一传动部11和第二传动部17分别通过第一阶梯轴22和第一花键26实现径向定位，并随着第一阶梯轴22进行转动；第一传动部11和第二传动部17分别第一轴套23实现轴向定位。

为方便截割驱动机构20沿环向机构13移动，以便驱动第一滚筒2或第二滚筒3进行割煤，优选地，壳体4的顶板和底板之间设置有导轨14，换向机构13安装在导轨14上，换向机构13的底部设置有升降驱动机构15，升降驱动机构15用于驱动换向机构13沿导轨14升降。

在本实施例中，第一容纳腔内设置有两个间隔平行分布的燕尾槽滑道作为导轨14，换向机构13的背部设置有与燕尾槽滑道配合使用的滑块，换向机构13通过滑块可沿燕尾槽滑道向上或向下滑动。

在采用千斤顶作为升降驱动机构15，千斤顶设置在第一容纳腔内，千斤顶的活动端与换向机构13连接，来驱动换向机构13上移或下移，以便驱动部12与换向机构13下方或上方的传动部或进行传动。

驱动部12与换向机构13下方的传动部进行传动时，驱动部12用于将截割动力传递给第一传动部11，并驱动第一滚筒2进行割煤；千斤顶推动换向机构13上移后，驱动部12用于将截割动力传递给第二传动部17，并驱动第二滚筒3进行割煤。

为提高割煤速度，同时降低滚筒的占用空间，使结构更加紧凑，优选地，第一滚筒2和第二滚筒3均包括筒体(未标识)以及设置在筒体上的螺旋叶片(未标识)和端盘(未标识)，螺旋叶片和端盘上均设置有用于截割煤岩的截齿(未标识)。

在本实施例中，第一滚筒2和第二滚筒3关于换向机构13的轴线呈镜像分布，即截割驱动机构20驱动第一滚筒2顺时针转动截割煤岩6后，当截割驱动机构20与第二滚筒3连接时，驱动第二滚筒3逆时针转动截割煤岩6；筒体的底端通过第一阶梯轴22与第一传动部11或第二传动部17连接，筒体的顶端设置有端盘，螺旋叶片从顶端向底端延伸。端盘的周向和螺旋叶片的周向均设置有截齿，截齿用于截割煤岩6。

图5为图1所示的滚筒式采煤装置的壳体与惰轮的装配示意图。如图5所示，滚筒式采煤装置还包括：惰轮16。

为优化滚筒式采煤装置的结构，使其结构更加紧凑，以便降低其占用空间，优选地，驱动部12与换向机构13通过齿轮齿条传动连接，驱动部12可与第一传动部11啮合传动；第二从动部17与惰轮16啮合传动，驱动部12可通过惰轮16与第二从动部17啮合传动。

在本实施例中，换向机构13的上部和下部分别设置有沿其延伸方向分布的齿条，当驱动部12驱动第一传动部11带动第一滚筒2滚动时，驱动部12与换向机构13下部的齿条进行传动；当驱动部12驱动第二传动部17带动第二滚筒3转动时，驱动部12与换向机构13上部的齿条进行传动，惰轮16可改变第二传动部17的传动方向，以便满足滚筒式采煤装置向相反的方向进行割煤。

为方便惰轮16传递截割动力，并快速改变第二传动部17的传动方向，优选地，惰轮16通过第二阶梯轴28可转动连接在壳体4内，惰轮16通过第二花键27与第二阶梯轴28固定。

在本实施例中，壳体4的相对两侧的侧壁上分别设置有第二安装孔(未标识)，第二安装孔位于两个第一安装孔之间，且靠近安装第二滚筒3；第二安装孔内设置有滚珠轴承29，滚珠轴承29对第二阶梯轴28进行径向定位，第二安装孔的外部设置有第二轴承端盖30，第二轴承端盖30和滚珠轴承29对第二阶梯轴28进行轴向定位，第二阶梯轴28通过滚珠轴承29与第二安装孔连接，第二阶梯轴28可相对于第二安装孔转动；第二阶梯轴28上套设有第二轴套31，第二轴套31设置在远离滚筒(第一滚筒2或第二滚筒3)一侧侧壁和惰轮16之间。

惰轮16通过第二阶梯轴28和第二花键27实现径向定位，并随着第二阶梯轴28进行转动；惰轮16通过第二轴套31实现轴向定位。

图6为图1所示的滚筒式采煤装置的截割驱动机构与驱动部的装配示意图。如图6所示，截割驱动机构20与驱动部12之间通过花键连接。

为实现驱动部与截割驱动机构20的可转动连接，优选地，截割驱动机构20的输出轴(未标识)与驱动部12通过第三花键35固定，输出轴带动驱动部12转动。

在本实施例中，驱动部12为驱动齿轮，驱动齿轮的中心设置有用于安装截割驱动机构20的输出轴的通孔；驱动齿轮靠近截割驱动机构20一侧设置有轴环36，截割驱动机构20的输出轴贯穿轴环36与驱动齿轮36连接，驱动齿轮靠近换向机构13一侧设置有螺栓紧固轴端挡圈34，螺栓紧固轴端挡圈34分别通过第一螺栓32和第二螺栓33固定在驱动齿轮和截割驱动机构20的输出轴上；驱动齿轮和截割驱动机构20的输出轴通过第三花键35固定。

为减少截割驱动机构20在第一传动部11和第二传动部17之间移动时的摩擦阻力，优选地，截割驱动机构20的底部设置有支座37，壳体4上设置有滑道21，滑道21设置在第一传动部11和第二传动部17之间，截割驱动机构20通过支座37与滑道21滑动连接。

在本实施例中，滑道21设置在壳体4的底板上，滑道21为燕尾槽滑道，支座37的顶面用于支撑截割驱动机构，支座37的底面设置有与滑道21配合使用的滑块，支座37带动截割驱动机构20沿滑道21做往复移动。为进一步降低摩擦阻力，需要定时定量对滑道21施加润滑剂。

图7为图1所示的滚筒式采煤装置的驱动机构的局部示意图。如图7所示，牵引部件包括牵引驱动机构、链轮19和传动链18。

为降低驱动机构的占用空间，使结构更加紧凑，优选地，牵引部件包括两个间隔分布的牵引驱动机构(如第一牵引部件1和第二牵引部件7)、链轮19和传动链18，链轮19连接在牵引驱动机构的输出轴(未标识)上，传动链18安装在链轮19上并形成传动连接。

在本实施例中，第一牵引部件1和第二牵引部件7分别通过支撑座8设置在煤岩6上，第一牵引部件1和第二牵引部件7两者的输出端分别安装有链轮19，传动链18连接两个链轮19，并在第一牵引部件1和第二牵引部件7之间形成链条传动。

导向滑轨5设置在第一牵引部件1和第二牵引部件7之间，链轮19与导向滑靴9通过传动链18进行连接，第一牵引部件1和第二牵引部件7均通过链轮19和传动链18拖动导向滑靴9沿着导向滑轨移动。

在本实施例中，第一牵引部件1和第二牵引部件7均采用牵引电机，输出端与链轮19通过花键固定，传动链18采用圆环链。

为增加滚筒式采煤装置在开采过程中的稳定性，另外，优选地，滚筒式采煤装置还包括：平板滑靴10，平板滑靴10安装在壳体4上，平板滑靴10可沿煤岩滑动。

在本实施例中，平板滑靴10的数量为多个，多个平板滑靴10沿第一容纳腔下方的底板的延伸方向间隔分布。当滚筒式采煤装置进行开采时，平板滑靴10为滚筒式采煤装置提供支撑作用；当滚筒式采煤装置相对煤岩6移动时，平板滑靴10可沿煤岩6滑动。

下面进一步介绍滚筒式采煤装置的使用过程。

驱动机构通过支撑座8安装到煤岩上方，截割驱动机构20通过驱动部12与换向机构13下方的齿条啮合，驱动部12驱动第一传动部11转动，第一传动部11带动第一滚筒2转动，对其下方的煤岩6进行截割；当截割驱动机构20需要驱动第二滚筒3割煤时，使用升降驱动机构15驱动换向机构13沿导轨14移动，使驱动部12与第一传动部11分离，截割驱动机构20驱动与其连接的驱动部12继续转动，使其沿换向机构13的齿条向第二传动部17移动，同时截割驱动机构20的支座37沿滑道21移动，以便驱动部12通过惰轮16与第二传动部17啮合，驱动部12驱动第二传动部17转动，第二传动部17带动第二滚筒3转动，对其下方的煤岩6进行截割。

第一牵引部件1作为主动轴，第二牵引部件7作为从动轴时，第一牵引部件1带动传动链18拉动第一滚筒2及与其连接的各部件向第一牵引部件1一侧移动，以便完成第一滚筒2及第一牵引部件1之间的煤岩6截割。

同理，第二牵引部件7作为主动轴，第一牵引部件1作为从动轴时，第二牵引部件7带动传动链18拉动第二滚筒3及与其连接的各部件向第二牵引部件7一侧移动，以便完成第二滚筒3及第二牵引部件7之间的煤岩6截割。

从上面的描述和实践可知，本发明提供的滚筒式采煤装置，与现有技术相比，具有以下优点：首先，滚筒式采煤装置仅安装一个截割驱动机构，通过换向机构实现分别带动第一滚筒、第二滚筒运转，使得机身高度相对更低，结构更加紧凑。其次，截割驱动机构与第一滚筒、第二滚筒通过阶梯轴来直驱方式连接，大幅度减小了传统采煤机中多个惰轮传动造成的能量损失；再次，导向滑轨和牵引部件配合带动截割驱动机构行走，大幅度减小了采煤机的体积及重量，以适应薄煤层狭小空间，同时减轻滑靴的磨损。最后，滚筒式采煤装置结构紧凑、合理、简单，具有广泛的实用性。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的主旨之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。