[发明专利]一种分级推进式高效采煤机截割装置及方法

说明书

一种分级推进式高效采煤机截割装置及方法，装置包括机身、驱动机构、摇臂、调姿液压缸、变速箱、调平液压缸及三个滚筒，滚筒周向均布有若干截齿，三个滚筒的截齿尺寸依次递减且呈轴向梯度分布；驱动机构与机身相铰接，摇臂与驱动机构相连，调姿液压缸连接在机身与驱动机构之间，变速箱与摇臂相铰接，调平液压缸连接在变速箱与摇臂之间，变速箱共设有三根动力输出轴，依次为低速、中速及高速动力输出轴，三个滚筒分别固装在三根动力输出轴上。本发明采用三个滚筒以不同截齿及转速实现逐级推进，降低截割阻力、截齿损耗及截割电机能耗；截割后煤块大小均匀，避免大煤块垮落、片帮及卡链现象，降低后续煤块破碎工作量，提高煤炭开采效率和运输效率。

技术领域

本发明属于煤矿开采技术领域，特别是涉及一种分级推进式高效采煤机截割装置及方法。

背景技术

对于传统的采煤机来说，其滚筒近似于一个圆柱体，在截割过程中，由于截割深度较大，滚筒的截割弧面会与整个截割深度的煤壁界面相接触，导致截齿和截割电机需要承受巨大的载荷，从而造成截齿的加速磨损和截割电机的巨大能耗，进而增大了开采过程中的经济投入。

再有，通过传统的采煤机滚筒进行截割作业时，由于截割深度较大，截齿与煤壁界面碰撞过程中还会产生巨大的振动，因而容易造成大煤块的垮落甚至是片帮等现象，不但会导致后续煤块破碎工作量的增加，甚至会造成刮板输送机出现卡链工况，从而使煤炭的开采效率和运输效率大幅度降低。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种分级推进式高效采煤机截割装置及方法，摒弃了传统单体式滚筒设计方案，采用了全新的分体式滚筒设计方案，并由三个呈梯度分布的独立滚筒构成，三个独立滚筒采用不同截齿和不同转速且逐级推进，能够大幅度降低截割阻力、截齿损耗及截割电机能耗，节约生产成本；截割后的煤块大小均匀，能够有效避免大煤块的垮落甚至是片帮等现象，有效降低后续煤块破碎工作量，能够防止因大煤块造成刮板输送机卡链等工况，有效提高煤炭的开采效率和运输效率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种分级推进式高效采煤机截割装置，包括机身、驱动机构、摇臂、调姿液压缸、变速箱、调平液压缸、第一滚筒、第二滚筒及第三滚筒；所述驱动机构与机身相铰接，所述摇臂与驱动机构相固连，所述调姿液压缸一端铰接在机身上，调姿液压缸另一端铰接在驱动机构上，通过调姿液压缸对摇臂的高度进行调整；所述变速箱与摇臂相铰接，所述调平液压缸一端铰接在摇臂上，调平液压缸另一端铰接在变速箱上，通过调平液压缸对变速箱与摇臂之间夹角进行调整；所述变速箱共设有三根动力输出轴，依次为低速动力输出轴、中速动力输出轴及高速动力输出轴；所述第一滚筒固定安装在低速动力输出轴上，在第一滚筒周向均布有若干第一截齿；所述第二滚筒固定安装在中速动力输出轴上，在第二滚筒周向均布有若干第二截齿；所述第三滚筒固定安装在高速动力输出轴上，在第三滚筒周向均布有若干第三截齿；所述第一截齿、第二截齿及第三截齿的尺寸依次递减；所述第一滚筒、第二滚筒及第三滚筒在轴向上呈梯度分布。

在所述驱动机构的壳体内设置截割电机，在所述摇臂的壳体内设置有第一增速齿轮组，在所述变速箱内设置有第二增速齿轮组和第三增速齿轮组；所述截割电机的电机轴与第一增速齿轮组的低速端齿轮轴相固连，所述变速箱的低速动力输出轴作为第一增速齿轮组的高速端齿轮轴，且低速动力输出轴还同时作为第二增速齿轮组的低速端齿轮轴；所述变速箱的中速动力输出轴作为第二增速齿轮组的高速端齿轮轴，且中速动力输出轴还同时作为第三增速齿轮组的低速端齿轮轴；所述变速箱的高速动力输出轴作为第三增速齿轮组的高速端齿轮轴。

一种高效采煤方法，采用了所述的分级推进式高效采煤机截割装置，包括如下步骤：

步骤一：启动调姿液压缸，同步调整摇臂、变速箱、第一滚筒、第二滚筒及第三滚筒的高度；

步骤二：启动调平液压缸，调整摇臂与变速箱之间的夹角，直到第一滚筒、第二滚筒及第三滚筒的轴心处于同一水平面上；