一种新型薄煤层采煤机截割部的制作方法

1.本发明涉及煤矿采煤机技术领域，具体涉及一种新型薄煤层采煤机截割部。


背景技术：

2.我国薄煤层资源分布广泛、储量丰富、目前全国已探明的薄煤层可采储量约占煤炭总可采储量的19％、在一些地区薄煤层储量比重很大、如四川省占60％、山东省占54％、黑龙江省占51％、贵州省占37％、其他产煤省份如河南、山西、内蒙、河北、吉林也有丰富的薄煤层资源。但是，由于常规采煤机的机面高度、机身长度等因素影响，在下限煤层开无法进行，不得不放弃开采，造成资源极度浪费。
3.由于薄煤层工作面的煤层都比较薄，要求采煤机的截割部体积和滚筒直径都要小，还要保证采煤机正常开采时的卧底量和装煤效果，常规采煤机截割部很难满足要求。
4.常规薄煤层采煤机截割部包括：电机、与电机连接的第一级直齿轮机构、与第一级直齿轮机构连接的中部行星齿轮机构、与中部行星齿轮机构连接的第二级直齿轮机构、与第二级直齿轮机构连接的第三级直齿轮机构、与第三级直齿轮机构连接的输出轴，以及安装在输出轴上的滚筒。由于采用将行星机构布置在截割部的中部、第三级直齿轮机构为单输出轴结构，导致单输出轴结构在采煤机滚筒卧底时，输出轴处落到运输机槽帮上，卧底量小，无法适应起伏煤层工作面，机头和机尾三角煤剩余较多。又由于截割部壳体将滚筒一侧排煤口挡住，影响装煤，且滚筒旋向为内旋，截割时有煤块往采煤机中部甩，可能会砸到操作人员，产生安全事故。


技术实现要素：

5.鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种新型薄煤层采煤机截割部，用于提高装煤效果，以克服上述现有技术的不足。
6.本发明提供的新型薄煤层采煤机截割部，包括：电机、与电机连接的第一级直齿轮机构、与第一级直齿轮机构连接的中部行星齿轮机构，与中部行星齿轮机构连接的第二级直齿轮机构、与第二级直齿轮机构连接的第三级直齿轮机构、与第三级直齿轮机构连接的输出轴，以及安装在输出轴上的滚筒，所做的改进是，所述电机、第一级直齿轮机构、中部行星齿轮机构、第二级直齿轮机构和第三级直齿轮机构呈倒s形设置，其中，所述第二级直齿轮机构的输入端与中部行星齿轮机构的扭矩轴连接，所述第二级直齿轮机构与第三级直齿轮机构之间通过长过轴连接，所述第二级直齿轮机构位于截割部的老唐侧(远离煤壁的方向叫做“老塘侧，即采空区域)，所述第二级直齿轮机构的相对侧开设有排煤口，所述电机的输出轴和第一级直齿轮机构在同一轴线上，所述第一级直齿轮机构与第二级直齿轮机构垂直设置，所述第二级直齿轮机构与长过轴垂直设置，所述长过轴与第三级直齿轮机构平行设置。
7.作为本发明的优选结构，所述第三级直齿轮机构包括：套装在长过轴上的主动轮、与主动轮啮合的从动轮、安装在从动轮内并与长过轴平行设置的输出轴、所述从动轮的位
置低于主动轮。
8.作为本发明的优选结构，所述第三级直齿轮机构位于运输机槽帮外侧。
9.作为本发明的优选结构，扭矩轴为阶梯轴，所述扭矩轴的一端安装带有轴承的离合手柄，另一端的中心设计拉丝孔，所述扭矩轴上开设有剪切槽。
10.作为本发明的优选结构，在截割部的外壳体的输出轴处与中部行星齿轮机构处设置有加强筋。
11.作为本发明的优选结构，所述电机的过载能力为额定扭矩的2.2倍，所述扭矩轴按电动机功率的额定扭矩的1.7倍设计，齿轮静载荷强度按电动机额定扭矩的2.5倍设计，在扭矩轴扭断时齿轮轴类和电机不会瞬时过载而损坏。
12.本发明的优点及积极效果是：
13.1、本发明的传动机构采用倒s型的布置方式，使得截割部壳体中部空出来。通过这种布置方式，在采煤机滚筒的一侧增加了排煤口，提高薄煤层采煤机的装煤效果；另外，由于增加了排煤口，使得滚筒旋向可以外旋，截割时煤块往采煤机外侧甩，避免砸到操作人员，产生安全事故。
14.2、本发明将第三级直齿轮机构的从动轮布置向下摆。也使得安装在从动轮上的输出轴在截割部的下方，进而安装在输出轴上的滚筒位置也更靠下，其优点是可以增加采煤机的卧底量，适应薄煤层有起伏的工作面，减少机头和机尾三角煤。另外，采用s型的布置方式的布置方式，使得输出轴中心距截割部的回转中心长度减小，力臂缩短，同样截割煤层时，本截割部的受力更好。
15.3、本发明的第三级直齿轮机构位于运输机槽帮外侧，截割部下摆角度更大，输出轴位置更向下。上述方式可以增加采煤机的卧底量；而且可以安装直径更小的滚筒，适应薄煤层有起伏的工作面，减少机头和机尾三角煤。
16.4、本发明的第二级直齿轮机构到第三级直齿轮机构采用长过轴连接，长过轴中部无齿轮、轴承等其他零件，使得长过轴处壳体直径更小，可增加截割部的过煤空间。
17.5、本发明的扭矩轴设计成阶梯轴形式，安装方便；开设合理剪切槽，过载时断裂位置平整，不粘连，能保护截割电机和摇臂内腔传动系统。由于扭矩轴设计成阶梯结构，一侧安装带有轴承的离合手柄，另一侧中心设计拉丝孔，损坏后由老塘侧方便抽出。
18.6、本发明电机的过载能力为额定扭矩的2.2倍，扭矩轴按电动机功率的额定扭矩的1.7倍设计，齿轮静载荷强度按电动机额定扭矩的2.5倍设计，在扭矩轴扭断时齿轮轴类和电机不会瞬时过载而损坏。
19.7、本发明的截割部通过倒s型的布置方式，使截割部的厚度减薄。末级传动采用单出轴形式(老式为行星机构在输出轴端)，抗冲击、过载能力强。直齿传动输出轴外径小，滚筒叶片高，提高装煤效果。截割部的第三级直齿轮机构在运输机槽帮外侧，截割部下摆角度更大。增加采煤机的卧底量。
20.8、本发明可解决薄煤层机械化开采问题；提高采煤工效、降低工人劳动强度、降低生产成本、提升矿井的安全水平和经济效益；可缓解资源枯竭矿井的生产接续，延长矿井服务年限，提高煤炭资源回收率。对加快国内采矿业的技术创新步伐，提高薄煤层开采水平，实现绿色开采，走可持续发展战略，创建资源节约型企业，具有重要的现实和推广意义。
附图说明
21.通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：
22.图1为现有技术中的采煤机和运输机配套图。
23.图2为现有技术中的采煤机结构示意图之一。
24.图3为图2的剖视图。
25.图4为现有技术中的采煤机结构示意图之二。
26.图5为图4的剖视图。
27.图6本发明实施例中的整体结构示意图。
28.图7为图6的剖视图。
29.图8本发明实施例中的主动轮与从动轮安装结构示意图。
30.图9本发明实施例中的过长轴与第三级直齿轮机构安装结构示意图。
31.图10本发明实施例中扭矩轴结构示意图。
32.图11本发明实施例中剪切槽结构示意图。
33.图12本发明实施例中输出轴与运输机槽帮安装结构剖视图。
34.图13现有技术中输出轴与运输机槽帮安装结构剖视图。
35.附图说明：电机1、第一级直齿轮机构2、中部行星齿轮机构3、第二级直齿轮机构4、第三级直齿轮机构5、主动轮501、主动轮501、输出轴6、扭矩轴7、长过轴8、排煤口9、运输机槽帮10、剪切槽11。
具体实施方式
36.在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。
37.图1-13示出了根据本发明实施例的整体结构示意图。
38.如图1-3所示，本发明实施例提供的新型薄煤层采煤机截割部，包括：电机1、与电机1连接的第一级直齿轮机构2、与第一级直齿轮机构2连接的中部行星齿轮机构3，与中部行星齿轮机构3连接的第二级直齿轮机构4、与第二级直齿轮机构4连接的第三级直齿轮机构5、与第三级直齿轮机构5连接的输出轴6，以及安装在输出轴6上的滚筒，所述电机1、第一级直齿轮机构2、中部行星齿轮机构3、第二级直齿轮机构4和第三级直齿轮机构5呈倒s形设置，其中，所述第二级直齿轮机构4的输入端与中部行星齿轮机构3的扭矩轴7连接，所述第二级直齿轮机构4与第三级直齿轮机构5之间通过长过轴8连接，所述第二级直齿轮机构4位于截割部的老唐侧(远离煤壁的方向叫做“老塘侧，即采空区域)，所述第二级直齿轮机构4的相对侧开设有排煤口9，所述电机1的输出轴和第一级直齿轮机构2在同一轴线上，所述第一级直齿轮机构2与第二级直齿轮机构4垂直设置，所述第二级直齿轮机构4与长过轴8垂直设置，所述长过轴8与第三级直齿轮机构5平行设置。
39.本实施例中的第三级直齿轮机构5包括：套装在长过轴8上的主动轮501、与主动轮501啮合的从动轮502、安装在从动轮502内并与长过轴8平行设置的输出轴6、所述从动轮502的位置低于主动轮501，即从动轮502相对于主动轮501向下摆。
40.本实施例中的第三级直齿轮机构5位于运输机槽帮10的外侧。
41.本实施例中的扭矩轴7为阶梯轴，所述扭矩轴7的一端安装带有轴承的离合手柄，另一端的中心设计拉丝孔，所述扭矩轴7上开设有剪切槽11。
42.本实施例中的截割部的外壳体的输出轴6处与中部行星齿轮机构3处设置有加强筋。
43.本实施例中的电机1的过载能力为额定扭矩的2.2倍，所述扭矩轴7按电动机功率的额定扭矩的1.7倍设计，齿轮静载荷强度按电动机额定扭矩的2.5倍设计，在扭矩轴扭断时齿轮轴类和电机不会瞬时过载而损坏。
44.本实施例中的截割部壳体常用材料主要机械性能指标对比
[0045][0046]
截割部壳体材料由铸钢zg270-500提升到合金钢zg25mng2，经过调质处理，抗拉强度由500mpa提高到850mpa，提高材质等级，保证了壳体抗振强度，并且增加了耐磨性。
[0047]
2)齿轮材料
[0048]
传动系统齿轮材料全部采用20cr2ni4，与材料20crmntia、30crmntia对比，淬透性和耐磨性高，冲击功提高1.5倍，抗冲击能力强，弯曲疲劳安全系数＞2.5，在传动系统强度校核中属于高可靠性，适合高负荷、冲击频繁条件下使用。
[0049]
工作原理：将传动机构采用倒s型的布置方式，截割部壳体中部空出来。通过这种布置方式可以增加位于采煤机滚筒的一侧的排煤口9，提高薄煤层采煤机的装煤效果并且可以使滚筒旋向外旋，截割时煤块往采煤机外侧甩，避免砸到操作人员，产生安全事故。再将第三级直齿轮机构5的从动轮502布置为向下摆。这样布置的输出轴6在截割部的下方。由于滚筒安装在输出轴上，使得滚筒位置也更靠下，可以增加采煤机的卧底量m，适应薄煤层有起伏的工作面，减少机头和机尾三角煤。另外，输出轴6中心距截割部的回转中心长度减小，力臂缩短，同样截割煤层时，本截割部的受力更好。最后第三级直齿轮机构5在运输机槽帮10的外侧，截割部下摆角度更大，输出轴6位置更向下。不仅可以增加采煤机的卧底量；而且可以安装直径更小的滚筒，适应薄煤层有起伏的工作面，减少机头和机尾三角煤。
[0050]
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。