采煤机防堆料结构和带有防堆料结构的采煤机的制作方法

本实用新型涉及一种采煤机防堆料结构和采用该防堆料结构的采煤机，该防堆料结构用在采煤机的机身顶部，主要适用于颈部具有摆动臂架的采煤机，属于井工采煤机械技术领域。

背景技术：

随着新开发采煤机所要适应的煤层厚度越来越厚，采煤机臂架通常采用上置布设，即臂架布置于采煤机机身顶面的上方，但是带来的问题就是臂架与机身顶面之间的空间容易被煤壁高处落下的煤炭堆积，从而导致臂架很难下摆至最低位置，给正常开采带来困难。

业内曾提出在臂架与机身的煤壁侧端面设置挡煤板的方式，试图减小煤壁的煤炭进入臂架与机身顶面之间的空间，该方法对于煤层厚度不大的开采条件是有效的，但是当煤层厚度很大时，煤壁上的煤炭直接自顶部抛翻自臂架非摆动连接端直接进入臂架的底部，而现场很难解决上述臂架下堆煤问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种采煤机防堆料结构和带有防堆料结构的采煤机，适用于臂架设置于采煤机机身顶部的采煤机，能避免煤进入臂架与机身顶面之间的空间，防止机身上方堆煤。

本实用新型的主要技术方案有：

一种采煤机防堆料结构，包括底板和安装在所述底板上的一个或多个挡板组，多个挡板组之间左右依次贴邻布置，每个挡板组中有一个或多个护板单元，挡板组内多个护板单元上下依次叠置成多层，所述护板单元呈盒形结构，该盒形结构包括盒底板、左右侧板和横梁，左右侧板和横梁分别作为围绕盒底板的左、右和上三面侧壁，相邻两层护板单元中较上一层护板单元的盒底板的底边与较下一层护板单元的盒底板的顶边铰接，底层护板单元的盒底板的底边与所述底板上固定的护板单元安装座铰接，所述左右侧板的下端均内缩于所述盒底板的侧边，所述护板单元的盒底板朝向前方，每个护板单元内均安装有活塞缸，相邻两层护板单元中较上一层护板单元中的所述活塞缸的缸体和活塞一个铰接在较下一层护板单元的横梁的顶铰接耳座处，另一个铰接在较上一层护板单元的横梁的底铰接耳座处，底层护板单元中的所述活塞缸的缸体和活塞一个与所述底板上固定的活塞缸安装座铰接，另一个铰接在本层护板单元的横梁的底铰接耳座处，每个护板单元都能够在相应活塞缸的带动下绕其自身盒底板的底边铰接处的轴线小幅摆动，上述所有铰接处的轴线均为左右延伸，当所述活塞缸处于完全伸展状态时，相应护板单元的盒底板处于底边靠前顶边靠后且相对所述底板处于最大倾角状态，当所有护板单元处于最大倾角状态时，同组的护板单元的盒底板平齐，不同组的护板单元的盒底板平齐或平行，当一个挡板组只有一个护板单元时，该护板单元既是顶层护板单元也是底层护板单元。

非底层的护板单元的左右侧板的内侧、靠近盒底板的底边处优选为分别设有左右限位板，左右限位板相对盒底板固定，且其底部端面与盒底板的板面间夹角为锐角。

所有护板单元的左右侧板的下边缘优选都设置成以相应盒底板的底边铰接处的轴线为中心的内凹圆弧形边缘；非顶层的所述护板单元的左右侧板的上端均超出所述横梁，且超出部分的远离所述盒底板的角部设置成以上一层护板单元的盒底板的底边铰接处的轴线为中心的外凸圆弧形边缘，相邻两层护板单元中较上一层护板单元的内凹圆弧形边缘与较下一层护板单元的外凸圆弧形边缘形成定轴相对摆动的间隙配合关系；所述底板上每个所述护板单元安装座的左右两侧各设有一块立板，所述立板的后边缘设置成以所述护板单元安装座的铰接轴线为中心的外凸圆弧形边缘，底层的护板单元的内凹圆弧形边缘与所述立板的外凸圆弧形边缘形成定轴相对摆动的间隙配合关系。

顶层的所述护板单元可以有两种结构型式，第一种是左右侧板的上端与非顶层的所述护板单元相同，第二种是左右侧板和相应横梁在顶部封闭，并且所述护板单元的顶部设有顶斜边；当挡板组的顶层的护板单元采用第一种结构型式时，该护板单元的顶部还固定安装一顶罩，所述顶罩包括前面板和左右至少一侧的侧板，所述前面板与该护板单元的盒底板平齐，所述前面板的顶边是位于前面板上的一端高一端低的直边。

所述活塞缸的缸体的筒底与活塞之间为压缩弹簧，所述缸体的筒壁上设有沿缸体的轴向延伸且两端封闭的一对滑槽，所述活塞的里端径向安装有定位销，所述定位销的两端穿出活塞以外的端头分别插在两条滑槽内与所述滑槽滑动配合，所述定位销沿所述滑槽滑动的整个行程中，所述压缩弹簧一直保持压缩状态。

一种带有防堆料结构的采煤机，包括机身、臂架和所述采煤机防堆料结构，所述臂架的一端与机身铰接，所述臂架位于机身的上方，铰接轴线前后延伸，所述采煤机防堆料结构安装在机身的顶面上、臂架的正下方，各挡板组左右贴邻排列，越靠近臂架与机身的连接端，挡板组的总高度越低，位于一端的挡板组与机身的相应大端面贴邻，位于另一端的挡板组靠近臂架与机身的连接端。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过配置多个高低不同的挡板组以左右侧边重叠的方式排列安装在臂架下方、机身上方，形成具有一定高度、一定斜度的光滑屏障，并且使每组内多层护板单元依次铰接形成多级的柔性连接体，再利用活塞缸带动每一级护板单元的上下摆动，获得了跟随臂架的摆动自动展开和收缩的效果，因此既能把物料挡在前方，又能引导物料滑落，从而有效避免物料在臂架与机身之间的空间堆积。

由于多层护板单元在安装位置和活塞缸支撑力度等方面的差异化结构设计，使得挡板组受到臂架的压力时能从上到下逐级下摆，在挡板组各层护板单元达到全收缩状态前，每个时刻都有一部分护板单元的盒底板仍然处于较大的倾角状态。因此既能避免物料从挡板组上方进入臂架与机身之间的空间，又能在挡板组尚未下摆达到极限位置之前，时刻引导物料自动下滑远离机身，大大减小了物料堆积的可能。

由于挡板组内护板单元间采用柔性连接，能够为高处下落的物料提供较好的缓冲作用，有利于减小护板单元的变形，提高其使用寿命。

本实用新型结构简单，适应性好，能够有效防止煤壁侧物料进入臂架下方，避免了物料堆积引起的臂架无法摆动至极限位置的开采问题。

附图说明

图1为本实用新型的一个实施例处于全展开状态时的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1的左视图；

图4为图1所示实施例处于全收缩状态时的结构示意图；

图5为图4的左视图；

图6为图5中挡板组a的俯视图；

图7a为所述活塞缸的一个实施例处于伸展状态时的结构示意图；

图7b为图7a的俯视图；

图7c为图7a所示活塞缸处于回缩状态时的结构示意图；

图7d为图7c的俯视图；

图8为所述挡板组b的侧视图(全展开状态)；

图9为所述挡板组b的侧视图(顶层的护板单元受压下摆状态)；

图10为所述挡板组b的侧视图(顶层和中间层护板单元受压下摆状态)；

图11为所述挡板组b的侧视图(全部护板单元受压下摆过程中的一个状态)；

图12为所述挡板组b的侧视图(全部护板单元受压下摆至极限位置的最终状态)。

附图标记说明：

1.护板单元；11.盒底板；12.左右侧板；121.内凹圆弧形边缘；122.外凸圆弧形边缘；13.横梁；14.左右限位板；141.底部端面；15.顶斜边；16.销轴；17.销钉；

2.护板单元安装座；

3.活塞缸；31.缸体；311.滑槽；312.缸体开口槽；32.活塞；321.活塞开口槽；33.压缩弹簧；34.定位销；35.弹簧垫；

4.活塞缸安装座；

5.立板；51.外凸圆弧形边缘；

6.顶罩；

7.底板；

8.臂架；81.臂架底面；

9.机身；91.顶面；92.大端面。

具体实施方式

本实用新型公开了一种采煤机防堆料结构(简称为防堆料结构)，包括底板7和安装在所述底板上的一个或多个挡板组，多个挡板组之间左右依次贴邻布置，每个挡板组中有一个或多个护板单元，挡板组内多个护板单元上下依次叠置成多层。图1-12是所述采煤机防堆料结构的一个实施例，其中包括由左向右依次贴邻布置的挡板组a、b、c、d和e，挡板组e中只有一个护板单元，其他挡板组中均有多个护板单元。

所述护板单元1呈盒形结构，该盒形结构包括盒底板11、左右侧板12和横梁13，左右侧板12和横梁13分别作为围绕盒底板的左、右和上三面侧壁。相邻两层护板单元中较上一层护板单元的盒底板的底边与较下一层护板单元的盒底板的顶边相铰接，使得相邻两层护板单元之间可以相对摆动。底层护板单元的盒底板的底边与所述底板上固定的护板单元安装座2铰接，因此底层护板单元也可以相对底板摆动。

所述左右侧板的下端均内缩于所述盒底板的侧边，对于相邻两层护板单元宽度相同的情况，可以避免二者相对摆动时在铰接轴线附近干涉。所述护板单元的盒底板的布置方向大致朝向前方，即盒形结构的敞口朝后。每个护板单元的“盒体”内均安装有活塞缸3，相邻两层护板单元中较上一层护板单元中的所述活塞缸的缸体31和活塞32一个与较下一层护板单元的横梁铰接，另一个与较上一层护板单元的横梁铰接，底层护板单元中的所述活塞缸的缸体和活塞一个与所述底板上的活塞缸安装座4铰接，另一个与本层护板单元的横梁铰接。附图所示实施例中，对于相邻两层护板单元，缸体与较下一层护板单元的横梁铰接，活塞与较上一层护板单元的横梁铰接，对于底层护板单元，缸体与活塞缸安装座铰接，活塞与本层护板单元的横梁铰接。针对同一个底层的护板单元，护板单元安装座2与活塞缸安装座4分开布置。每层护板单元的摆动动力均来自于相应护板单元内安装的活塞缸，每个护板单元都能够在相应活塞缸的带动下绕其自身盒底板的底边铰接处的轴线小幅摆动。当活塞缸处于逐渐伸展状态时，护板单元的摆角增大，即盒底板与底板间的夹角变大，当活塞缸处于逐渐回缩状态时，护板单元的摆角减小，即盒底板与底板间的夹角变小。

上述所有铰接处的轴线均为左右延伸。当所述活塞缸处于完全伸展状态时，相应护板单元的盒底板处于底边靠前顶边靠后的倾斜状态，且此时盒底板相对所述底板处于最大倾角状态，各挡板组处于全展开状态。盒底板的外侧面用作物料的下滑面，其表面通常为光滑面。当所有护板单元均处于最大倾角状态时，同一挡板组的护板单元的盒底板平齐(如图3所示)，不同挡板组的护板单元的盒底板平齐或平行。物料从前方落到各护板单元的盒底板的外表面上后，由于盒底板具有较大的倾角，物料会自动向下滑落，因此不会在护板单元所在位置及其后方区域引起堆积。

当一个挡板组只有一个护板单元时，该护板单元既是顶层护板单元也是底层护板单元。

上述所有相互铰接的两个结构可以各自设有铰接耳座，连接时两方的铰接耳座穿设同一根销轴16，其中一方铰接耳座上再在销轴与铰接耳座交界处切向插接销钉17防止销轴16转动和轴向串动即可。

例如所述横梁的顶面和底面上可分别设有顶铰接耳座和底铰接耳座，分别用于与上一层护板单元和本层护板单元内的活塞缸的一端铰接。附图所示实施例中，每个横梁上的顶铰接耳座和底铰接耳座各有六个，相邻两个为一组。

应用时所述防堆料结构安装在采煤机的机身中部的顶面上、臂架的正下方，臂架下摆时，活塞缸受压回缩，相应护板单元也随之向下摆动，臂架上抬时，活塞缸上来自臂架的压力解除，活塞缸回弹伸展，相应护板单元自动上扬。可见所述防堆料结构能跟随臂架的摆动自动展开和收缩，既能把物料挡在前方，又能引导物料滑落，因此能有效避免物料在臂架与机身之间的空间堆积。

所述盒底板、左右侧板和横梁优选为两两垂直，使相邻两个护板单元之间可以较好地贴合，避免不必要的缝隙。

每相邻两层护板单元中，较下一层护板单元内安装的所述活塞缸的数量均不少于较上一层护板单元。当护板单元中安装有多个活塞缸时，活塞缸之间左右并排设置。单个护板单元内的活塞缸越多，能向护板单元提供的支撑力就越大，相应护板单元就越不容易向下摆动。使不同层的护板单元的活塞缸在数量上存在上少下多的差异，可以使同一个挡板组内护板单元的下摆可以由上至下按顺序逐个进行，在靠上的护板单元下摆时靠下的护板单元仍然能继续引导料的下滑，起到防堆料的作用。附图所示实施例中，挡板组a和b都采用了三层护板单元，底层、中间层和顶层的护板单元内分别安装有三个、两个和一个活塞缸。

图8-12示出了挡板组b在臂架下摆过程中的变化过程。参见图9，臂架下摆初期，顶层的护板单元内的活塞缸最先受到臂架的压力而回缩，顶层的护板单元向下摆动，相对整个挡板组b形成“向下折弯”的效果，此时底层和中间层的护板单元由于有更多的活塞缸进行支撑，暂时仍然处于全展开状态，因此物料仍然可以以较大的角度从护板单元的盒底板外侧面下滑离开机身，不会在盒底板上形成堆料。如图10所示，当臂架继续下摆时，中间层的护板单元连同顶层的护板单元内的活塞缸受压回缩，使中间层和顶层的护板单元形成“向下折弯”，而底层的护板单元由于有更多的活塞缸的支撑具有更大的支撑力而不弯曲，落料仍可以以较大的角度的护板单元的盒底板外侧面下滑离开机身，不会在盒底板上形成堆料。如图11、12所示，当臂架继续下摆时，底层的护板单元连同上方所有护板单元一起受压向下摆动，当到一定角度时，底层的护板单元的盒底板的外侧面开始堆积物料，但是由于底层护板单元的下方具有较大空间仍可下摆，直至臂架下摆至极限位置时，挡板组b仍不至于被压死。

每相邻两个所述挡板组中，左侧挡板组中护板单元的层数均不小于右侧挡板组，或者，左侧挡板组中护板单元的层数均不大于右侧挡板组。更为准确的是，每相邻两个所述挡板组(含顶罩)，左侧挡板组的总高度均不小于右侧挡板组，或者，左侧挡板组的总高度均不大于右侧挡板组，即挡板组的层数或高度按照其左右布置次序大体呈单调变化，以适应臂架与机身之间一端高一端低的楔形空间。

所述护板单元安装座2的铰接轴线到所述底板的距离与到相应的底层的护板单元的左右侧板的前端面的距离相等。当底层的护板单元处于极限位置时，其左右侧板的前端面可以支撑在底板上。

非底层的护板单元的左右侧板的内侧、靠近盒底板的底边处还分别设有左右限位板14，左右限位板相对盒底板固定，且其底部端面141与盒底板的板面间夹角为锐角。左右限位板刚好填补了由于左右侧板的下端内缩于盒底板的侧边所形成的窗口，因此能起到防止物料从此处下漏的作用。左右限位板还用于限定其所在护板单元从最大倾角状态下摆的最大摆角。当一个护板单元的左右限位板的底部端面141接触到或整面支撑到相邻的下一层护板单元的横梁顶面时，这两层护板单元间的夹角达到最大。当活塞缸即将到达回缩的行程终点之前左右限位板即开始起限位作用，可以有效保护活塞与定位销之间的连接。可以根据该夹角的设计最大值确定左右限位板的底部端面相对盒底板板面的夹角大小。

所有护板单元的左右侧板的下边缘都优选设置成以相应盒底板的底边铰接处的轴线为中心的内凹圆弧形边缘121。非顶层的所述护板单元的左右侧板的上端均优选超出所述横梁，且超出部分的远离所述盒底板的角部设置成以上一层护板单元的盒底板的底边铰接处的轴线为中心的外凸圆弧形边缘122，使得相邻两层护板单元中较上一层护板单元的内凹圆弧形边缘121与较下一层护板单元的外凸圆弧形边缘122形成定轴相对摆动的间隙配合关系，可以避免或减少物料从两层护板单元衔接处漏料。

所述底板上每个所述护板单元安装座2的左右两侧各设有一块立板5，所述立板的后边缘优选设置成以所述护板单元安装座的铰接轴线为中心的外凸圆弧形边缘51，以使底层的护板单元的内凹圆弧形边缘121与所述立板的外凸圆弧形边缘51形成定轴相对摆动的间隙配合关系，以此避免或减少物料从底层的护板单元与底板衔接处进入臂架与机身之间的空间。所述立板的顶边缘可以与底板平行。

顶层的所述护板单元的顶部可以有两种结构型式，第一种是左右侧板的上端与非顶层的所述护板单元相同，第二种是左右侧板和相应横梁在顶部封闭，并且所述护板单元的顶部设有顶斜边15，所述顶斜边在左右延伸的竖直平面内的投影上下倾斜，在水平面内的投影前后倾斜。顶斜边15可与臂架底面相接触，以防止物料从顶层的护板单元与臂架之间下漏。不同挡板组的顶层护板单元的结构型式可以相同，也可以不同。

当某个挡板组的顶层的护板单元采用第一种结构型式时，该护板单元的顶部最好再固定安装一顶罩6，所述顶罩包括前面板和左右至少一侧的侧板，所述前面板与该护板单元的盒底板平齐，所述顶罩的顶边是位于前面板上的一端高一端低的直边。所述顶罩相当于相应护板单元的延伸，其顶边可以代替护板单元与臂架底面接触，可以防止物料从前方通过护板单元的上方进入臂架与机身之间的空间，且磨损时方便更换。对于相应护板单元的横梁上设有铰接耳座的情况，顶罩还可以对铰接耳座上的销轴孔起到一定的防护作用。由于所述顶罩内不需设置活塞缸，因此其前面板的高度、顶边的倾斜程度的设计自由度较大，可以更好地实现与臂架底面的贴邻甚至接触。

进一步地，当所有护板单元处于最大倾角状态时，各挡板组的最高边缘(包括顶罩的顶边和第二种结构型式的顶层的护板单元的顶斜边)优选位于同一条直线上，该直线在左右延伸的竖直平面内的投影保持与臂架最高摆角时的臂架底面相同的倾斜方向和倾斜角度，甚至与臂架底面的投影线重合，以便能够与臂架底面贴邻甚至接触，以防止物料自从防堆料结构的上方进入臂架下方与机身顶面之间的空间。

对于上述每一种防堆料结构，所述活塞在缸体内与缸体滑动配合。所述缸体的筒底与活塞之间为压缩弹簧33。所述缸体的筒壁上设有沿缸体的轴向延伸且两端封闭的一对滑槽311。所述活塞的里端径向安装有定位销34，所述定位销的两端穿出活塞以外的端头分别插在相应的所述滑槽内与所述滑槽滑动配合，对所述活塞相对缸体的滑动起到导向、防转和限制行程的作用。所述定位销沿所述滑槽滑动的整个行程中，所述压缩弹簧一直保持压缩状态。所述定位销滑动到滑槽两端时可对应所述活塞缸处于伸展和回缩的两个极限位置，所述滑槽的两端所在位置可决定活塞缸的伸缩极限位置和伸缩行程。

附图所示实施例中，所述活塞为筒形结构，所述缸体和活塞均采用镂空的筒壁，具体是相应筒壁上分别开设若干缸体开口槽312和活塞开口槽321，这些开口槽至少沿周向间隔布置，优选为周向上成对对称布置，使得进入相应筒体内腔的物料能及时下落以免影响压缩弹簧的伸缩。

非底层的所述护板单元内所安装的活塞缸的缸体内还可以设置弹簧垫35，所述弹簧垫位于压缩弹簧与缸体的筒底之间。通过更换不同厚度的弹簧垫或者增减弹簧垫的数量，可以调节压缩弹簧的压缩量，从而实现支撑力的调整。

不同护板单元及其内安装的活塞缸的结构尺寸等设计参数可以不相同，例如底层的护板单元的高度及其内活塞缸的长度可以大于其他护板单元，对于不同的挡板组，即使同样是底层的护板单元其高度及其内活塞缸的长度也可以不同。

本实用新型还公开了一种带有防堆料结构的采煤机，如图1-5所示，包括机身9、臂架8和所述采煤机防堆料结构，所述臂架8一端与机身铰接，所述臂架位于机身的上方，铰接轴线前后延伸，所述臂架可相对机身在左右延伸的竖直平面内摆动。所述采煤机防堆料结构固定安装在机身的顶面91上、臂架的正下方。各挡板组左右贴邻排列，越靠近臂架与机身的连接端，挡板组的总高度越低。位于一端的挡板组(本实施例中为挡板组a)与机身的相应大端面92贴邻，防止物料从挡板组与机身大端面之间进入臂架与机身之间的空间；位于另一端的挡板组(本实施例中为挡板组e)靠近臂架与机身的连接端(即臂架安装座)，减少物料从挡板组与臂架安装座之间进入臂架与机身之间的空间。各挡板组两两之间护板单元的左右侧板部分或全部重叠，即使各挡板组按照前后台阶形布设，也能很好地起到防止物料下漏、阻止物料进入臂架与机身之间空间的作用。

当所有护板单元处于最大倾角状态时，所述采煤机防堆料结构的各挡板组的最高边缘在左右延伸的竖直平面内的投影优选保持与臂架最高摆角时的臂架底面81相同的倾斜方向和倾斜角度，并与臂架底面81贴邻或接触，以防止物料从煤壁侧越过防堆料结构的上方进入臂架与机身之间的空间。

本文所称的前和后分别指当所述防堆料结构和带有防堆料结构的采煤机处于正常工作状态时靠近煤壁和远离煤壁的方向，也相当于图2视角下的上和下。