專利名稱：一種采煤設備及其破碎機構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及礦工設備技術領域，特別涉及一種用于采煤設備的破碎機構。本發(fā)明 還涉及一種包括上述破碎機構的采煤設備。
背景技術：
隨著我國經濟建設的快速發(fā)展，煤炭工業(yè)不斷朝著機械化、自動化的方向發(fā)展，綜 合機械化采煤設備越來越廣泛地應用于各種地質條件的煤炭生產之中。在綜合機械化采煤的過程中，由于煤層硬度及煤層結構的復雜性，煤壁經常會出 現(xiàn)“片幫”的現(xiàn)象，也就是煤壁在礦山壓力的作用下，產生變形、破壞乃至脫落的現(xiàn)象，“片 幫”產生的煤巖會積聚在刮板機上，當落在采煤設備的刮板輸送機構上的煤巖體積過大時， 煤巖的體積大于下部過煤口的開口面積，煤巖會堵塞采煤機的下部過煤口，導致采煤設備 由于無法正常行走而影響工作效率，此時，需要將大塊的煤巖破碎成碎塊或者粉末，令其順 利落入過煤口中，消除大塊煤巖對采煤設備的影響，保證采煤設備的工作效率。目前一般采用破碎機構將煤巖破碎。一種典型的用于采礦作業(yè)中的破碎機構包括 破碎頭，該破碎頭在動力部件的作用下做旋轉運動，并通過其在煤巖上的旋轉切割運動，實 現(xiàn)將煤巖破碎的目的。但是，由于該種破碎機構在工作過程中破碎頭是旋轉運動的，破碎頭 外周的離心力會傳遞給其切割下的煤巖，導致煤巖飛出，影響周圍工作人員的安全；同時， 旋轉破碎頭切下的煤巖多為粉末狀，這些質量很輕的粉末更容易在離心力和外界風力的作 用下飛出，并漂浮在巷道的空氣中，影響巷道的工作環(huán)境和工作人員的身體健康；并且，破 碎頭在不斷的旋轉運動中，容易產生疲勞工作，導致破碎機構的使用壽命較短，工作可靠性 較低；另外，由于旋轉運動時，破碎機構必須小范圍地破碎后才能向下繼續(xù)破碎，導致工作 效率較低。因此，如何避免破碎機構在工作過程中造成的煤巖飛出，保證巷道中工作人員的 人身安全，同時提高巷道的空氣質量，就成為本領域技術人員亟須解決的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種用于采煤設備的破碎機構，其在工作過程中能夠避免煤 巖的飛出，保證了巷道中工作人員的人身安全，并且提高了巷道中的空氣質量。本發(fā)明的另 一目的是提供一種包括上述破碎機構的采煤設備。為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種用于采煤設備的破碎機構，包括主體部、安 裝于所述主體部的動力部件，和由所述動力部件驅動的工作部件，所述動力部件驅動所述 工作部件作往復直線運動。優(yōu)選地，所述動力部件為液壓缸，所述工作部件安裝于所述液壓缸的端部，所述液 壓缸驅動所述工作部件沿其軸向伸出或者縮回。優(yōu)選地，所述液壓缸包括通過密封塞分隔的注油腔和蓄能腔，所述注油腔可選擇 地與高壓油源或者泄油口連通；所述注油腔中設有活塞，所述活塞的一端固定于所述密封塞，其另一端位于所述注油腔的腔體之外且與所述工作部件連接；所述密封塞與所述活塞 沿所述液壓缸的軸向往復運動。優(yōu)選地，所述液壓缸的液壓介質為乳化液。優(yōu)選地，所述蓄能腔中填充的壓縮介質為氮氣。優(yōu)選地，還包括連接臂，所述連接臂的一端安裝于所述液壓缸的缸體，其另一端安 裝于所述主體部。優(yōu)選地，所述連接臂通過第一鉸接軸鉸接于所述主體部，且通過第五鉸接軸鉸接 于所述缸體，所述第一鉸接軸和所述第五鉸接軸均位于水平面上，且與所述工作部件的伸 縮方向相垂直；所述連接臂與所述主體部之間安裝有第一油缸，所述第一油缸通過與所述 第一鉸接軸平行的第二鉸接軸與所述連接臂鉸接。優(yōu)選地，還包括鉸接于所述連接臂與所述缸體之間的第二油缸，所述第二油缸的 一端通過第三鉸接軸鉸接于所述缸體，其另一端通過第四鉸接軸鉸接于所述連接臂；所述 第三鉸接軸與所述第四鉸接軸均平行于所述第一鉸接軸。優(yōu)選地，還包括安裝于所述主體部底部的行走部件。本發(fā)明還提供一種采煤設備，包括行走裝置、安裝于所述行走裝置上方的采掘裝 置，以及安裝于所述采掘裝置的破碎機構，所述破碎機構為如上述任一項所述的破碎機構。本發(fā)明所提供的用于采煤設備的破碎機構，包括主體部、安裝于主體部上的動力 部件，和由所述動力部件驅動的工作部件，動力部件驅動工作部件作往復直線運動；在破碎 機構的工作過程中，直線運動不會產生離心力，避免了造成破碎后的小塊煤巖在破碎時飛 出，保證了巷道中工作人員的人身安全；同時，直線運動破碎的煤巖不會切割成粉末狀，從 而避免了巷道中煤屑飛揚，提高了巷道中的空氣質量；并且，直線運動的單次運動行程較 大，從而提高了破碎機構的破碎效率。在一種優(yōu)選的實施方式中，本發(fā)明所提供的液壓缸包括通過密封塞分隔的注油腔 和蓄能腔，注油腔可選擇地與高壓油源連通；注油腔中設有活塞，活塞的一端固定于密封 塞，其另一端位于注油腔的腔體之外且與工作部件連接，密封塞與活塞沿液壓缸的軸向往 復運動；這樣，當工作部件處于伸出最長的極限位置時，高壓油源與注油腔連通，此時，注油 腔中的油壓高于蓄能腔中的油壓，密封塞、活塞和工作部件向蓄能腔的方向運動，壓縮蓄能 腔中的介質，蓄能腔儲存能量；當工作部件運動至縮短最短的極限位置時，高壓油源與注油 腔截止、泄油口與注油腔連通，此時，注油腔中的壓力低于蓄能腔中的壓力，密封塞、活塞和 工作部件迅速向遠離蓄能腔的方向運動，工作部件迅速伸出，以實現(xiàn)工作部件通過類似脈 沖的伸出方式對煤巖進行破碎，沖擊力較大，從而提高了破碎效果。在另一種優(yōu)選的實施方式中，連接臂通過第一鉸接軸安裝于主體部，第一鉸接軸 位于水平面上，且與工作部件的伸縮方向相垂直；連接臂與主體部之間安裝有第一油缸，第 一油缸通過與第一鉸接軸平行的第二鉸接軸與連接臂鉸接；這樣，當?shù)谝挥透咨扉L時，連接 臂在第一油缸的驅動下繞第一鉸接軸運動，實現(xiàn)連接臂在與工作部件的伸縮方向不同的方 向上運動，從而擴大了工作部件的作用范圍，提高了破碎機構的使用性能。


圖1為本發(fā)明所提供用于采煤設備的破碎機構第一種具體實施方式
的結構示意
4圖；圖2為本發(fā)明所提供用于采煤設備的破碎機構第二種具體實施方式
的結構示意 圖；圖3為本發(fā)明所提供用于采煤設備的破碎機構第三種具體實施方式
的結構示意 圖；圖4為本發(fā)明所提供用于采煤設備的破碎機構第四種具體實施方式
的結構示意 圖；圖5為圖4所示破碎機構側視方向的結構示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的核心是提供一種用于采煤設備的破碎機構，其在工作過程中能夠避免煤 巖的飛出，保證了巷道中工作人員的人身安全，并且提高了巷道中的空氣質量。本發(fā)明的另 一核心是提供一種包括上述破碎機構的采礦設備。為了使本技術領域的人員更好地理解本發(fā)明的技術方案，下面結合附圖和具體實 施方式對本發(fā)明作進一步的詳細說明。請參考圖1，圖1為本發(fā)明所提供用于采煤設備的破碎機構第一種具體實施方式
的結構示意圖。在一種具體實施方式
中，本發(fā)明所提供的用于采煤設備的破碎機構，包括主體部 1、動力部件和工作部件2，其中主體部1固定安裝于采煤設備的適當位置上，主體部1上安 裝有動力部件，動力部件驅動工作部件2運動，工作部件2具有預定的軸向長度，且在動力 部件的驅動下作往復直線運動。上述工作部件2的軸向長度應根據(jù)實際的工作要求設定，其軸向長度與實際工作 中需要破碎的煤塊的大小、工作部件2的強度等諸多因素油管，工作部件2的軸向長度的具 體數(shù)值在此不做限定。本文中，工作部件2上最先與煤塊接觸的端部稱為外端部，在工作部件2的外端部 上可以安裝若干釘狀破碎頭，這些破碎頭的與煤塊接觸處具有尖頭，以便更好地切割煤塊； 工作部件2的外端部上也不局限于設置有破碎頭，也可以直接將工作部件2與煤塊接觸處 加工成尖頭的結構。上述工作部件2在動力部件的驅動下作直線運動，是指，工作部件2可以在沿其自 身軸向的方向上直線運動，也可以在豎直平面上直線運動，也可以為其他任何能夠實現(xiàn)煤 塊破碎的方向上的直線運動；工作部件2的直線運動方向與動力部件的安裝位置和動力部 件的具體形式有關，只要能夠實現(xiàn)工作部件2的直線運動，動力部件的安裝位置和形式在 此不做限定。動力部件可以為液壓缸3，所述工作部件2安裝于所述液壓缸3的端部，液壓缸3 驅動工作部件2沿其軸向伸出或者縮回。液壓缸3的動力輸出平穩(wěn)，輸出功率較大，且安裝 較為方便，結構較為簡單，使用成本較低。液壓缸3可以包括注油腔和蓄能腔，且注油腔和蓄能腔通過密封塞分隔，注油腔 可選擇地與高壓油源或者泄油口連通，注油腔中設有活塞，活塞的一端固定于密封塞，其另 一端位于注油腔的腔體之外且與工作部件2連接，密封塞與活塞沿所述液壓缸3的軸向往復運動；這樣，當工作部件2處于伸出最長的極限位置時，高壓油源與注油腔連通，此時，注 油腔中的油壓高于蓄能腔中的油壓，密封塞、活塞和工作部件2向蓄能腔的方向運動，壓縮 蓄能腔中的介質，蓄能腔儲存能量；當工作部件2運動至縮短最短的極限位置時，高壓油源 與注油腔截止、泄油口與注油腔連通，此時，注油腔中的壓力低于蓄能腔中的壓力，密封塞、 活塞和工作部件2迅速向遠離蓄能腔的方向運動，工作部件2迅速伸出，以實現(xiàn)工作部件2 通過類似脈沖的伸出方式對煤巖進行破碎，沖擊力較大，從而提高了破碎效果。液壓缸3的液壓介質為乳化液。乳化液為煤礦巷道中較為常用的介質，液壓缸3 采用乳化液作為其液壓介質，取材方便，從而節(jié)約了工作成本。顯然地，液壓缸3的液壓介 質也不局限于乳化液，其也可以為本領域中常規(guī)使用的其他介質，例如液壓油等。上述蓄能腔中填充的壓縮介質可以為氮氣，由于氮氣的壓縮比較大，在工作部件2 伸出時，蓄能腔釋放的能量較大，從而進一步提高了工作部件2的沖擊、破碎能力，提高了 破碎效率。上述動力部件也不局限于液壓缸3的形式，其也可以為本領域中常規(guī)使用的驅動 元件，例如電機等；只要能夠實現(xiàn)驅動工作部件2的直線運動，動力部件的具體形式可以有 多種，且不應受到本發(fā)明具體實施方式
的限制。本發(fā)明所提供的用于采煤設備的破碎機構，還可以包括行走部件7 (示于圖5中)， 該行走部件7安裝于主體部1底部，從而實現(xiàn)自行運動，方便破碎機構工作地點的轉移；破 碎機構也不局限于增加行走部件7，其也可以直接固定在采煤機上，通過采煤機的運動，帶 動破碎機構的運動。上述行走部件7可以為行走輪，該行走輪通過電機8驅動，且與采煤機的刮板輸送 機構的銷軌輪相嚙合，從而驅動破碎機構沿工作面運動；行走部件7也不局限于與上述銷 軌輪相嚙合，其也可以獨自在采煤機的適當位置運動。在破碎機構的工作過程中，直線運動不會產生離心力，避免了造成破碎后的小塊 煤巖在破碎時飛出，保證了巷道中工作人員的人身安全；同時，直線運動破碎的煤巖不會切 割成粉末狀，從而避免了巷道中煤屑飛揚，提高了巷道中的空氣質量。還可以對本發(fā)明所提供的用于采煤設備的破碎機構進行進一步的改進。請參考圖2，圖2為本發(fā)明所提供用于采煤設備的破碎機構第二種具體實施方式
的結構示意圖。在第二種具體實施方式
中，本發(fā)明所提供的用于采煤設備的破碎機構還包括連接 臂4，該連接臂4的一端安裝于液壓缸3的缸體，其另一端安裝于主體部1，以便增加液壓缸 3與主體部1之間的距離，避免主體部1對工作部分的運動產生干涉，提高破碎機構的工作 性能；連接臂4與缸體和主體部1之間的安裝方式可以為鉸接，也可以為本領域中常規(guī)使用 的其他固定連接方式，例如焊接、螺栓連接等；連接臂4的形狀和長度根據(jù)實際使用情況確 定，在此不做限定。連接臂4與主體部1之間可以安裝有第一油缸61，此時，連接臂4通過第一鉸接軸 51安裝于主體部1，通過第五鉸接軸55安裝于缸體，第一鉸接軸51和第五鉸接軸55均位 于水平面上，且與所述工作部件2的伸縮方向相垂直，第一油缸61通過與第一鉸接軸51平 行的第二鉸接軸52與連接臂4鉸接；這樣，當?shù)谝挥透?1伸長時，連接臂4在第一油缸61 的驅動下繞第一鉸接軸51運動，實現(xiàn)連接臂4在與工作部件2的伸縮方向不同的方向上運動，從而擴大了工作部件2的作用范圍，提高了破碎機構的使用性能。需要指出的是，當連接臂4與主體部1之間安裝有第一油缸61時，連接臂4與主 體部1之間，以及連接臂4與缸體之間均需要通過轉動連接的方式連接，以便保證連接臂4 能夠在第一油缸61的作用下相對于主體部1運動；而連接臂4與主體部1之間，以及連接 臂4與缸體之間的轉動連接方式并不局限于鉸接的方式，也可以為本領域中常規(guī)使用的其 他轉動連接方式，例如銷連接等。請參考圖3、圖4和圖5 ；圖3為本發(fā)明所提供用于采煤設備的破碎機構第三種具 體實施方式的結構示意圖；圖4為本發(fā)明所提供用于采煤設備的破碎機構第四種具體實施 方式的結構示意圖；圖5為圖4所示破碎機構側視方向的結構示意圖。在第三種具體實施方式
中，本發(fā)明所提供用于采煤設備的破碎機構還可以包括第 二油缸62，該第二油缸62鉸接于連接臂4與所述缸體之間，第二油缸62的一端通過第三鉸 接軸53鉸接于缸體，其另一端通過第四鉸接軸54鉸接于連接臂4，第三鉸接軸53與第四鉸 接軸54均平行于上述第一鉸接軸51，此時，連接臂4通過第一鉸接軸51安裝于主體部1， 通過第五鉸接軸55安裝于缸體，第一鉸接軸51和第五鉸接軸55均位于水平面上，且與所 述工作部件2的伸縮方向相垂直；這樣，當?shù)诙透?2伸長時，液壓缸3在第二油缸62的 驅動下繞第三鉸接軸53運動，從而進一步擴大了工作部件2的作用范圍，進一步提高了破 碎機構的使用性能。在第四種具體實施方式
中，本發(fā)明所提供的用于采煤設備的破碎機構既包括第一 油缸61，又包括第二油缸62，從而使得破碎機構既具有第二種具體實施方式
的優(yōu)點，又具 有第三種具體實施方式
的優(yōu)點。第四種具體實施方式
可以作為本發(fā)明所提供的用于采煤設 備的破碎機構的最優(yōu)實施方式。本發(fā)明所提供的破碎機構還可以包括側推油缸9，該側推油缸9安裝于主體部1與 連接臂4之間，且該側推油缸9的伸縮方向與工作部件2的直線運動方向大體相同，從而進 一步擴大了工作部件2的工作范圍。除了上述破碎機構，本發(fā)明還提供一種包括上述破碎機構的采煤設備，該采煤設 備的其他各部分結構請參考現(xiàn)有技術，在此不再贅述。以上對本發(fā)明所提供的一種采煤設備及其破碎機構進行了詳細介紹。本文中應用 了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解 本發(fā)明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本 發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明 權利要求的保護范圍內。
權利要求
一種用于采煤設備的破碎機構，包括主體部(1)、安裝于所述主體部(1)的動力部件，和由所述動力部件驅動的工作部件(2)；其特征在于，所述動力部件驅動所述工作部件(2)作往復直線運動。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于采煤設備的破碎機構，其特征在于，所述動力部件為液 壓缸(3)，所述工作部件(2)安裝于所述液壓缸(3)的端部，所述液壓缸(3)驅動所述工作 部件(2)沿其軸向伸出或者縮回。
3.根據(jù)權利要求2所述的用于采煤設備的破碎機構，其特征在于，所述液壓缸(3)包括 通過密封塞分隔的注油腔和蓄能腔，所述注油腔可選擇地與高壓油源或者泄油口連通；所 述注油腔中設有活塞，所述活塞的一端固定于所述密封塞，其另一端位于所述注油腔的腔 體之外且與所述工作部件(2)連接；所述密封塞與所述活塞沿所述液壓缸(3)的軸向往復 運動。
4.根據(jù)權利要求3所述的用于采煤設備的破碎機構，其特征在于，所述液壓缸(3)的液 壓介質為乳化液。
5.根據(jù)權利要求4所述的用于采煤設備的破碎機構，其特征在于，所述蓄能腔中填充 的壓縮介質為氮氣。
6.根據(jù)權利要求2至5任一項所述的用于采煤設備的破碎機構，其特征在于，還包括連 接臂(4)，所述連接臂(4)的一端安裝于所述液壓缸(3)的缸體，其另一端安裝于所述主體 部⑴。
7.根據(jù)權利要求6所述的用于采煤設備的破碎機構，其特征在于，所述連接臂(4)通 過第一鉸接軸(51)鉸接于所述主體部(1)，且通過第五鉸接軸(55)鉸接于所述缸體，所述 第一鉸接軸(51)和所述第五鉸接軸(55)均位于水平面上，且與所述工作部件(2)的伸縮 方向相垂直；所述連接臂(4)與所述主體部(1)之間安裝有第一油缸(61)，所述第一油缸 (61)通過與所述第一鉸接軸(51)平行的第二鉸接軸(52)與所述連接臂(4)鉸接。
8.根據(jù)權利要求6所述的用于采煤設備的破碎機構，其特征在于，還包括鉸接于所述 連接臂(4)與所述缸體之間的第二油缸(62)，所述第二油缸(62)的一端通過第三鉸接軸 (53)鉸接于所述缸體，其另一端通過第四鉸接軸(54)鉸接于所述連接臂(4)；所述第三鉸 接軸(53)與所述第四鉸接軸(54)均平行于所述第一鉸接軸(51)。
9.根據(jù)權利要求1至5任一項所述的用于采煤設備的破碎機構，其特征在于，還包括安 裝于所述主體部(1)底部的行走部件(7)。
10.一種采煤設備，包括行走裝置、安裝于所述行走裝置上方的采掘裝置，以及安裝于 所述采掘裝置的破碎機構，其特征在于，所述破碎機構為如權利要求1至9任一項所述的破 碎機構。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于采煤設備的破碎機構，包括主體部(1)、安裝于所述主體部(1)的動力部件，和由所述動力部件驅動的工作部件(2)；所述動力部件驅動所述工作部件(2)作往復直線運動。在破碎機構的工作過程中，直線運動不會產生離心力，避免了造成破碎后的小塊煤巖在破碎時飛出，保證了巷道中工作人員的人身安全；同時，直線運動破碎的煤巖不會切割成粉末狀，從而避免了巷道中煤屑飛揚，提高了巷道中的空氣質量；并且，直線運動的單次運動行程較大，從而提高了破碎機構的破碎效率。本發(fā)明還公開了一種包括上述破碎機構的采煤設備。
文檔編號E21C31/02GK101906969SQ20101023840
公開日2010年12月8日 申請日期2010年7月26日 優(yōu)先權日2010年7月26日
發(fā)明者庹文敏, 樊后世, 苑雪濤, 賀聲陽, 郎國軍 申請人:三一重型裝備有限公司