本發(fā)明涉及一種組合式采煤機(jī)搖臂，包含可拆分的主搖臂和輔助截割臂(簡(jiǎn)稱輔助臂)，其中的輔助臂可相對(duì)主搖臂擺動(dòng)。

背景技術(shù)：

1、用于薄煤層開采的三機(jī)裝備近幾年發(fā)展較快，尤其是作為核心開采設(shè)備的采煤機(jī)。隨著大量條件較好的薄或較薄煤層的開采，目前復(fù)雜工況的工作面變的越來越多，煤層薄、開采頂?shù)讕r石量多，為了追求設(shè)備的可靠性與開采效率，采煤機(jī)功率由原有的整機(jī)200kw發(fā)展至目前的1400kw,功率增大了近6倍，而薄煤層開采下限厚度仍然在1.2-1.4m范圍。一邊是開采條件變得復(fù)雜，一邊是采煤機(jī)功率快速提升直接導(dǎo)致的關(guān)鍵部件體積增大，相應(yīng)產(chǎn)生了很多問題：

2、1、對(duì)寬采高范圍的適應(yīng)性差：

3、對(duì)于常規(guī)結(jié)構(gòu)搖臂7(參見圖1)，普遍采用中小直徑滾筒，可減少頂?shù)讖U石的開采，同時(shí)提高截割能力，保持適當(dāng)?shù)难b載效果。然而在遇到采高范圍較大的工作面時(shí)，前后兩個(gè)滾筒的直徑的總和往往不能很好覆蓋較厚煤層的總厚度，因此無法正常推進(jìn)工作面開采，需要臨時(shí)處理。通常的解決辦法就是換用更大直徑的滾筒，導(dǎo)致頂?shù)讕r石的開采，降低了煤的品質(zhì)或增加洗選成本，還影響設(shè)備的可靠性和增加損耗，開采效率大大降低。

4、2、有效截割功率損失大：

5、減速機(jī)構(gòu)尺寸增大，導(dǎo)致無法安裝直徑較小的滾筒，因此對(duì)煤層的最小厚度開采的適應(yīng)性大大降低(參見圖2)。煤層93很薄時(shí)，截割滾筒大部接觸的是巖石層94，因此需要同時(shí)割大量石頭，大大增加了洗選成本以及開采損耗(因?yàn)檫@樣的大功率采煤機(jī)，機(jī)身高度相比原有小功率采煤機(jī)只會(huì)增加)。

6、并且，大尺寸行星減速機(jī)構(gòu)還使得滾筒裝載葉片變短，裝載效果大大減弱，大量煤、矸石在滾筒與電機(jī)之間反復(fù)破碎，增大功耗，損失有效截割功率。

7、3、大功率化帶來諸多不良影響：

8、在有效(或不變)的開采空間里，大功率化導(dǎo)致減速器體積的增大，容易引起腔體潤(rùn)滑與散熱不足，并且由于行星機(jī)構(gòu)增大、滾筒葉片空間減少、臂架變寬滾筒裝載距離變遠(yuǎn)、變厚臂架下方的裝載通道減小等又導(dǎo)致滾筒裝載效果大大減弱等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種含擺動(dòng)輔助臂的組合式采煤機(jī)搖臂，包含主搖臂和輔助臂，輔助臂可相對(duì)主搖臂殼體擺動(dòng)，利用輔助臂能完成輔助截割，使相應(yīng)采煤機(jī)實(shí)現(xiàn)較薄至中厚煤層的高效、低耗、寬采高范圍的開采。

2、本發(fā)明的主要技術(shù)方案有：

3、一種含擺動(dòng)輔助臂的組合式采煤機(jī)搖臂，包括擺動(dòng)輔助臂總成和分體式主搖臂，所述擺動(dòng)輔助臂總成包括擺動(dòng)輔助臂、擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置和中間架，所述擺動(dòng)輔助臂包括輔助臂電機(jī)、輔助臂離合、輔助臂行星減速機(jī)構(gòu)、輔助臂定軸齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和輔助臂殼體；所述輔助臂殼體包括輔助臂臂架和自輔助臂臂架分別向前、后方延伸的圓筒形前懸伸部和圓筒形后懸伸部，輔助臂臂架呈前后扁薄、左右延伸的條形盒狀，前懸伸部和后懸伸部分別靠近輔助臂臂架的左右端部；輔助臂定軸齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在輔助臂臂架和前懸伸部的內(nèi)腔，輔助臂定軸齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出端外露于前懸伸部的前方，所述輔助臂行星減速機(jī)構(gòu)和輔助臂電機(jī)一前一后安裝在后懸伸部的內(nèi)孔中，輔助臂電機(jī)的輸出軸經(jīng)輔助臂離合與輔助臂行星減速機(jī)構(gòu)的輸入端建立同軸連接和斷開連接，輔助臂行星減速機(jī)構(gòu)的輸出端同軸連接輔助臂定軸齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入端；所述中間架上設(shè)有前后延伸的圓形的輔助臂安裝孔，后懸伸部由前向后隨形插入輔助臂安裝孔并與中間架形成轉(zhuǎn)動(dòng)配合；

4、所述分體式主搖臂包括連接架和主搖臂臂架，連接架的端部設(shè)有靠上的機(jī)身鉸接座和靠下的調(diào)高油缸鉸接座，主搖臂臂架包括臂架殼體和安裝在臂架殼體上的主搖臂電機(jī)、主搖臂離合和主搖臂傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，主搖臂傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出端上安裝主搖臂滾筒，左右方向上所述中間架可拆卸固定安裝在所述主搖臂臂架和連接架之間且所述前懸伸部比后懸伸部靠近所述主搖臂臂架，前后方向上所述輔助臂臂架位于主搖臂滾筒的采空側(cè)末端截線與機(jī)身鉸接座和調(diào)高油缸鉸接座的前端面之間；

5、所述擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置包括擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置輔助臂端安裝座、擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置主搖臂端安裝座和擺動(dòng)油缸，擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置輔助臂端安裝座安裝在輔助臂臂架的頂面和/或底面上，擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置主搖臂端安裝座安裝在主搖臂臂架上，擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置輔助臂端安裝座和擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置主搖臂端安裝座的軸線均為前后延伸，擺動(dòng)油缸的兩端分別鉸接在擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置輔助臂端安裝座和擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置主搖臂端安裝座上。

6、所述中間架與主搖臂臂架、所述中間架與連接架分別通過一對(duì)對(duì)接面及對(duì)接面上設(shè)置的止口定位，全部四個(gè)對(duì)接面的上下邊緣處各自前后間隔設(shè)有多個(gè)t形槽。

7、所述t形槽上下延伸且槽口均位于相應(yīng)對(duì)接面上，靠近上邊緣的t形槽上端貫通、下端封閉，靠近下邊緣的t形槽下端貫通、上端封閉。

8、所述中間架的左、右側(cè)面上的止口一側(cè)為凹止口，另一側(cè)為凸止口，主搖臂臂架和連接架上與中間架的凹止口所在側(cè)面對(duì)接的對(duì)接面上的止口是形狀和尺寸匹配的凸止口，主搖臂臂架和連接架上與中間架的凸止口所在側(cè)面對(duì)接的對(duì)接面上的止口是形狀和尺寸匹配的凹止口。

9、所述凹止口由前后延伸的通槽形成，所述凸止口由前后延伸直到相應(yīng)側(cè)面前后邊緣的凸棱形成，所述四個(gè)對(duì)接面靠近上、下邊緣處各自前后間隔設(shè)有多個(gè)左右延伸的銷孔。

10、作為進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，所述通槽的深度與凸棱的高度相等，所述通槽的槽寬與所述凸棱的上下方向?qū)挾认嗟取?/p>

11、所述中間架上還優(yōu)選設(shè)有中間架線纜槽。

12、所述輔助臂還包括回轉(zhuǎn)支撐座、花鍵套和導(dǎo)向套，回轉(zhuǎn)支撐座位于輔助臂行星減速機(jī)構(gòu)和輔助臂電機(jī)之間，輔助臂行星減速機(jī)構(gòu)的內(nèi)齒圈固定在后懸伸部的內(nèi)孔中，回轉(zhuǎn)支撐座相對(duì)行星減速機(jī)構(gòu)的內(nèi)齒圈同軸固定，花鍵套旋轉(zhuǎn)支撐在回轉(zhuǎn)支撐座的內(nèi)孔中，花鍵套的內(nèi)孔由前向后依次為前花鍵孔、定位光孔和后花鍵孔，輔助臂行星減速機(jī)構(gòu)的輸入端太陽(yáng)輪的后部的外花鍵與前花鍵孔配合，輔助臂行星減速機(jī)構(gòu)的輸入端太陽(yáng)輪的后端面設(shè)有軸向延伸的外大內(nèi)小的中心錐孔，導(dǎo)向套的前部為前小后大的中心錐體，后部為圓柱體，導(dǎo)向套固定安裝在花鍵套的內(nèi)孔中，導(dǎo)向套的后部與定位光孔軸孔配合，導(dǎo)向套的前部與中心錐孔配合，導(dǎo)向套的后端面設(shè)有軸向延伸的中心導(dǎo)向孔，輔助臂離合的扭矩軸的前部由前向后依次為光軸段和花鍵軸段，扭矩軸的光軸段和花鍵軸段分別與中心導(dǎo)向孔和后花鍵孔配合時(shí)扭矩軸與輔助臂行星減速機(jī)構(gòu)的輸入端同軸連接，扭矩軸的花鍵軸段位于后花鍵孔的后方時(shí)扭矩軸與輔助臂行星減速機(jī)構(gòu)的輸入端斷開連接。

13、所述輔助臂定軸齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括依次外嚙合的輸入端齒輪、惰輪和輸出端齒輪，所述輸出端齒輪包括同軸設(shè)置的齒輪體和齒輪軸，軸向上齒輪體偏向齒輪軸的后端，齒輪體與惰輪外嚙合，所述輸出端齒輪通過齒輪軸上設(shè)置的前軸頸、中間軸頸和后軸頸旋轉(zhuǎn)支撐在輔助臂殼體上，前軸頸和中間軸頸位于齒輪體前方，后軸頸位于齒輪體后方，前軸頸的前方設(shè)有花鍵軸段，所述花鍵軸段伸出到前懸伸部的前方，所述花鍵軸段與一個(gè)同時(shí)設(shè)有內(nèi)花鍵和方形凸止口的連接盤花鍵配合，一輔助臂滾筒通過其上設(shè)置的方形凹止口與所述方形凸止口的配合隨形套設(shè)并固定在所述連接盤上，所述輔助臂滾筒與輔助臂殼體間不接觸；輔助臂行星減速機(jī)構(gòu)的輸出端與所述輸入端齒輪通過花鍵配合傳動(dòng)連接。

14、所述輔助臂殼體優(yōu)選為上下對(duì)稱結(jié)構(gòu)。

15、本發(fā)明的有益效果是：

16、本發(fā)明的組合式搖臂有兩套截割系統(tǒng)，相當(dāng)于將原來的單一截割系統(tǒng)拆分成主輔兩個(gè)，可以充分利用更多的空間來設(shè)置，使單側(cè)搖臂總截割功率可以增加，截割能力得到提升，而原有搖臂截割系統(tǒng)功率甚至可以適當(dāng)降低，使得采煤機(jī)關(guān)鍵部件體積增大以及由此帶來的設(shè)備適應(yīng)性不足、有效截割功率損失大等問題都能得到改善。

17、可以利用輔助臂進(jìn)行輔助截割，即輔助臂和主搖臂共同完成整個(gè)工作面的煤層開采，可以提高單側(cè)整個(gè)復(fù)合式搖臂對(duì)寬采高范圍的適應(yīng)性。

18、采煤機(jī)上應(yīng)用了本發(fā)明的組合式搖臂后，無論用前輔助臂滾筒開采前主搖臂滾筒下煤，還是用后輔助臂滾筒開采后主搖臂滾筒上部煤，都能一定程度上提高采高范圍的上限，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)寬采高開采和局部過厚煤層的開采，并減少后主搖臂滾筒的截割損耗。

19、本發(fā)明的組合式搖臂相比現(xiàn)有搖臂增加了輔助臂輔助截割功能，可適應(yīng)更寬的采高范圍；總體上可直接擴(kuò)展搖臂功率，提高截割性能。由于主搖臂電機(jī)采用的是常規(guī)的安裝結(jié)構(gòu)，相比懸電機(jī)搖臂，由于沒有懸電機(jī)的影響，輔助臂滾筒可輔助主搖臂在任意采高上實(shí)施開采作業(yè)，操作對(duì)輔助臂都不影響。

20、由于左右方向上所述前懸伸部比后懸伸部遠(yuǎn)離所述連接架，即輔助臂滾筒朝向主搖臂滾筒側(cè)安裝，便于實(shí)現(xiàn)較大采高的輔助截割；靠近主搖臂滾筒側(cè)在大采高時(shí)更有利于截割下的煤進(jìn)入輸送槽內(nèi)。

21、可以根據(jù)采高的不同，通過控制擺動(dòng)油缸的伸縮調(diào)整輔助臂滾筒的高度以滿足具體的開采需要。此外，由于有主、輔兩套獨(dú)立的傳動(dòng)系統(tǒng)，使得單側(cè)的組合式搖臂的總截割能力相比現(xiàn)有搖臂大大增加，傳動(dòng)可靠性明顯增加，或者說可以適當(dāng)降低主傳動(dòng)的截割能力、適當(dāng)減小主搖臂臂架的外形尺寸，以提高系統(tǒng)的適應(yīng)性與開采性能。

22、對(duì)于組合式搖臂，由于輔助截割開采，原有主開采傳動(dòng)功耗可明顯降低，因此可以在滾筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上通過側(cè)重增強(qiáng)裝載參數(shù)、弱化截割性能參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)等提高裝載性能，改善大功率開采設(shè)備因截割性能、尺寸增大等帶來的裝載效果問題。

23、由于采用中間架將擺動(dòng)輔助臂總成安裝到分體式主搖臂上，使擺動(dòng)輔助臂總成成為相對(duì)獨(dú)立的、可選配安裝的單元體，因此有了安裝和不安裝兩種選擇。對(duì)于開采條件特殊的工作面，可以采用過渡架與主搖臂臂架直接連接的方式，即相當(dāng)于使主搖臂恢復(fù)到傳統(tǒng)的沒有輔助臂的搖臂結(jié)構(gòu)，使用這種搖臂開采時(shí)仍然利用的原有的作業(yè)條件和作業(yè)習(xí)慣。

24、采用獨(dú)立型結(jié)構(gòu)的擺動(dòng)輔助臂總成有利于減小主搖臂與輔助臂的相互影響，包括主搖臂臂架殼體磨損等對(duì)輔助臂的影響和輔助臂問題對(duì)主搖臂的影響，通過獨(dú)立更換擺動(dòng)輔助臂總成的方式可有效提高作業(yè)可靠性，同時(shí)也可以保證原有分體式主搖臂的正常應(yīng)用。

25、當(dāng)中間架的內(nèi)腔過渡磨損時(shí)，可通過中間架換新快速恢復(fù)作業(yè)，提高生產(chǎn)效率。

26、連接架與主搖臂臂架可以直接連接，也可以經(jīng)中間架連接，極大地方便了擺動(dòng)輔助臂總成的拆裝。

27、輔助臂殼體具有較小外徑的筒型輸出端前懸伸部，方便配套小直徑滾筒，特別是可以配套不同直徑的輔助臂滾筒，因此可增加截割高度的覆蓋范圍，提高輔助臂對(duì)采高的適應(yīng)性。

28、通過在中間架上設(shè)置中間架線纜槽，不僅方便油管、電纜走線，而且不占用額外的空間，也有利于保持主搖臂不至于過長(zhǎng)。

29、機(jī)身鉸接座和調(diào)高油缸鉸接座的結(jié)構(gòu)、尺寸以及在本發(fā)明的所分體式主搖臂上的位置與原有搖臂的機(jī)身鉸接座和調(diào)高油缸鉸接座相同，使得同一采煤機(jī)的機(jī)身既可以安裝本發(fā)明的組合式搖臂，也可以換裝原有搖臂。

30、中間架上下框口較小的高度占用(上下方向)，使得三機(jī)配合時(shí)主搖臂下輸送機(jī)上保持了足夠大的過煤空間。

31、擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置配合輔助臂臂架具有大范圍的擺動(dòng)角度，能顯著提高開采適應(yīng)性。

32、輔助臂臂架設(shè)計(jì)成前后扁薄的結(jié)構(gòu)，當(dāng)安裝到采煤機(jī)上時(shí)，方便設(shè)置在主搖臂滾筒的采空側(cè)末端截線與機(jī)身鉸接座和調(diào)高油缸鉸接座的前端面之間，可避免受到煤臺(tái)的影響。