薄煤层短跨距采煤机摆动臂壳体的制作方法

1.本发明涉及一种采煤机摆动臂壳体，尤其适用于薄煤层短跨距采煤机，能为采煤机提供较大的开采范围。


背景技术：

2.现有的薄煤层采煤机上，截割电机通常位于摇臂上，随摇臂摆动而摆动。当这种薄煤层悬机身采煤机的行进方向的后摇臂采上刀时，会出现后滚筒采高过小的问题，原因是采高再增大时，后摇臂截割电机处将会与前滚筒割底刀后留有的上部煤台发生干涉，因此这种采煤机整体开采高度过窄，不能适应我国薄煤层工作面矿层厚度变化大的开采要求。
3.针对上述问题，业内曾提出将截割部分为摆动部分和固定部分，将截割电机和截割传动系统的主体都设置于固定部分，导致固定部分结构过于复杂，机身悬出段左右长度偏长、重量偏大，整机重心问题对整机受力影响仍然较大。并且，长机身结构的采煤机也无法执行类似短壁采煤机的直推进刀工艺，两端斜切进刀时时间较长，对开采效率有一定制约。


技术实现要素：

4.本发明旨在提供一种薄煤层短跨距采煤机摆动臂壳体，既能提供较大的开采范围、较大的截割功率，还能缩短机身，改善采煤机重心问题。
5.本发明的主要技术方案有：
6.一种薄煤层短跨距采煤机摆动臂壳体，其主体为左右延伸的臂架，臂架内设有用于安装截割传动机构的传动腔，传动腔的两端分别设置成输入端齿轮安装孔和输出端齿轮安装孔，左右方向上输入端齿轮安装孔和输出端齿轮安装孔所在端分别称为臂架的高速端和低速端，臂架中部设有自臂架向前悬伸的连接臂，连接臂上设有自连接臂向左或向右悬伸的前臂，前后方向上输入端齿轮安装孔位于臂架的高速端的后部，前臂和臂架的高速端的前部分别设有用于供截割电机充当销轴安装于其中的前销轴安装孔和后销轴安装孔，前销轴安装孔、后销轴安装孔与输入端齿轮安装孔同轴。
7.所述前臂的悬伸端外表面、臂架的高速端的前部的外表面和臂架的高速端的后部的外表面均优选设置成与前销轴安装孔同轴的外凸圆弧柱面，所述连接臂上靠近臂架的高速端的侧面则优选设置成与前销轴安装孔同轴的内凹圆弧柱面。
8.所述臂架的高速端的前部的圆弧直径大于后部。
9.所述连接臂可以设有内腔，连接臂的内腔与臂架的内腔相通，连接臂的内腔中设有强化冷却器安装位，所述强化冷却器安装位包括前后两个安装孔。
10.所述臂架的中部可以设有向后凸出的隆起结构，隆起结构内部空腔为辅助腔，辅助腔是臂架的内腔的一部分。
11.高度方向上所述连接臂的中上部左右宽度最窄，越靠近上下端部左右宽度越宽，连接臂的顶面为斜面，且左右方向上越靠近臂架的高速端一端越高。
12.所述臂架的低速端相对臂架的其他部分倾斜向下弯折，在臂架左右方向的中部靠近臂架的低速端处形成底面向上拢起的拱形结构。
13.所述拱形结构的内侧面以及辅助腔的外底面和左右方向上所述连接臂的靠近臂架的低速端的侧面围成装煤通道。
14.所述连接臂的下部优选设有左右延伸、开口向下的油缸容纳腔，在前后方向上所述油缸容纳腔位于前臂的下方。
15.所述油缸容纳腔的顶面为内凹圆弧柱面，该内凹圆弧柱面的直母线左右延伸，所述油缸容纳腔的前侧腔壁上开设有窗口。
16.本发明的有益效果是：
17.本发明的摆动臂壳体可以以截割电机作为销轴与采煤机机身相铰接，既缩短了前主体部壳体的左右长度，也就等于缩短了采煤机悬机身段的左右长度，又简化了截割机构的结构。
18.前臂作为起主要支撑作用的受力部分，与安装有截割传动机构的臂架相互分离，而臂架的高速端的前部尽管是臂架的一部分，但其仅作为起辅助支撑作用的次要受力部分，因此基本可以保证截割传动机构处于良好的非受力状态，使传动精度得到保障。
19.臂架内同时设置用于安装截割传动机构的传动腔和用于辅助支撑截割电机的后销轴安装孔，不仅结构更紧凑，而且能使截割传动机构的动力输入连接点与辅助支撑点靠得更近，动力传递时受跳动影响更小，动力传递更稳定可靠。
20.所述连接臂也设有内腔，且与臂架的内腔相通，增加了摆动臂壳体内的储油容积。不仅如此，连接臂的内腔中还设有强化冷却器安装位，安装上强化冷却器后可用于强化冷却油腔，以提高大功率密度摆动臂的冷却效果。
21.辅助腔的设置不仅增大了臂架的油腔，同时又增加了臂架的壳体强度。
22.所述前臂的悬伸端外表面、臂架的高速端的前部的外表面和臂架的高速端的后部的外表面均设置成与前销轴安装孔同轴的外凸圆弧柱面，左右方向上所述连接臂靠近臂架的高速端的侧面设置成与前销轴安装孔同轴的内凹圆弧柱面，可以方便与机身上相应的内凹圆弧柱面和外凸圆弧柱面形成等距间隙，对摆动臂壳体得以无干涉地自由摆动提供保证，只要合理控制上述两处一一对应的内凹圆弧柱面和外凸圆弧柱面之间的距离，可解决摆动臂壳体相对机身转动时煤岩堆积进入的问题。
23.靠近臂架的低速端的侧面1142优选为与输出端齿轮安装孔同轴的内凹圆弧柱面，该柱面可以与滚筒叶片保持一定的等间距间隙，提高滚筒螺旋输送物料的装载效果。
24.所述臂架上设有底面向上拢起的拱形结构，拱形结构的内侧面以及辅助腔的外底面和左右方向上所述连接臂的靠近臂架的低速端的侧面围成装煤通道，可以增加煤岩进入输送机的路径，有利于煤岩的分流，从而提升装载效果。
25.所述连接臂的下部、前臂的下方设有用于安装调高油缸的油缸容纳腔，不仅充分利用了采煤工作面顶板和底板之间的空间，还极大地缩短了悬机身段的左右方向长度，对于双滚筒采煤机，拉近了两滚筒之间的距离。油缸容纳腔的设置为调高油缸的摆动及布线提供了相对清洁的作业空间，保证了摆动臂壳体摆动过程中不受煤等矿料的影响，最终确保最大开采范围不受影响。
附图说明
26.图1为摆动臂壳体的一个实施例的主视图；
27.图2为图1的俯视剖视图；
28.图3为图2的a-a剖视图；
29.图4为所述强化冷却器安装位的结构示意图；
30.图5为所述装煤通道的局部放大图。
31.附图标记：
32.11.摆动臂壳体；111.前臂；1111.前臂的悬伸端外表面；1112.前销轴安装孔；112.臂架的高速端的前部；1123.后销轴安装孔；113.臂架的高速端的后部；1133.输入端齿轮安装孔；114.连接臂；1141.靠近臂架的高速端的侧面；1142.靠近臂架的低速端的侧面；1143.连接臂的内腔；1144.油缸容纳腔；1145.油缸外销孔；1146.内凹圆弧柱面；1147.油缸容纳腔的顶面；1148.冷却器进水侧腔室；1149.冷却器出水侧水道；115.辅助腔；1152.辅助腔的外顶面；1153.辅助腔的外底面；1161.外凸圆弧柱面；1162.拱顶的底面；1163.外凸圆弧柱面。
具体实施方式
33.本发明公开了一种薄煤层短跨距采煤机摆动臂壳体11(可简称为截割机构)，如图1-5所示，其主体为左右延伸的臂架，臂架内设有用于安装截割传动机构的传动腔。截割传动机构采用定轴齿轮传动机构。传动腔的两端分别设置成输入端齿轮安装孔1133和输出端齿轮安装孔，为了方便区分臂架的两个端，本文将左右方向上输入端齿轮安装孔和输出端齿轮安装孔所在端分别称为臂架的高速端和低速端。臂架中部设有自臂架向前悬伸的连接臂114，连接臂上设有自连接臂向左或向右悬伸的前臂111，即对于采煤机的右摆动臂壳体，前臂自连接臂向左悬伸；对于采煤机的左摆动臂壳体，前臂自连接臂向右悬伸。前后方向上输入端齿轮安装孔位于臂架的高速端的后部113。前臂位于臂架的高速端的前方，前臂111和臂架的高速端的前部112分别设有用于供截割电机充当销轴安装于其中的前销轴安装孔1112和后销轴安装孔1123。前销轴安装孔、后销轴安装孔与输入端齿轮安装孔同轴，以保证安装后的截割电机与输入端齿轮同轴传递动力。摆动臂壳体通过所述前臂和臂架的高速端的前部铰接在采煤机机身的前部。截割电机分别相对机身和摆动臂壳体固定连接和转动连接，实现了摆动臂壳体与机身以所述截割电机为销轴的铰接。通过将截割电机整体作为销轴，既缩短了悬机身段的左右长度，又简化了截割机构的结构。截割电机内部的绕线和转子等相关结构的布设仍然可以采用常规结构。
34.所述前臂的悬伸端外表面1111、臂架的高速端的前部112的外表面和臂架的高速端的后部113的外表面均设置成与前销轴安装孔同轴的外凸圆弧柱面。机身上相应部位也会设置多个耳座，耳座之间的凹槽设置成与前销轴安装孔同轴的内凹圆弧柱面，用以与外凸圆弧柱面一一对应，以保证摆动臂无干涉地自由摆动。
35.左右方向上所述连接臂靠近臂架的高速端的侧面设置成与前销轴安装孔同轴的内凹圆弧柱面。相应地，机身上的耳座的悬伸端外表面设置成与前销轴安装孔同轴的外凸圆弧柱面。二者一一对应，同样是对摆动臂得以无干涉地自由摆动提供保证。
36.只要合理控制上述两处一一对应的内凹圆弧柱面和外凸圆弧柱面之间的距离，可
解决摆动臂壳体相对机身转动时煤岩堆积进入的问题。
37.所述臂架的高速端的前部的圆弧直径大于臂架的高速端的后部的圆弧直径。
38.所述连接臂设有内腔，连接臂的内腔1143与臂架的内腔相通，增加了摆动臂壳体内的储油容积。如图4所示，连接臂的内腔中设有强化冷却器安装位，所述强化冷却器安装位包括前后两个安装孔。强化冷却器的前后两端分别支撑固定在前后两个安装孔中，强化冷却器与相应的安装孔之间密封。强化冷却器的主体位于连接臂的内腔中，冷却水由冷却器进水侧腔室1148流入强化冷却器的冷却管，再从冷却器出水侧水道1149流出。强化冷却器可用于强化冷却连接臂的内腔，提高大功率密度摆动臂的冷却效果。
39.所述臂架的中部设有向后凸出的隆起结构，隆起结构内部空腔为辅助腔115，辅助腔是臂架的内腔的一部分，不仅增大了臂架的油腔，同时又增加了臂架的壳体强度。辅助腔的外顶面1152为斜面，越靠近臂架的低速端越低，越靠近后方越低，该斜面有利于煤岩向输送机方向的抛甩。辅助腔的外底面1153是前低后高的斜面。
40.高度方向上所述连接臂的中上部左右宽度最窄，越靠近上下端部左右宽度越宽。连接臂的顶面为斜面，且左右方向上越靠近臂架的高速端一端越高。整个连接臂形成扁薄结构。左右宽度最窄处优选与前销轴安装孔等高。所述连接臂的上述扁薄结构与特殊的斜面结构，使得摆动臂壳体相对机身上下摆动时对上方煤台基本不产生影响，因此可以确保获得大的开采范围。
41.所述臂架的低速端相对臂架的其他部分倾斜向下弯折，在臂架左右方向的中部靠近臂架的低速端处形成底面向上拢起的拱形结构。
42.所述拱形结构的内侧面(包括拱形结构的拱顶的底面1162和位于拱顶左右两侧的两个外凸圆弧柱面1161和1163)以及辅助腔的外底面1153和左右方向上所述连接臂的靠近臂架的低速端的侧面1142围成装煤通道。其中外凸圆弧柱面1161设置在臂架的低速端外表面。设置该装煤通道增加了煤岩进入输送机的路径，有利于煤岩的分流，从而提升装载效果。靠近臂架的低速端的侧面1142优选与输出端齿轮安装孔同轴，靠近臂架的低速端的侧面1142可以与滚筒叶片保持一定间隙，提高滚筒螺旋输送物料的装载效果。
43.所述连接臂的下部设有左右延伸、开口向下的油缸容纳腔1144，在前后方向上所述油缸容纳腔位于前臂的下方。该油缸容纳腔用于安装调高油缸，安装时调高油缸的大部位于油缸容纳腔内，所述调高油缸的一端铰接在摆动臂壳体上，另一端铰接在机身上，这两处铰接轴线前后水平延伸。调高油缸伸缩可带动摆动臂壳体绕机身上下摆动。油缸容纳腔为调高油缸提供了较为清洁的作业空间，保证了摆动臂壳体摆动过程中不受煤等矿料的影响，最终确保最大开采范围不受影响。由于调高油缸设置在前臂的下方，不仅充分利用了采煤工作面顶板和底板之间的空间，还极大地缩短了悬机身段的左右方向长度，对于双滚筒采煤机，拉近了两滚筒之间的距离。
44.油缸容纳腔的靠近臂架的低速端的前后腔壁上设有油缸外销孔1145，调高油缸与连接臂相铰接的铰接轴安装在油缸外销孔中。油缸容纳腔的前后宽度略宽于调高油缸的缸筒直径。调高油缸的缸筒上方、油缸容纳腔的顶面1147的下方空间相对封闭，可用于油缸的管线的布设。油缸外销孔的上方可以设置成与油缸外销孔同轴的内凹圆弧柱面1146，调高油缸与摆动臂壳体相铰接的端刚好可以在内凹圆弧柱面1146下方顺滑地转动，只要二者间的间隙宽度控制合适，可以避免煤岩进入其中。
45.油缸的缸筒与油缸容纳腔的顶面之间可以设置弧形弹性体。油缸容纳腔的前侧侧壁上可以设置窗口，可以方便调高油缸等的维护。所述油缸容纳腔的顶面优选为内凹圆弧柱面，该内凹圆弧柱面的直母线左右延伸。
46.所述前销轴安装孔和后销轴安装孔内均安装有轴承，用于实现截割电机与摆动臂壳体的转动连接。铰接处的载荷大部分由轴承承担，能够很好地保护摆动臂壳体、机身壳体和截割电机不受或少受影响，保持连接可靠性。
47.除具体指定的情况外，本文所说的前后分别指靠近煤壁和远离煤壁的方向。