[发明专利]一种叠加臂三滚筒大采高采煤机

说明书

技术领域

本发明属于一种采矿机械技术领域，特别是一种涉及用于长壁工作面开采的叠加臂三滚筒大采高采煤机。

背景技术

目前，用于长壁工作面开采的传统双滚筒采煤机包括行走部、机身部及铰接于机身部上的截割部。上述截割部进一步包括一端铰接于机身部，且能够绕其与机身部的铰接轴转动的摇臂，摇臂的另一端安装有割煤滚筒，割煤滚筒能够在摇臂上旋转，且割煤滚筒的外周设置有若干截割齿。调高油缸一端铰接在机身部上，另一端铰接在截割部上。在采煤机的割煤过程中，通过调高油缸伸缩控制摇臂来设定割煤滚筒的高度，并通过滚筒的旋转实现煤层切割。该采煤机设置有两个截割部，两截割部设置于机身部的近煤壁侧，且上下布置。

传统双滚筒采煤机作业模式为：当我们面向煤壁站在综采面时，通常采煤机的右割煤滚筒应为右螺旋，割煤时顺时针旋转；左割煤滚筒应为左螺旋，割煤时逆时针旋转。采煤机正常工作时，一般其前端的割煤滚筒沿顶板割煤；后端割煤滚筒沿底板割煤。

此种结构形式的采煤机技术成熟，并已经广泛使用。但随着采高的不断增大，存在以下难题：

1、体积成倍增大。以现在一次采全高的作业模式，采煤机割煤滚筒直径必须大于或等于煤层厚度的一半，割煤滚筒直径已经达到了3米以上，随着采高的继续增大，割煤滚筒、摇臂、截割电机、采煤机机身也将更加庞大。

2、能耗成倍增加。割煤滚筒直径的加大导致割煤电机功率加大，直径3米的滚筒截割电机功率已达900kW以上，采高6.2米采煤机装机功率已达到2000kW。如果割煤滚筒直径继续加大，矿井供电压力加大。

3、井下安装、运输、维护困难。现在6.2米大采高采煤机整机重量达到180吨左右，井下无论安装、运输、维护更换难度都很大。

4、成本高、价格昂贵。由于采煤机割煤滚筒直径大，与之匹配的其他部件也强度大、体积大、加工复杂、材料消耗大，造成采煤机价格昂贵，一台国内大采高采煤机达到千万元以上，国外进口大采高采煤机达到4000万元左右。

传统的双滚筒采煤机在大采高工艺下暴露出上述问题，一个根本原因在于其作业模式为前端的滚筒沿顶板割煤；后端滚筒沿底板割煤。通过两个滚筒截割煤层上、下两部的明确分工来完成，其两个滚筒直径之和大于或等于所开采煤层厚度，对全部煤体进行截割，以实现对厚煤层一次采全高。由于传统双滚筒采煤机截割高度的增大是通过加大割煤滚筒的直径来实现的，随着采高及煤层厚度的加大，割煤滚筒直径不可能无限制加大，所以传统双滚筒采煤机的厚煤层或超厚煤层开采作业模式在理论上已经不可能实现。因此，如何利用新的结构形式的采煤机及采煤工艺，解决传统双滚筒采煤机在厚煤层开采时存在的问题，更经济合理、安全高效的实现厚煤层开采成为本领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有大采煤高度双滚筒采煤机制造工艺困难、体积庞大、能耗高、成本高、适应性差的缺点，提供一种用于长壁工作面开采，在小滚筒直径、低功耗的前提下，适应较高采煤高度范围的叠加臂三滚筒大采高采煤机。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种叠加臂三滚筒大采高采煤机，包括呈长方形的机身总成、摇臂装置、割煤滚筒、牵引部、电气控制系统、液压控制系统及辅助装置；所述摇臂装置安装在机身总成左右两侧面，割煤滚筒转动连接在摇臂装置末端；所述牵引部设置在机身总成体内和下面；所述液压控制系统、电气控制系统、辅助装置都设置在机身总成体内；其特点是还包括回转部、掘进机式截割部及顶割煤滚筒；所述回转部设置在机身总成的顶部，掘进机式截割部安装在回转部上，顶割煤滚筒转动连接在掘进机式截割部末端。

所述回转部包括回转基座、轴承、回转油缸、回转油缸基座与回转体；所述回转基座固定安装在机身总成顶部，回转花键轴和轴承安装在回转基座内部，并通过花键轴与回转体连接在一起；其中：所述回转体设有回转油缸铰接耳、掘进机式截割部铰接耳、上调高油缸底座铰接耳；回转油缸基座固定安装在机身总成顶部两侧，两根回转油缸缸体分别通过销子固定安装在两个回转油缸基座上，回转油缸的活塞杆固定安装在回转体上的回转油缸铰接耳；通过控制回转油缸的伸缩来调整回转体在机身总成顶部旋转, 其旋转角β小于180°；

所述掘进机式截割部通过销子铰接在回转部回转体上的掘进机式截割部铰接耳上。上调高油缸的缸体铰接在回转部回转体上的上调高油缸底座铰接耳上，活塞杆铰接在掘进机式截割部上；通过控制上调高油缸的伸缩来调整掘进机式截割部的上下摆动， 其摆动幅角小于90°。