一种采煤机多滚筒摇臂及其采煤方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种采煤机多滚筒摇臂及采煤方法，具体说是一种利用矿山压力落煤，达到高产、高效、低耗采煤的采煤机多滚筒摇臂。
【背景技术】
[0002]综合机械化采煤可以达到减轻体力劳动、提高安全性、提高产量等目的，滚筒采煤机是综采工作面的核心设备，广泛应用于各种煤层的开采作业中。传统滚筒采煤机有单摇臂采煤机和双摇臂采煤机，截割部结构均为一个摇臂上安装一个滚筒，此种结构决定了采煤断面一次形成，没有释放压力的过程，无法利用矿压落煤，而且滚筒尺寸须随采高增大而增大。对于大采高工作面要求滚筒直径大，制造、安装和运输较困难，例如我国山西海德拉太矿公司针对采高6.5-7米的煤层设计了直径为3.2米的采煤机滚筒，须采用可拆卸的分体式滚筒结构才可运输至井下安装，若采用多滚筒结构，可成倍减小滚筒直径。
[0003]目前采用多滚筒结构的采煤机主要有:专利号为200810116449.9公开了一种三滚筒采煤机，提出在机身中部增加一个短摇臂截割部的三滚筒采煤机结构，滚筒直径可减小到双滚筒直径的三分之一，但滚筒布置决定采煤断面是从上往下形成，未能利用抗压落煤；专利号为201310601470.9公开了一种采用双滚筒截割部的四滚筒采煤机，采用在摇臂中部增加一个滚筒的结构，主要为解决薄煤层装煤效果差的问题，但在摇臂中部增加滚筒会降低摇臂强度，影响整机稳定性。但是利用滚筒分层截割煤层释放压力，利用矿压落煤的多滚筒采煤机还没有。
【发明内容】
[0004]发明目的:为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种采煤机多滚筒摇臂及其采煤方法，是一种利用释放煤层压力降低煤层强度，达到高效、低耗割煤的多滚筒摇臂，采用多滚筒形式减小滚筒尺寸，降低加工成本。
[0005]技术方案:为实现上述目的，本发明采用的技术方案为:
[0006]一种采煤机多滚筒摇臂，包括摇臂壳体、电机、传动系统、滚筒架和多个滚筒，所述摇臂壳体的一端与采煤机铰接，所述摇臂壳体的另一端安装有滚筒架，所述滚筒架上连接设置多个滚筒；所述摇臂壳体内部安装有电机和传动系统，电机通过传动系统将将动力分别传递至滚筒架和多个滚筒，驱动滚筒架转动和多个滚筒截割。
[0007]进一步的，所述传动系统包括第一级减速机构、第二级减速机构、滚筒架转动机构、第三级减速机构和多个第四级行星减速器，所述电机与第一级减速机构传动连接，所述第一级减速机构与第二级减速机构传动连接，所述第二级减速机构与滚筒架转动机构传动连接，所述滚筒架转动机构与第三级减速机构传动连接，所述第三级减速机构与第四级行星减速器传动连接，所述每个第四级行星减速器分别与一个滚筒对应连接，同时驱动多个滚筒截割；需要滚筒架转动时，所述滚筒架转动机构驱动滚筒架转动。
[0008]进一步的，所述滚筒架转动机构包括A齿轮、多个B齿轮、C齿轮、滑移齿圈和滑移油缸，所述第二级减速机构与A齿轮传动连接，所述A齿轮与多个B齿轮啮合，A齿轮为中心轮，B齿轮为行星轮，所述B齿轮的齿轮轴与C齿轮连接，所述B齿轮与第三级减速机构传动连接，所述滑移齿圈外圈与摇臂壳体啮合；截割过程和滚筒架转动过程的切换，分别由滑移油缸伸出推动滑移齿圈使其内圈与C齿轮啮合，和由滑移油缸缩回拉动滑移齿圈使其内圈与B齿轮啮合。
[0009]进一步的，所述B齿轮的个数与滚筒个数均为3个。
[0010]一种采煤机多滚筒摇臂的采煤方法，具体步骤如下:
[0011]a.电机将动力通过第一级减速机构传递到第二级减速机构；
[0012]b.调整滚筒位置:滑移油缸缩回拉动滑移齿圈与B齿轮啮合，构成2K-H型行星轮系，A齿轮和滑移齿圈为中心轮，B齿轮为行星轮，滚筒架为行星架，第二级减速机构将动力传递到该行星轮系，带动滚筒架转动到工作位置，即A滚筒在前，B滚筒、C滚筒在后；
[0013]c.采煤阶段:滑移油缸伸出推动滑移齿圈内圈与C齿轮啮合，滑移齿圈外圈与摇臂壳体啮合，使C齿轮固定，与C齿轮相连的B齿轮的轴也固定，从而使滚筒架固定，第二级减速机构将动力传递到B齿轮，B齿轮将动力传递到第三级减速机构，第三级减速机构将动力传递到第四级行星减速器，第四级行星减速器将动力传递到滚筒进行割煤；
[0014]d.完成多个回采工作后需转换A滚筒、B滚筒、C滚筒位置，保证三个滚筒的损耗均衡；
[0015]f.重复步骤b、c、d完成采煤工作面的推进。
[0016]有益效果:本发明提供的方案可以利用矿山压力辅助割煤、落煤，提高生产效率和降低能耗，还可以成倍减小滚筒直径，降低制造、运输难度和加工成本。
【附图说明】
[0017]附图1是本发明的整体结构正视图。
[0018]附图2是本发明的俯视图。
[0019]附图3是本发明滚筒架转动机构的局部放大图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0021]如图1所示，一种采煤机多滚筒摇臂，包括摇臂壳体1、电机2、传动系统、滚筒架4和多个滚筒，所述摇臂壳体I的一端与采煤机铰接，所述摇臂壳体I的另一端安装有滚筒架4，所述滚筒架4上连接设置多个滚筒；所述摇臂壳体I内部安装有电机2和传动系统，电机2通过传动系统将将动力分别传递至滚筒架4和多个滚筒，驱动滚筒架4转动和多个滚筒截割。
[0022]所述传动系统包括第一级减速机构7、第二级减速机构16、滚筒架转动机构8、第三级减速机构10和多个第四级行星减速器9，所述电机2与第一级减速机构7传动连接，所述第一级减速机构7与第二级减速机构16传动连接，所述第二级减速机构16与滚筒架转动机构8传动连接，所述滚筒架转动机构8与第三级减速机构10传动连接，所述第三级减速机构10与第四级行星减速器9传动连接，所述每个第四级行星减速器9分别与一个滚筒对应连接，同时驱动多个滚筒截割；需要滚筒架4转动时，所述滚筒架转动机构8驱动滚筒架4转动。
[0023]所述滚筒架转动机构8包括A齿轮15、多个B齿轮12、C齿轮14、滑移齿圈11和滑移油缸13，所述第二级减速机构16与A齿轮15传动连接，所述A齿轮15与多个B齿轮12啮合，A齿轮15为中心轮，B齿轮12为行星轮，所述B齿轮12的齿轮轴与C齿轮14连接，所述B齿轮12与第三级减速机构10传动连接，所述滑移齿圈11外圈与摇臂壳体I啮入口 ο
[0024]截割过程和滚筒架4转动过程的切换，分别由滑移油缸13伸出推动滑移齿圈11使其内圈与C齿轮14啮合，和由滑移油缸13缩回拉动滑移齿圈11使其内圈与B齿轮12啮合。滑移齿圈11外圈与摇臂壳体I啮合，采煤机截割过程中滑移齿圈11内圈与C齿轮14啮合，使C