适用于薄矿层开采的采矿机截割臂的制作方法

本实用新型涉及一种适用于薄矿层开采的采矿机截割臂，尤其适用于薄矿层及以上厚度矿层开采的开采范围较大、地质条件比较复杂的矿岩工作面，属于井工采矿机械技术领域。

背景技术：

对于铝土薄矿层的开采，往往地质条件复杂，不仅土状矿层与岩状废料共存，而且矿层薄厚变化大，因此不仅需要大的截割力，而且需要采矿机矮型化同时又能适应厚矿层的开采。按照常规的设计规则，通常较大的截割力意味着需要配备较大功率的截割电机、上下臂厚较厚的截割臂和直径较大的滚筒，采矿机矮型化则需要截割臂相对于输送装置有足够的下切量、相对于支架顶梁有足够的挑顶量，然而较厚的截割臂往往导致下切量和挑顶量不足，严重影响开采，因此需要解决重型、宽采高范围的薄矿层采矿机的上述结构布置方面的问题。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种适用于薄矿层开采的采矿机截割臂，能在提供较大截割力的同时，使采矿机保持足够的下切量和挑顶量，使矮机身大功率采矿机适用于开采范围大、地质条件复杂的矿岩工作面的开采。

本实用新型的主要技术方案有：

一种适用于薄矿层开采的采矿机截割臂，包括臂架、截割电机、传动系统、离合机构和小直径滚筒，臂架的近端设有用于与采矿机机身连接的安装接口结构，当臂架安装到采矿机机身上时，臂架的远端悬伸并远离机身，所述臂架包括直臂部和自直臂部的近端向后方凸出的电机安装部以及自直臂部的远端向前方凸出的滚筒安装部，所述截割电机、传动系统和离合机构均设置在臂架的内腔，所述截割电机位于所述电机安装部，所述传动系统包括按照传动方向依次连接的高速级行星机构、前定轴减速传动机构和后定轴减速传动机构，所述后定轴减速传动机构的末级传动采用齿轮轴，所述高速级行星机构和前定轴减速传动机构设置于所述直臂部的近段，所述齿轮轴旋转支撑于滚筒安装部，所述齿轮轴的齿轮所在端以及所述后定轴减速传动机构的其他各级传动设置于所述直臂部的中远段，所述小直径滚筒套在滚筒安装部之外并通过滚筒连接套与所述齿轮轴的非齿轮所在端同轴固定连接，所述高速级行星机构同轴设置在所述截割电机的前方，高速级行星机构的输入端通过所述离合机构与所述截割电机的输出端连接或脱开连接，所述直臂部的远端的顶面和底面分别设有上斜平面和下斜平面，倾斜方向是使所述直臂部越靠近远端上下厚度越薄的方向，使直臂部的远端形成上下厚度较薄的局部薄条状结构。

所述高速级行星机构包括高速级太阳轮、高速级行星轮、高速级行星架和高速级内齿圈，所述高速级内齿圈与臂架之间通过安装若干个高速级销进行周向定位，所述高速级太阳轮为首级传动的输入端

所述前定轴减速传动机构包括依次外啮合传动连接的前定轴减速小齿轮、前定轴减速中间齿轮和前定轴减速大齿轮，所述前定轴减速小齿轮旋转支撑在前定轴减速轴承座上，所述前定轴减速轴承座固定在臂架上，所述高速级行星架与所述前定轴减速小齿轮分别从两端套在一个高速级连接轴上，并与所述高速级连接轴同轴花键连接，所述高速级内齿圈与所述前定轴减速轴承座在轴向上通过卡槽保持间隔。

所述后定轴减速传动机构还包括后定轴减速前齿轮和后定轴减速中间齿轮，后定轴减速前齿轮、后定轴减速中间齿轮和所述齿轮轴依次外啮合传动连接。

所述截割电机优选采用多极电机，极数可以为6、8、10或12。

所述臂架为分体式结构，包括分体臂和分体过渡座，所述安装接口结构设置在分体过渡座上，所述分体臂和分体过渡座之间通过连接销定位，通过连接件连接紧固。

所述分体过渡座与分体臂相贴合的面上分散设有多个过渡座销孔组，每个过渡座销孔组包括一个过渡座前销孔和一个过渡座后销孔，所述分体臂与分体过渡座相贴合的面上分散设有多个与过渡座销孔组一一对应的分体臂销孔组，每个分体臂销孔组包括一个分体臂前销孔和一个分体臂后销孔，所有销孔的直径相等，所述分体过渡座与分体臂通过每个过渡座销孔组的一个销孔与对应的分体臂销孔组的一个销孔同时与一个连接销配合实现前后上下方向定位，所述分体过渡座与分体臂之间通过螺栓、螺母紧固。

所述过渡座前销孔和分体臂前销孔同时与一个连接销配合实现定位，或者所述过渡座后销孔和分体臂后销孔同时与一个连接销配合实现定位，当过渡座前、后销孔的中心距大于分体臂前、后销孔的中心距时，所述过渡座后销孔和分体臂后销孔同时与一个连接销配合的情况下分体臂的前端面与分体过渡座平齐，当过渡座前、后销孔的中心距小于分体臂前、后销孔的中心距时，所述过渡座前销孔和分体臂前销孔同时与一个连接销配合的情况下分体臂的前端面与分体过渡座平齐。

所述分体过渡座上还设有多个螺栓孔，所述螺栓孔与所述过渡座销孔组一一对应，所述分体臂上设有多个腰型槽和多个螺母槽，所述腰型槽和螺母槽与所述螺栓孔一一对应，通过向螺栓孔和与之相对应的腰型槽内穿螺栓并用螺母槽内的方螺母锁紧实现分体过渡座与分体臂的紧固连接，过渡座前、后销孔的中心距与分体臂前、后销孔的中心距的差值不大于所述腰型槽的长度与宽度的差值。

本实用新型的有益效果是：

所述臂架的直臂部的远端的顶面和底面分别设有上斜平面和下斜平面，使直臂部越靠近远端的上下厚度越小，使臂架的远端形成具有上下厚度较小的局部薄条状结构，为小直径滚筒相对支架前梁与输送机铲板顶面分别具有大的挑顶量与下切量提供了保证。

本实用新型的传动系统前段设置行星机构与前定轴减速传动机构，后段设置后定轴减速传动机构，进行多级减速，为减小末级传动的尺寸特别是径向尺寸提供条件，因此滚筒安装部的直径可以很小，因此可以配套很小直径的滚筒，不仅能适应较宽的采高范围，还为获得滚筒相对支架与输送机分别具有更大的挑顶量与下切量提供根本保证。

本实用新型采用多极的截割电机，再配合上述传动系统，可使截割臂的结构布设更灵活。

由于所述臂架的远端采用局部薄条状结构，矿料更容易自顶部跨越臂架进入输送机槽，改善了小直径滚筒下直臂架结构的装料效果。

由于分体臂相对分体过渡架具有水平方向上前后不同安装位置的可选择性，可提供臂架与输送机槽帮的更大的安全间隙，便于根据工作面实际条件进行相应调整，从而提高适应性。

附图说明

图1为本实用新型的一个实施例的主视图(右侧截割臂)；

图2为图1的水平剖视图；

图3为图1所示实施例下摆状态图；

图4为图1所示实施例上摆状态图；

图5为所述前定轴减速传动机构的局部剖视图；

图6为所述高速级行星机构的局部剖视图；

图7为所述后定轴减速传动机构的局部剖视图；

图8为本实用新型的分体臂的主视图(右侧截割臂)；

图9为本实用新型的分体过渡架的主视图(右侧截割臂)；

图10为本实用新型相对支架、输送机的极限位置的断面图；

图11为安装有本实用新型的截割臂的采矿机的主视图；

图12为安装有本实用新型的截割臂的采矿机的俯视图；

图13为本实用新型的臂架的另一连接位置示意图。

附图标记：

1.臂架；11.分体过渡座；111.过渡座前销孔；112.过渡座后销孔；113.螺栓孔；12.分体臂；121.上斜平面和下斜平面；125.滚筒安装部；126.腰型槽；127.螺母槽；128.分体臂前销孔；129.分体臂后销孔；13.连接件；14.连接销；

21.高速级行星机构；211.高速级太阳轮；212.高速级行星轮；213.高速级内齿圈；2131.卡槽；214.高速级轴承；215.高速级销；216.高速级行星架；217.高速级连接轴；22.前定轴减速传动机构；221.前定轴减速小齿轮；222.前定轴减速中间齿轮；223.前定轴减速大齿轮；224.前定轴减速轴承座；23.后定轴减速传动机构；231.后定轴减速前齿轮；232.后定轴减速中间齿轮；233.齿轮轴；234.滚筒连接套；

3.截割电机；

4.离合机构；41.扭矩轴；

5.小直径滚筒；

7.机身；71.截割臂连接件；72.截割臂油缸；

8.支架；81.支架顶面；82.支架前梁底面；

9.输送机；91.输送机底面；92.输送机铲板顶面；

a.下切量；b.挑顶量；c.臂架偏置量。

具体实施方式

本实用新型公开了一种适用于薄矿层开采的采矿机截割臂，如图1-13所示，包括臂架1、截割电机3、传动系统、离合机构4和小直径滚筒5。臂架1通过截割臂连接件71和截割臂油缸72连接在采矿机机身7上。本文中根据臂架安装到采矿机机身7上时距离机身远近的不同对臂架各部位进行命名。臂架的近端设有用于与采矿机机身连接的安装接口结构，例如连接耳座。臂架的远端悬伸并远离机身。所述臂架包括直臂部和自直臂部的近端向后方凸出的电机安装部以及自直臂部的远端向前方凸出的滚筒安装部125。所述截割电机、传动系统和离合机构均设置在臂架的内腔。所述截割电机3位于所述电机安装部。所述传动系统包括按照传动方向依次连接的高速级行星机构21、前定轴减速传动机构22和后定轴减速传动机构23。所述后定轴减速传动机构的末级传动采用齿轮轴233。所述高速级行星机构和前定轴减速传动机构设置于所述直臂部的近段，所述齿轮轴旋转支撑于滚筒安装部，所述齿轮轴的齿轮所在端即后端以及所述后定轴减速传动机构的其他各级传动设置于所述直臂部的中远段。所述小直径滚筒5套在滚筒安装部之外并通过滚筒连接套234与所述齿轮轴的非齿轮所在端即前端同轴固定连接。滚筒连接套234位于所述齿轮轴的前方。所述高速级行星机构同轴设置在所述截割电机的前方，高速级行星机构的输入端通过所述离合机构与所述截割电机的输出端连接或脱开连接。所述直臂部的远端的顶面和底面分别设有上斜平面和下斜平面121(此处的倾斜可以是相对直臂部的近段的相互平行的顶面和底面而言的，也可以是相对传动系统各级轴线所在的平面而言的)，倾斜方向是使所述直臂部越靠近远端上下厚度越薄的方向，使直臂部的远端形成上下厚度较薄的局部薄条状结构。截割电机3将动力通过离合机构4经过传动系统减速后传递给小直径滚筒5输出。在薄矿层开采中，直臂部在上摆与下摆极限状态时，上斜平面和下斜平面可以分别达到与支架8的支架前梁底面82和输送机9的输送机铲板顶面92接近平行的位置，由此分别获得小直径滚筒5的最大的挑顶量b(滚筒最高点高于支架顶面81的距离)与下切量a(滚筒最低点低于输送机底面91的距离)。

由于传动系统的首级传动采用了行星机构，不仅其本身体积小、重量轻，而且由于其承载力大，转速比大，因此在不改变截割臂的动力输出的情况下配套的下游其它各级传动以及滚筒的尺寸都可以大幅减小，因此有利于臂架整体尺寸的缩小以及臂架远端相比近端尺寸的进一步缩小，因此能使采矿机在提供大的截割力的同时，保持足够的下切量和挑顶量，使得相应采矿机适用于采高范围大、地质条件复杂的矿岩工作面的开采。

由于传动系统的末级传动采用齿轮轴输出结构，直径较小，因此臂架的滚筒安装部125直径也较小，可配套很小直径的滚筒。同时直臂部的远端设置上下厚度较薄的局部薄条状结构，使得本实用新型的截割臂不仅能够配套小直径滚筒，而且小直径滚筒相对支架与输送机可以分别具有大的挑顶量与下切量；不仅保证高品位薄矿层的开采，而且提高了对复杂工作面开采的适应性。

由于设置所述局部薄条状结构，矿料更容易自顶部跨越臂架进入输送机槽，由此改善小直径滚筒下直臂架结构的装料效果。

所述高速级行星机构21包括高速级太阳轮211、高速级行星轮212、高速级行星架216和高速级内齿圈213，所述高速级内齿圈与臂架之间可以通过安装若干个高速级销215实现周向定位，本实施例中高速级内齿圈的一个端面与臂架的一个内侧表面相贴合，高速级销215布置在二者间的贴合处，且轴线沿高速级内齿圈的轴向延伸布置。所述高速级太阳轮是首级传动的输入端。动力经过离合机构4传递给高速级太阳轮211，高速级太阳轮211经与高速级行星轮212啮合将动力传递给高速级行星架216。离合机构通过其前端部的扭矩轴41与高速级太阳轮211之间的定位和推拉连接将动力传递给高速级太阳轮。

所述前定轴减速传动机构22可以包括依次外啮合传动连接的前定轴减速小齿轮221、前定轴减速中间齿轮222和前定轴减速大齿轮223，所述前定轴减速小齿轮旋转支撑在前定轴减速轴承座224上，所述前定轴减速轴承座固定安装在臂架的内腔，所述高速级行星架与所述前定轴减速小齿轮分别从后端和前端套在一个高速级连接轴217上，并与所述高速级连接轴同轴花键连接。高速级行星架输出的动力经所述高速级连接轴传递给前定轴减速小齿轮。所述高速级内齿圈213与所述前定轴减速轴承座224在轴向上通过设置卡槽2131保持间隔。所述高速级行星架通过高速级轴承214旋转支撑在高速级内齿圈的内侧。

所述后定轴减速传动机构23包括依次外啮合传动连接的后定轴减速前齿轮231、后定轴减速中间齿轮232和所述齿轮轴233。所述后定轴减速中间齿轮可以有多个。

所述截割电机优选采用多极电机，极数可以为6、8、10或12。

所述臂架采用分体式结构，包括分体臂12和分体过渡座11，所述安装接口结构设置在分体过渡座上，所述分体臂和分体过渡座之间可以通过连接销14定位，通过连接件13例如螺栓、垫片等连接紧固。对于双滚筒采矿机，当所述臂架采用分体式结构时，左右两截割臂的分体臂左右对称，使得分体臂在左右截割臂中可以互换，使生产变得简单。

所述分体过渡座与分体臂相贴合的面上分散设有多个过渡座销孔组，优选为前后上下四组，每个过渡座销孔组包括一个过渡座前销孔111和一个过渡座后销孔112。所述分体臂与分体过渡座相贴合的面上分散设有多个与过渡座销孔组一一对应的分体臂销孔组，每个分体臂销孔组包括一个分体臂前销孔128和一个分体臂后销孔129。所有销孔的直径相等。所述分体过渡座与分体臂通过每个过渡座销孔组的一个销孔与对应的分体臂销孔组的一个销孔同时与一个连接销14配合实现前后上下方向定位，所述分体过渡座与分体臂之间通过螺栓、螺母紧固。所述分体臂相对分体过渡架可以有前后多个安装位置，可提供臂架与输送机槽帮的更大的安全间隙，便于根据工作面实际条件进行相应调整，从而提高适应性。

进一步地，所述过渡座前销孔和分体臂前销孔同时与一个连接销14配合实现定位，或者，所述过渡座后销孔和分体臂后销孔同时与一个连接销14配合实现定位。这种情况下只要过渡座前销孔和分体臂前销孔直径相等、过渡座后销孔和分体臂后销孔直径相等即可。当过渡座前、后销孔的中心距大于分体臂前、后销孔的中心距时，所述过渡座后销孔和分体臂后销孔同时与一个连接销配合的情况下分体臂的前端面与分体过渡座优选为平齐(参见图2)；当过渡座前、后销孔的中心距小于分体臂前、后销孔的中心距时，所述过渡座前销孔和分体臂前销孔同时与一个连接销配合的情况下分体臂的前端面与分体过渡座优选为平齐。

更优的是，所述分体过渡座上设有多个螺栓孔113，所述螺栓孔与所述过渡座销孔组一一对应。所述分体臂上设有多个腰型槽126和多个螺母槽127，所述腰型槽和螺母槽与所述螺栓孔一一对应。通过向螺栓孔和与之相对应的腰型槽内穿螺栓并用螺母槽内的方螺母锁紧实现分体过渡座与分体臂的紧固连接。过渡座前、后销孔的中心距与分体臂前、后销孔的中心距的差值应不大于所述腰型槽的长度与宽度的差值。

本实施例中，过渡座前、后销孔的中心距大于分体臂前、后销孔的中心距，当连接销14设置于过渡座后销孔与分体臂后销孔时，分体臂相对于分体过渡座前端面平齐(参见图2)，此时连接件13位于腰型槽内偏前的位置。当连接销14设置于过渡座前销孔与分体臂前销孔时，分体臂相对于分体过渡座向前方偏置一定距离，即臂架偏置量c(参见图13)，此时连接件13位于腰型槽内偏后的位置。臂架偏置量c可提供臂架与输送机槽帮的更大的安全间隙。臂架偏置量c等于过渡座前、后销孔的中心距与分体臂前、后销孔的中心距之差。