全悬式截割装置和薄煤层采煤机的制作方法

1.本发明涉及一种适用于薄煤层采煤机的截割装置和应用了该截割装置的采煤机，属于煤矿机械技术领域。


背景技术：

2.现有薄煤层采煤机通常分为正常结构形式和爬底板结构形式。正常结构形式采煤机由于其截割电机布置在刮板输送机的两槽帮上方，影响机面高度，难以配置较大截割功率的截割电机，以及难以保证足够的过煤空间。爬底板结构形式虽然能够配置较大功率的截割电机和保证较大的过煤空间，降低机面高度，但由于其截割电机反向布置在煤壁侧，检修时必须在煤壁侧开采出专用的维修空间，且操作空间狭小，维修更换非常不方便，而且其辅助支撑滑靴作用于底板上方，影响了行走轮和销轨的正常啮合，对底板适应性差。


技术实现要素：

3.本发明旨在提供一种全悬式截割装置和薄煤层采煤机，能解决薄煤层采煤机机面高度、装机功率、过煤空间和整机适应性之间的矛盾，以及截割电机维修不便，损坏更换成本高的问题。
4.本发明的主要技术方案有：
5.一种全悬式截割装置，包括壳体和安装在壳体内的截割电机与截割传动系统，所述截割传动系统包括依次传动连接的第一级直齿传动机构、第二级直齿传动机构和双级行星减速机构，截割传动系统中所有齿轮的轴线均呈前后水平延伸，所述截割电机正向布置在壳体的采空侧，截割电机和双级行星减速机构左右间隔布置，第一级直齿传动机构左右延伸布置在截割电机的前方偏向双级行星减速机构一侧，所述截割电机的动力输出端向前与第一级直齿传动机构的输入端齿轮同轴连接，第二级直齿传动机构左右延伸布置在双级行星减速机构的后方并偏向截割电机一侧，第一级直齿传动机构的输出端齿轮向后经长花键轴与第二级直齿传动机构的输入端齿轮同轴花键联接，第二级直齿传动机构的输出端齿轮向前与双级行星减速机构的太阳轮同轴连接，截割电机的后部及其所在的电机筒体向后悬伸并超出第二级直齿传动机构。
6.所述电机筒体内可以设置截割电机的接线腔，所述接线腔设置在电机筒体的上半部的后端部并相对电机筒体的下半部呈向后悬伸的状态。
7.所述截割电机采用高功率密度电机。
8.所述长花键轴与截割电机左右并排安装在一壁之隔的相邻两个腔室中。
9.所述壳体内、第一级直齿传动机构的输出端齿轮和第二级直齿传动机构的输入端齿轮之间设有储油腔，所述长花键轴贯穿所述储油腔。
10.所述第一级直齿传动机构的输入端齿轮设有花键孔，通过该花键孔与截割电机的输出轴同轴花键联接；所述第一级直齿传动机构的输出端齿轮和第二级直齿传动机构的输入端齿轮均设置花键孔，所述长花键轴的前部和后部分别插入对应的花键孔中；第一级直
齿传动机构的输入端齿轮和输出端齿轮之间是一个惰轮或依次外啮合的多个惰轮，第二级直齿传动机构的输入端齿轮和输出端齿轮之间是一个惰轮或依次外啮合的多个惰轮；第二级直齿传动机构的输出端齿轮设有花键孔，双级行星减速机构的太阳轮的后端设有外花键，双级行星减速机构的太阳轮的花键端插入第二级直齿传动机构的输出端齿轮的花键孔中，与第二级直齿传动机构的输出端齿轮同轴花键联接。
11.位于所述长花键轴下方的壳体底部、左右方向上靠近双级行星减速机构的一端上优选设有犁形装煤装置，犁形装煤装置与壳体铰接，铰接轴线前后延伸。
12.一种薄煤层采煤机，其左截割装置和右截割装置均采用所述全悬式截割装置，左截割装置和右截割装置左右对称布置在机身的左右两侧，并分别与左牵引行走部和右牵引行走部铰接，所述薄煤层采煤机与刮板运输机配合安装的状态下，左、右截割装置整体全悬在刮板运输机煤壁侧槽帮的外侧。
13.进一步地，第一级直齿传动机构位于刮板运输机的前方且与刮板运输机之间保持一定的间隔，第二级直齿传动机构位于刮板运输机煤壁侧槽帮外侧的铲煤板的上方。
14.左、右牵引行走部壳体内各自设有牵引电机和牵引传动系统，牵引电机和牵引传动系统均布置在刮板运输机的煤壁侧槽帮的上方，左、右牵引行走部其中之一的壳体内还设有泵电机，泵电机布置在刮板运输机的煤壁侧槽帮的上方。
15.所述薄煤层采煤机还包括支撑滑靴，所述支撑滑靴安置在刮板运输机的铲煤板上，支撑滑靴的上部安装在机身上，底板上不设置辅助支撑滑靴。
16.本发明的有益效果是：
17.本发明的全悬式截割装置整体全悬在刮板运输机槽帮的煤壁侧，避免了截割电机对机面高度和过煤空间的影响，因此可配置更大功率的截割电机，以满足薄煤层工作面高效开采的需求。
18.所述截割装置的截割电机正向布置在刮板运输机的煤壁侧槽帮的外侧，一旦损坏，维修更换方便，节约成本，降低工人劳动强度。
19.本发明的薄煤层采煤机采用全悬式截割装置加半悬机身的整机布置结构形式，有效解决了装机功率、机面高度和过煤空间三者之间的矛盾。由于该采煤机在底板上方不设置辅助支撑滑靴，其支撑滑靴仍然安置在刮板运输机的铲煤板上，相比爬底板结构形式大大提高了薄煤层采煤机的适应性。
附图说明
20.图1为本发明的全悬式截割装置(左截割装置)的一个实施例的主视图；
21.图2为图1所示实施例的剖视图；
22.图3为所述薄煤层采煤机的一个实施例的俯视图；
23.图4为所述薄煤层采煤机的一个实施例的主视图；
24.图5为所述薄煤层采煤机的一个实施例的左视图。
25.附图标记：
26.1.壳体，2.截割电机，3.离合系统，4.第一级直齿传动机构，5.第二级直齿传动机构，6.长花键轴，7.双级行星减速机构，8.犁形装煤装置，9.滚筒，10.左截割装置，11.左牵引行走部，12.电控箱，13.右牵引行走部，14.右截割装置，15.刮板运输机，a.储油腔；b.截
割传动系统；c.牵引传动系统，d.牵引电机，e.泵电机。
具体实施方式
27.本发明公开了一种全悬式截割装置(可简称为截割装置)，如图1、2、3、4、5所示，包括壳体1和安装在壳体内的截割电机2与截割传动系统b，所述截割传动系统包括依次传动连接的第一级直齿传动机构4、第二级直齿传动机构5和双级行星减速机构7。截割传动系统中所有齿轮的轴线均呈前后水平延伸。所述截割电机正向布置在壳体的采空侧，方便从采空侧拆装。截割电机和双级行星减速机构左右间隔布置。第一级直齿传动机构左右延伸布置在截割电机的前方偏向双级行星减速机构一侧，所述截割电机的动力输出端向前与第一级直齿传动机构的输入端齿轮同轴连接。第二级直齿传动机构左右延伸布置在双级行星减速机构的后方并偏向截割电机一侧，第一级直齿传动机构的输出端齿轮向后经长花键轴6与第二级直齿传动机构的输入端齿轮同轴花键联接。第二级直齿传动机构的输出端齿轮向前与双级行星减速机构的太阳轮同轴连接，截割电机的后部及其所在的电机筒体(属于壳体的一部分)向后悬伸并超出第二级直齿传动机构。将双级行星减速机构后置到低速端，使截割传动系统保持较低的输出转速，从而获得更大的输出扭矩，提升滚筒9的截割能力。采用双级行星减速机构可有效降低直齿传动部分的负载，可以减小第二级直齿传动机构输出端齿轮的外径来增大采煤机的卧底量，控制双级行星减速机构的外径来保证滚筒装煤效果。
28.截割电机、第一级直齿传动机构、第二级直齿传动机构和双级行星减速机构的上述布置方位使得相应壳体呈近似的u形结构(参见图2)。
29.所述截割装置还设有离合系统，离合系统安装在截割电机的输出端，与第一级齿轮传动机构的输入端齿轮配合完成离与合的操作。
30.所述电机筒体内可以设置截割电机的接线腔，所述接线腔设置在电机筒体的上半部的后端部并相对电机筒体的下半部呈向后悬伸的状态，这样接线腔下方的空间可以用来通过煤流，从而增加过煤空间。
31.所述截割电机采用高功率密度电机，截割电机的轴向和径向尺寸可以更小，因此可以更好地满足三机配套需求。
32.所述长花键轴与截割电机左右并排安装在一壁之隔的相邻两个腔室中。
33.所述壳体内、第一级直齿传动机构的输出端齿轮和第二级直齿传动机构的输入端齿轮之间设有储油腔a，可以增大截割装置内油液的热交换空间，促进油液循环，提高散热性能，使截割装置温度快速达到热平衡。所述长花键轴贯穿所述储油腔。
34.所述第一级直齿传动机构的输入端齿轮设有花键孔，通过该花键孔与截割电机的输出轴同轴花键联接；所述第一级直齿传动机构的输出端齿轮和第二级直齿传动机构的输入端齿轮均设置花键孔，所述长花键轴的前部和后部分别插入对应的花键孔中；第一级直齿传动机构的输入端齿轮和输出端齿轮之间是一个惰轮或依次外啮合的多个惰轮，第二级直齿传动机构的输入端齿轮和输出端齿轮之间是一个惰轮或依次外啮合的多个惰轮；第二级直齿传动机构的输出端齿轮设有花键孔，双级行星减速机构的太阳轮的后端设有外花键，双级行星减速机构的太阳轮的花键端插入第二级直齿传动机构的输出端齿轮的花键孔中，与第二级直齿传动机构的输出端齿轮同轴花键联接。
35.所述双级行星减速机构包括一级行星减速机构和二级行星减速机构，一级行星减速机构的太阳轮也是双级行星减速机构的太阳轮以及输入端，一级行星减速机构的行星架与二级行星减速机构的太阳轮同轴花键联接，二级行星减速机构的行星架也是所述双级行星减速机构的行星架以及输出端，二级行星减速机构的行星架与用于安装滚筒9的正方形连接套同轴花键联接。转矩由第二级直齿传动机构的输出端齿轮输出给一级行星减速机构，当一级行星减速机构的太阳轮转动时，驱动一级行星减速机构的行星轮自转，同时又带动一级行星减速机构的行星架转动，转矩再传递给二级行星减速机构的太阳轮，当二级行星减速机构的太阳轮转动时，驱动二级行星减速机构的行星轮自转，同时又带动二级行星减速机构的行星架转动，进而带动所述连接套转动。
36.滚筒安装在正方形连接套之外，连接套将截割转矩传递给滚筒，驱动滚筒做功。当滚筒割煤时，截割装置的u形结构围成的一个相对封闭的空间，可以起到辅助装煤的作用。
37.位于所述长花键轴下方的壳体底部、左右方向上靠近双级行星减速机构的一端上优选设有犁形装煤装置，犁形装煤装置与壳体铰接，铰接轴线前后延伸。所述犁形装煤装置在煤流的推动下可以自由转动，转动方向随着采煤机行走方向的不同而不同。在图4所示视角下，当采煤机向左行走时，左截割装置的犁形装煤装置逆时针向下旋转，将翻落到左滚筒后方(指行走方向的后方，即图4中的右侧)的煤推向左滚筒重复装煤，因此可以有效提高左滚筒装煤效果，此时右截割装置的犁形装煤装置逆时针向上旋转，不增加牵引阻力。当采煤机向右行走时，右截割装置的犁形装煤装置顺时针向下旋转，将翻落到右滚筒后方(指行走方向的后方，即图4中的左侧)的煤推向右滚筒重复装煤，因此可以有效提高右滚筒装煤效果，此时左截割装置的犁形装煤装置顺时针向上旋转，不增加牵引阻力。
38.进一步地，所述犁形装煤装置的左右方向上的宽度优选设置成前宽后窄的结构，使得犁形装煤装置与相应侧滚筒之间形成前窄后宽的楔形空间，可以防止落煤向滚筒以外的煤壁侧流动，从而保证落煤都能够被推向相应侧滚筒进行装煤。
39.本发明还公开了一种薄煤层采煤机，其左截割装置10和右截割装置14均采用所述全悬式截割装置，左截割装置和右截割装置左右对称布置在机身的左右两侧，采煤机的机身为三段式机身，包括电控箱12以及设置于电控箱两侧的左牵引行走部11和右牵引行走部13。左截割装置和右截割装置分别与左牵引行走部11和右牵引行走部13铰接。所述薄煤层采煤机与刮板运输机15配合安装的状态下，左、右截割装置整体全悬在刮板运输机煤壁侧槽帮的外侧，可避免截割装置上下摆动对采煤机过煤空间和机面高度产生影响。该结构形式有效解决了装机功率、机面高度和过煤空间三者之间的矛盾。
40.本发明中的截割电机的布置方式相比常规的布置在刮板运输机两槽帮上方的方式，由于截割电机完全移出了刮板运输机中部槽，使两槽帮之间的过煤高度明显增加，因此显著增加了过煤空间。采用全悬式截割装置后，既兼顾了采煤机的配套挑顶量和卧底量，又提高了截割装置的适应性。
41.进一步地，第一级直齿传动机构位于刮板运输机的前方且与刮板运输机之间保持一定的间隔，第二级直齿传动机构位于刮板运输机煤壁侧槽帮外侧的铲煤板上方。
42.左、右牵引行走部壳体内各自设有牵引电机d和牵引传动系统c，牵引传动系统包括第一、二、三级直齿传动系统和一级行星减速机构，牵引电机和牵引传动系统均布置在刮板运输机的煤壁侧槽帮的上方(形成半悬机身)，牵引电机d与牵引传动系统c都不影响机面
高度与过煤空间。左、右牵引行走部其中之一的壳体内还设有泵电机e，泵电机布置在刮板运输机的煤壁侧槽帮的上方。牵引电机d、泵电机e与牵引传动系统c都不影响机面高度与过煤空间。
43.此外，取消底板上方的辅助滑靴，将支撑滑靴安置在刮板运输机的铲煤板上，与爬底板布置结构形式相比大大提高了薄煤层采煤机的适应性。
44.除壳体外，左、右截割装置的其它内部各零部件均可互换。
45.在没有具体说明的情况下，本文所称的前后分别指靠近煤壁侧的方向和远离煤壁侧的方向。