一種切割頭式短壁大採高採煤機的製作方法

2023-04-24 06:03:11 2

專利名稱：一種切割頭式短壁大採高採煤機的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於煤礦井下開採設備，是一種特別適用於中、小型煤礦的切割頭式短壁大米聞米煤機。
背景技術：
·[0002]目前，對於大、中型煤礦井下開採設備與開採技術，主要有大型電力或液壓牽引綜合採煤機、運輸、液壓支架、輔助運輸設備等，大型電力或液壓牽引綜合採煤機。綜合採煤機是集截割、裝運、行走、操作等功能於一體，主要用於截割任意形狀斷面的井下煤或半煤巖巷道的綜合掘進設備。大、中型煤礦主要以長壁開採工藝為主進行煤炭開採。對於中、小型煤礦，這種大型設備投資很大，該大型設備對於中、小型煤礦煤炭開採工藝也不適合推廣使用。以上所述現有的大型開採設備存在以下問題I、投入高，產出比低採用現有的大型綜合機械化採煤方法，設備重、功率大、投入高、產出比低；2、能耗高採用目前的綜合機械化採煤方法，由於採、裝、運煤工藝全部為大功率設備，所以單位採煤能耗高；3、適應性差綜合機械化採煤對煤層地質條件適應性差，現有綜合機械化採煤要求煤層賦存穩定，工作面傾斜長度在80米以上，走向長度一般在500米以上；倉房採燥只適用於小型煤礦和大、中型煤礦的殘採；4、停產搬家時間長和準備工期長由於普通綜合機械化採煤設備多，體積和重量大，搬家時間長，構建一個工作面所需的輔助工程多，所用工期長。而對於中、小型煤礦的開採普遍採用倉房炮採、短壁懸移頂梁開採、分層綜採、放頂煤綜採、旺格維利倉採等採煤技術。其開採設備和採煤工藝存在以下問題I、回採率低，資源浪費驚人小型煤礦普遍採用倉房炮採，資源回收率僅在25%左右；大中型礦井採用分層綜採和放頂煤綜採，工作面資源回收率也僅在70%左右，礦井資源回收率更低，僅僅只有50%左右；2、效率低倉房、炮採機械化程度低，用人多，工效低；分層綜採、放頂煤工藝複雜，設備多，功率大，效益低；3、頂板問題倉房採煤、炮採頂板管理採用點柱支護，支護強度低，頂板管理困難，容易發生頂板事故；4、採掘比大分層綜採、倉房採煤掘進工程量大，放頂煤綜採回收率低，所以採掘比大，容易造成採掘銜接緊張。
發明內容本實用新型的目的針對中、小型煤礦現有開採設備所存在的問題，提供一種適合於中、小型煤礦，設備結構緊湊，體積和重量小，適應性強，便於安裝與運輸的切割頭式短壁大採高採煤機，同時提供一種可解決現有中、小型煤礦採煤技術存在的四低(資源回收率低、產出比低、塊率低、工效低)、三高(高投入、高能耗、高風險)、兩長(準備工期長、搬家時間長)、一差(適應性差)等突出問題的一種切割頭式短壁大採高採煤機。為了實現上述目的本實用新型的技術方案是一種切割頭式短壁大採高採煤機，包括機身I、滑動機構2、迴轉座3、切割頭式切割裝置4、永磁電機裝煤裝置5、行走機構6、輔助裝置7、輔助液壓系統8與電氣控制系統9 ；所述機身I為長方形箱體結構，所述行走機構6設置在機身的體內與下面，行走機構在工作面刮板輸送機上移動行走；所述輔助裝置7、輔助液壓系統8和電氣控制系統9都設置在機身的體內；其特徵是所述滑動機構2安裝於機身的採煤工作面一側，所述迴轉座3安裝在滑動機構2的花鍵軸232伸出部分，切割頭式切割裝置4鉸接在迴轉座3上；所述永磁電機裝煤裝置5安裝於切割頭式短壁大採高採煤機的機頭一側，與機身呈平行方向布置；裝煤滾筒53靠近米煤工作面一側布置。所述滑動機構2包括上滑道21、下滑道22、小搖臂23、伸縮油缸24、與油缸底座25 ;所述上滑道21固定安裝在機身I頂部，下滑道22固定安裝於機身I下部，上、下滑道都靠近機尾，位於採煤工作面一側；所述小搖臂23的上、下兩端分別嵌在上、下滑道中，油缸底座25固定安裝在機身I頂部，靠近機頭與採煤工作面一側；伸縮油缸24 —端通過小搖臂殼體銷子243鉸接在小搖臂殼體231上，另一端通過油缸底座銷子244鉸接在油缸底座25上；通過控制伸縮油缸24的行程，來推動小搖臂23在滑道內滑動。所述小搖臂23由小搖臂殼體231、花鍵軸232、轉臂233、軸承234、迴轉油缸235組成，小搖臂殼體231為整體箱型結構，上、下兩端分別嵌在上、下滑道中，軸承234安裝在小搖臂殼體231內部的軸承座中，花鍵軸232由軸承234支撐，有花鍵的部分伸出小搖臂殼體231與迴轉座3聯接；兩軸承234中間裝有轉臂233，通過平鍵與花鍵軸232聯接，轉臂233和花鍵軸232能夠同時旋轉。轉臂233呈菱形，兩端設有油缸鉸接耳236，小搖臂殼體231內部左側設有油缸鉸接耳237 ;迴轉油缸235 —端通過轉臂銷子238鉸接在轉臂233上，另一端通過小搖臂銷子239鉸接小搖臂殼體231上。兩根迴轉油缸235上下布置，一推一拉，共同推動轉臂233在豎直平面內轉動，同時帶動花鍵軸232旋轉；所述迴轉座3固定安裝在小搖臂殼體231中伸出的花鍵軸232上，其內圈也設置有花鍵，能夠與花鍵軸232 —起旋轉。所述切割頭式切割裝置4由架體41、截割電機42、離合裝置43、減速機構44、懸臂段45與截割滾筒46組成；所述截割電機42固定安裝在架體41上，離合裝置43設在截割電機42與減速機構44之間，懸臂段45安裝在減速機構44上，懸臂段45末端轉動聯接有截割滾筒46 ；所述截割滾筒46的割刀呈螺旋布置並裝在截割滾筒上，在截割滾筒內裝有噴水管紐，並在截割滾筒設有噴水口，噴水口與噴水管組連接；截割電機42提供動力，通過減速機構44和懸臂段45帶動截割滾筒46進行截割煤體；所述擺動油缸33 —端通過迴轉座銷子32鉸接於迴轉座上，另一端通過架體銷子34鉸接於切割頭式切割裝置的架體41上。所述永磁電機裝煤裝置包括連接臂51、永磁電機52、裝煤滾筒53、升降油缸54等；所述連接臂51通過銷子511鉸接在採煤機機身靠近機頭一側，所述升降油缸54 —端通過銷子541鉸接在連接臂51上，另一端通過銷子542鉸接在採煤機機身上，通過調整升降油缸54的行程 來控制裝煤裝置5的臥底量；所述永磁電機52由轉子521與定子522兩部分組成，內部結構為定子522並與連接臂51固定安裝在一起,夕卜部為轉子521並與裝煤滾筒53固定聯接在一起；通過永磁電機52外部旋轉帶動裝煤滾筒53旋轉。本實用新型提供的切割頭式短壁大採高採煤機與現有的採煤機相比較，具有突出的實質性特點和顯著效果是I、採用掘進機截割裝置進行割煤裝煤，採用採煤機牽引裝置進行行走。它集和掘進機與採煤機的優點，外形體積和重量小，增強了採煤機的適應性，給採煤機的安裝與運輸創造了便利。2、採用低速永磁電機裝煤裝置，省去了傳統搖臂中的減速機構，避免了目前搖臂經常出現的故障，體積小、發熱小，損失功率小，方便控制。3、採用切割頭式切割裝置進行割煤裝煤，螺旋切割頭可實現上下左右擺動，使採煤機的循環步距增加至I. 5米，大大提高了出煤量。4、設備能耗低，配備一套綜採工作面設備裝機總功率僅為600kw左右。5、適應性強適用多種傾斜長度的工作面，適用長度為10-200米。現有大部分煤田的大、中、小型煤礦皆可採用該技術。總之，本實用新型可解決現有中、小型煤礦採煤技術存在的四低(資源回收率低、產出比低、塊率低、工效低)、三高(高投入、高能耗、高風險)、兩長(準備工期長、搬家時間長)、一差(適應性差)等突出問題，為中小型煤礦實現綜合機械化採煤提供了成套採煤裝備。

圖I是一種切割頭式短壁大採高採煤機主視圖。圖2是一種切割頭式短壁大採高採煤機俯視圖。圖3是一種切割頭式短壁大採高採煤機左視圖。圖4是一種切割頭式短壁大採高採煤機滑動機構主視圖。圖5是一種切割頭式短壁大採高採煤機滑動機構俯視圖。圖6是一種切割頭式短壁大採高採煤機切割頭式切割裝置主視圖。圖7是一種切割頭式短壁大採高採煤機永磁電機裝煤裝置俯視圖。
具體實施方式
以下結合附圖進行本實用新型的具體實施方式
詳細說明一、本實用新型的一種切割頭式短壁大採高採煤機的結構如圖I至圖7所示，本實用新型的一種切割頭式短壁大採高採煤機，切割頭式切割裝置採用的是掘進機式的切割裝置，為電牽引、電拖動切割頭、液壓傳動改變切割頭式切割裝置俯仰角和向工作面內外擺動角；裝煤裝置為永磁電機驅動裝煤滾筒的機電液一體化採煤機。[0042]一種切割頭式短壁大採高採煤機，包括機身I、滑動機構2、迴轉座3、切割頭式切割裝置4、永磁電機裝煤裝置5、行走機構6、輔助裝置7、輔助液壓系統8和電氣控制系統9 ；所述的機身I為長方形箱體結構，滑動機構2安裝於機身的採煤工作面一側，迴轉座3安裝在滑動機構2的花鍵軸232伸出部分，切割頭式切割裝置4鉸接在迴轉座3上；行走機構6設置在機身的體內與下面；永磁電機裝煤裝置5安裝於切割頭式短壁大採高採煤機的機頭一側，與機身呈平行方向布置，裝煤滾筒53靠近採煤工作面一側布置；所述的輔助裝置7、輔助液壓系統8和電氣控制系統9都設置在機身的體內；切割頭式矩壁採煤機的行走機構在工作面刮板輸送機上移動行走。其中I、滑動系統如圖I至圖5所示，所述滑動機構2包括上滑道21、下滑道22、小搖臂23、伸縮油缸24、與油缸底座25 ;所述上滑道21固定安裝在機身I頂部，下滑道22固定安裝於機身I下部，上、下滑道都靠近機尾，位於採煤工作面一側；所述小搖臂23的上、下兩端分別嵌在上、下滑道中，小搖臂23靠近機頭側設有伸縮油缸的鉸接耳241。油缸底座25固定安裝在 機身I頂部，靠近機頭與採煤工作面一側；伸縮油缸24 —端通過小搖臂殼體銷子243鉸接在小搖臂殼體231上的伸縮油缸的鉸接耳241，另一端通過油缸底座銷子244鉸接在油缸底座25上；通過控制伸縮油缸24的行程，來推動小搖臂23在滑道內滑動。所述小搖臂23，由小搖臂殼體231、花鍵軸232、轉臂233、軸承234、迴轉油缸235組成，小搖臂殼體231為整體箱型結構，上、下兩端分別嵌在上、下滑道中，軸承234安裝在小搖臂殼體231內部的軸承座中，花鍵軸232由軸承234支撐，有花鍵的部分伸出小搖臂殼體231與迴轉座3聯接。兩軸承234中間裝有轉臂233，通過平鍵與花鍵軸232聯接，轉臂233和花鍵軸232可以同時旋轉。轉臂233呈菱形，兩端設有油缸鉸接耳236，小搖臂殼體231內部左側設有油缸鉸接耳237。迴轉油缸235 —端通過轉臂銷子238鉸接在轉臂233上，另一端通過小搖臂銷子239鉸接小搖臂殼體231上。兩根迴轉油缸235上下布置，一推一拉，共同推動轉臂233在豎直平面內轉動，同時帶動花鍵軸232旋轉。所述迴轉座3固定安裝在小搖臂殼體231中伸出的花鍵軸232上，其內圈也設置有花鍵，可以和花鍵軸232 —起旋轉。迴轉座3上設有與切割頭式切割裝置聯接的鉸接耳31，還有與擺動油缸聯接的鉸接耳32。2、截割系統如圖I至圖3所示，所述切割頭式切割裝置4由架體41、截割電機42、離合裝置
43、減速機構44、懸臂段45、截割滾筒46組成；所述截割電機42固定安裝在架體41上，離合裝置43設在截割電機42與減速機構44之間，懸臂段45安裝在減速機構44上，懸臂段45末端轉動聯接有截割滾筒46 ;所述截割滾筒46的割刀呈螺旋布置並裝在截割滾筒上，在截割滾筒內裝有噴水管紐，並在截割滾筒設有噴水口，噴水口與噴水管組連接。截割電機42提供動力，通過減速機構44和懸臂段45帶動截割滾筒46進行截割煤體；所述架體41上設有擺動油缸鉸接耳411，擺動油缸33 —端通過迴轉座銷子32鉸接於迴轉座上，另一端通過架體銷子34鉸接於切割頭式切割裝置的架體41上。通過控制擺動油缸33伸縮來調整切割頭式切割裝置向煤壁側擺動，截割內側煤體。通過控制小搖臂23裝置內的迴轉油缸235伸縮，可以推動轉臂233帶動花鍵軸232和迴轉座3，進而帶動切割頭式切割裝置4在豎直平面內轉動；通過控制擺動油缸33伸縮，可以控制切割頭式切割裝置4向煤壁側擺動，截割內側煤體。 當機組運行至機頭時，伸縮油缸24將滑動機構2推移至最前方，旋轉油缸235將截割滾筒46轉動到最下方，可以完成機頭臥底；當機組運行至機尾時，伸縮油缸24將滑動機構2推移至最後方，可以實現機尾順槽直接進刀。3、裝煤裝置如圖I至圖3、圖6、圖7所示，所述永磁電機裝煤裝置包括連接臂51、永磁電機52、裝煤滾筒53、升降油缸54等；所述連接臂51通過銷子511鉸接在採煤機機身靠近機頭一偵牝其連接臂51上設有升降油缸鉸接耳512，沿機身機頭方向靠近煤壁側還設有升降油缸鉸接耳11 ;所述升降油缸54 —端通過銷子541鉸接在連接臂51的升降油缸鉸接耳512上，另一端通過銷子542鉸接在採煤機機身上的升降油缸鉸接耳11。通過調整升降油缸54的行程來控制裝煤裝置5的臥底量；所述永磁電機52由轉子521與定子522兩部分組成，內部結構為定子522並與連接臂51固定安裝在一起，外部為轉子521並與裝煤滾筒53固定聯接在一起；通過永磁電機52外部旋轉帶動裝煤滾筒53旋轉。實現裝煤功能。4、行走機構又如圖I到圖3所示，行走機構包括牽引電動機、齒輪傳動裝置、行走箱和行走齒輪；牽引電動機連接齒輪傳動軸組並裝於機身內，行走箱和行走齒輪位於工作面的支架側的機身下面，並安裝在工作面刮板輸送機的行走齒條的上方，通過齒輪傳動裝置把牽引電動機的動力傳至行走齒輪，使切割頭式短壁大採高採煤機的在工作面刮板輸送機上移動行走。5、輔助裝置輔助裝置包括拖纜裝置和噴霧冷卻系統。所述的拖纜裝置位於切割頭式短壁大採高採煤機的機身後部，用於連接切割頭式短壁大採高採煤機供電電纜；所述的噴霧冷卻系統位於切割頭式短壁大採高採煤機的搖臂頂部，割煤過程中噴霧系統可降低工作面空氣中的煤塵含量，減少煤塵對職工身體的危害，同時冷卻系統可對切割頭式短壁大採高採煤機的電機系統進行冷卻，降低電機系統損耗率。6、液壓系統液壓系統包括油箱、油泵、各個油鈕和控制閥等。液壓系統的油箱和油泵位於採煤機機身中的後部，為切割頭式短壁大採高採煤機各個工作機構的旋轉、擺動提供動力。7、電氣控制系統電氣控制系統包括變頻器、電控箱。變頻器、電控箱裝於切割頭式短壁大採高採煤機的機身內。切割頭式短壁大採高採煤機中旋轉傳動機構可使切割臂上下旋轉；切割臂可向工作面內外擺動。二、本實用新型切割頭式短壁大採高採煤機的工作方式該切割頭式短壁大採高採煤機在割煤和退機的過程中用永磁電機裝煤裝置將工作面的落煤裝入工作面刮板輸送機，通過刮板輸送機運往順槽皮帶。切割頭式短壁大採高採煤機在割煤過程中，該切割頭式短壁大採高採煤機切割裝置的切割頭，割煤從機尾順槽進刀，切割頭向工作面煤壁伸入I. 5米進行左右擺動對工作面底部煤體進行切割，截割高度800毫米；再進行上下擺動切割，截深800毫米，靠近該切割頭式短壁大採高採煤機的機身處的700毫米未切割的煤壁受到頂板壓力和煤體本身的自重作用自行垮落，未跨落的煤壁再進行左右擺動切割；割煤過程中採煤機向前移動行走；永磁電機裝煤裝置將切割落煤裝入工作面刮板輸送機；待切割頭式短壁大採高採煤機割煤至機頭後，進行退機工序，退機過程中，永磁電機裝煤裝置對工作面剩餘浮煤裝入工作面刮板輸送機，同時工作面液壓支架跟機進行拉架，對工作面頂 板及時進行支護；待切割頭式短壁大採高採煤機退機至機尾時，拉架工序同時結束，工作面進行整體推溜工序，將工作面刮板輸送機推至煤壁，將該切割頭式短壁大採高採煤機推至工作面機尾順槽內，完成一個完整的割煤循環工藝。
權利要求1.一種切割頭式短壁大採高採煤機，包括機身(I)、滑動機構(2)、迴轉座(3)、切割頭式切割裝置(4)、永磁電機裝煤裝置(5)、行走機構(6)、輔助裝置(7)、輔助液壓系統(8)與電氣控制系統(9);所述機身為長方形箱體結構，所述行走機構設置在機身的體內與下面，行走機構在工作面刮板輸送機上移動行走；所述輔助裝置、輔助液壓系統和電氣控制系統都設置在機身的體內；其特徵是所述滑動機構安裝於機身的採煤工作面ー側，所述迴轉座安裝在滑動機構的花鍵軸伸出部分，切割頭式切割裝置鉸接在迴轉座上；所述永磁電機裝煤裝置安裝於切割頭式短壁大採高採煤機的機頭ー側，與機身呈平行方向布置；永磁電機裝煤裝置的裝煤滾筒靠近採煤工作面ー側布置。
2.根據權利要求I所述的ー種切割頭式短壁大採高採煤機，其特徵是所述滑動機構包括上滑道(21)、下滑道(22)、小搖臂(23)、伸縮油缸(24)、與油缸底座(25);所述上滑道固定安裝在機身(I)頂部，下滑道固定安裝於機身下部，上、下滑道都靠近機尾，位於採煤エ作面ー側； 所述小搖臂的上、下兩端分別嵌在上、下滑道中，油缸底座固定安裝在機身頂部，靠近機頭與採煤工作面ー側；伸縮油缸一端通過小搖臂殼體銷子(243)鉸接在小搖臂殼體(231)上，另一端通過油缸底座銷子(244)鉸接在油缸底座上；通過控制伸縮油缸的行程，來推動小搖臂在滑道內滑動。
3.根據權利要求2所述的ー種切割頭式短壁大採高採煤機，其特徵是所述小搖臂由小搖臂殼體(231)、花鍵軸(232)、轉臂(233)、軸承(234)、迴轉油缸(235)組成，小搖臂殼體為整體箱型結構，上、下兩端分別嵌在上、下滑道中，軸承安裝在小搖臂殼體內部的軸承座中，花鍵軸由軸承支撐，有花鍵的部分伸出小搖臂殼體與迴轉座(3)聯接；兩軸承中間裝有轉臂，通過平鍵與花鍵軸聯接，轉臂和花鍵軸能夠同時旋轉；轉臂呈菱形，兩端設有油缸鉸接耳(236)，小搖臂殼體231內部左側設有油缸鉸接耳(237);迴轉油缸一端通過轉臂銷子(238)鉸接在轉臂上，另一端通過小搖臂銷子(239)鉸接小搖臂殼體上；兩根迴轉油缸上下布置，一推ー拉，共同推動轉臂在豎直平面內轉動，同時帶動花鍵軸旋轉；所述迴轉座(3)固定安裝在小搖臂殼體中伸出的花鍵軸上，其內圈也設置有花鍵，能夠與花鍵軸一起旋轉。
4.根據權利要求I所述的ー種切割頭式短壁大採高採煤機，其特徵是所述切割頭式切割裝置由架體(41)、截割電機(42)、離合裝置(43)、減速機構(44)、懸臂段(45)與截割滾筒(46)組成；所述截割電機固定安裝在架體上，離合裝置設在截割電機與減速機構之間，懸臂段安裝在減速機構上，懸臂段末端轉動聯接有截割滾筒； 所述截割滾筒的割刀呈螺旋布置並裝在截割滾筒上，在截割滾筒內裝有噴水管紐，井在截割滾筒設有噴水ロ，噴水ロ與噴水管組連接；截割電機提供動カ，通過減速機構和懸臂段帶動截割滾筒進行截割煤體； 所述擺動油缸一端通過迴轉座銷子(32)鉸接於迴轉座上，另一端通過架體銷子(34)鉸接於切割頭式切割裝置的架體上。
5.根據權利要求I所述的ー種切割頭式短壁大採高採煤機，其特徵是所述永磁電機裝煤裝置包括連接臂(51)、永磁電機(52)、裝煤滾筒(53)、升降油缸(54)等；所述連接臂通過銷子(511)鉸接在採煤機機身靠近機頭ー側，所述升降油缸一端通過銷子(541)鉸接在連接臂上，另一端通過銷子(542)鉸接在採煤機機身上，通過調整升降油缸的行程來控制裝煤裝置的臥底量；所述永磁電機由轉子(521)與定子(522)兩部分組成，內部結構為定子(522)並與連接臂固定安 裝在一起，夕卜部為轉子(521)並與裝煤滾筒固定聯接在一起；通過永磁電機外部旋轉帶動裝煤滾筒旋轉。
專利摘要本實用新型涉及一種切割頭式短壁大採高採煤機，主要包括機身、滑動機構、迴轉座、切割頭式切割裝置、永磁電機裝煤裝置、行走機構、輔助裝置、輔助液壓系統與電氣控制系統；特點是滑動機構安裝於機身的採煤工作面一側，迴轉座安裝在滑動機構的花鍵軸伸出部分，切割頭式切割裝置鉸接在迴轉座上；永磁電機裝煤裝置安裝於切割頭式短壁大採高採煤機的機頭一側，與機身呈平行方向布置；裝煤滾筒靠近採煤工作面一側布置。它外形體積和重量小，增強了採煤機的適應性，給採煤機的安裝與運輸創造了便利，特別適用於中、小型煤礦。
文檔編號E21C35/22GK202560216SQ20122019920
公開日2012年11月28日 申請日期2012年5月5日 優先權日2012年5月5日
發明者閆振東 申請人:閆振東