可安装伸缩辅助臂的采煤机主摇臂壳体和主摇臂的制作方法

本发明涉及一种采煤机摇臂及其壳体，该摇臂作为主摇臂，该摇臂上可以安装一个可伸缩移动的辅助截割臂(简称辅助臂)以形成复合式摇臂，主摇臂采用常规电机布置型式的采煤机摇臂。

背景技术：

1、用于薄煤层开采的三机装备近几年发展较快，尤其是作为核心开采设备的采煤机。随着大量条件较好的薄或较薄煤层的开采，目前复杂工况的工作面变的越来越多，煤层薄、开采顶底岩石量多，为了追求设备的可靠性与开采效率，采煤机功率由原有的整机200kw发展至目前的1400kw,功率增大了近6倍，而薄煤层开采下限厚度仍然在1.2-1.4m范围。一边是开采条件变得复杂，一边是采煤机功率快速提升直接导致的关键部件体积增大，相应产生了很多问题：

2、1、对宽采高范围的适应性差：

3、对于常规结构摇臂7(参见图1)，普遍采用中小直径滚筒，可减少顶底废石的开采，同时提高截割能力，保持适当的装载效果。然而在遇到采高范围较大的工作面时，前后两个滚筒的直径的总和往往不能很好覆盖较厚煤层的总厚度，因此无法正常推进工作面开采，需要临时处理。通常的解决办法就是换用更大直径的滚筒，导致顶底岩石的开采，降低了煤的品质或增加洗选成本，还影响设备的可靠性和增加损耗，开采效率大大降低。

4、2、有效截割功率损失大：

5、减速机构尺寸增大，导致无法安装直径较小的滚筒，因此对煤层的最小厚度开采的适应性大大降低(参见图2)。煤层93很薄时，截割滚筒大部接触的是岩石层94，因此需要同时割大量石头，大大增加了洗选成本以及开采损耗(因为这样的大功率采煤机，机身高度相比原有小功率采煤机只会增加)。

6、并且，大尺寸行星减速机构还使得滚筒装载叶片变短，装载效果大大减弱，大量煤、矸石在滚筒与电机之间反复破碎，增大功耗，损失有效截割功率。

7、3、大功率化带来诸多不良影响：

8、在有效(或不变)的开采空间里，大功率化导致减速器体积的增大，容易引起腔体润滑与散热不足，并且由于行星机构增大、滚筒叶片空间减少、臂架变宽滚筒装载距离变远、变厚臂架下方的装载通道减小等又导致滚筒装载效果大大减弱等问题。

9、4、无法适应极薄煤层的开采回收：

10、大功率化薄煤层采煤机可以直接截割通过并推进工作面，但过薄的煤料与顶底板截割形成大量碎岩的混采，形成废料，致使资源浪费，也严重影响矿企效益。

技术实现思路

1、本发明提供了一种可安装伸缩辅助臂的采煤机主摇臂壳体和主摇臂，其上设有伸缩辅助臂安装接口结构，方便安装辅助臂并由此增加辅助截割和预开槽功能。

2、本发明的主要技术方案有：

3、一种可安装伸缩辅助臂的采煤机主摇臂壳体，其主体为左右延伸的条形箱体结构，其左右方向上依次设有伸缩驱动装置安装孔、辅助臂安装孔、主摇臂电机安装孔和主摇臂传动机构安装腔，伸缩驱动装置安装孔、辅助臂安装孔和主摇臂电机安装孔均前后延伸，伸缩驱动装置安装孔和辅助臂安装孔左右连通，主摇臂传动机构安装腔局部延伸到主摇臂电机安装孔的前方。

4、可安装伸缩辅助臂的采煤机主摇臂壳体的左右方向上靠近伸缩驱动装置安装孔的端部设有位于上部的机身铰接座和位于下部的调高油缸铰接座。

5、所述机身铰接座和辅助臂安装孔之间的壳体壁上设有前后贯通的管线通道。

6、所述管线通道可以有一条或两条，当有一条时优选位于伸缩驱动装置安装孔的上方，当有两条时分别位于伸缩驱动装置安装孔的上方和下方。

7、辅助臂安装孔的横截面可以呈圆形或矩形，当辅助臂安装孔的横截面呈圆形时，伸缩驱动装置安装孔和辅助臂安装孔左右连通处的顶面和底面分别设置成上导向面和下导向面。

8、伸缩驱动装置安装孔的内壁上还可以设有伸缩驱动装置主摇臂端安装座。

9、一种可安装伸缩辅助臂的采煤机主摇臂，包括主摇臂壳体、主摇臂电机、主摇臂离合和主摇臂传动机构，所述主摇臂壳体采用所述可安装伸缩辅助臂的采煤机主摇臂壳体，主摇臂传动机构包括主摇臂定轴齿轮传动机构和主摇臂行星减速机构，所述主摇臂电机和主摇臂定轴齿轮传动机构分别安装在主摇臂电机安装孔和主摇臂传动机构安装腔内，主摇臂行星减速机构安装在主摇臂传动机构安装腔的前腔壁的外侧，主摇臂电机的输出轴朝向前方布置并通过主摇臂离合与主摇臂定轴齿轮传动机构的输入端建立同轴连接和断开连接，主摇臂定轴齿轮传动机构的输出端同轴连接主摇臂行星减速机构的输入端。

10、所述可安装伸缩辅助臂的采煤机主摇臂还包括主摇臂滚筒，所述主摇臂滚筒通过方形连接套与主摇臂行星减速机构的输出端同轴连接。

11、主摇臂定轴齿轮传动机构包括第一定轴齿轮减速机构和第二定轴齿轮减速机构，第一、二定轴齿轮减速机构均呈左右展开铺设，第二定轴齿轮减速机构位于第一定轴齿轮减速机构的侧后方，第一定轴齿轮减速机构的输出端齿轮与第二定轴齿轮减速机构的输入端齿轮都设有花键孔，二者与同一花键轴的两端同轴花键连接。

12、主摇臂电机的输出轴为空心轴，第一定轴齿轮减速机构的输入端齿轮设有中心孔，主摇臂电机的输出轴和第一定轴齿轮减速机构的输入端齿轮上均设有一段花键孔，主摇臂离合处于合状态时主摇臂离合的连接轴同时与主摇臂电机的输出轴以及第一定轴齿轮减速机构的输入端齿轮花键连接；第二定轴齿轮减速机构的输出端齿轮与主摇臂行星减速机构的太阳轮同轴花键连接。

13、本发明的有益效果是：

14、由于本发明的主摇臂壳体和主摇臂上设有伸缩辅助臂安装接口结构，因此可以方便地组装出含伸缩辅助臂的复合式摇臂，并由此增加辅助截割和预开槽功能，且主摇臂原有的主截割功能不受影响，主截割的能耗可以降低，采高范围可以更宽。

15、安装辅助臂后，左右单侧摇臂将有两套截割系统，相当于将原来的单一截割系统拆分成主辅两个，可以充分利用更多的空间来设置，使单侧摇臂总截割功率可以增加，截割能力得到提升，而原有摇臂截割系统功率甚至可以适当降低，使得采煤机关键部件体积增大以及由此带来的设备适应性不足、有效截割功率损失大等问题都能得到改善。

16、可以利用辅助臂进行辅助截割，即辅助臂和主摇臂共同完成整个工作面的煤层开采，可以提高单侧整个复合式摇臂对宽采高范围的适应性。

17、可以利用辅助臂对硬度高的薄煤层进行开槽预裂，有助于降低主摇臂的功耗。

18、可以利用辅助臂能相对主摇臂前后伸缩的特点进行掏采回收，减少废料，减少资源浪费，提高经济效益。

19、辅助臂安装孔和伸缩驱动装置安装孔均为垂直于煤壁的狭长窄空腔，高度方向空间占用小，使得主摇臂下输送机上保持了足够大的过煤空间，保持了主摇臂在卧底、挑顶作业时相对输送机、支架配套设备的良好适应性。伸缩驱动装置安装孔前后贯通，为伸缩驱动装置的装拆提供了便利。

20、辅助臂壳体的后悬伸部可以直接或借助伸缩筒安装于主摇臂壳体内，结构紧凑、体积小，对主摇臂原本的空间占用较小，主摇臂卧底等作业适应性良好。

21、机身铰接座和调高油缸铰接座的结构、尺寸以及在主摇臂上的位置与现有的常规电机布置型式的采煤机摇臂的机身铰接座和调高油缸铰接座相同，使得同一采煤机的机身既可以安装本发明的主摇臂，也可以换装现有的常规电机布置型式的采煤机摇臂。

22、利用主摇臂壳体前后尺寸较大的特点设置的伸缩驱动装置安装孔的长度也很长，加之主摇臂端安装座安装在孔内靠近后端的位置上，即使伸缩油缸伸出到极限状态仍可以保持辅助臂或者辅助臂与伸缩筒的组合体与主摇臂壳体间足够的接触长度，因此不仅实现了大伸缩量(可以达到一个截深甚至超截深)以实施预开槽等作业，而且还保持了足够的滑移连接强度，同时也可以使辅助臂不受或少受煤矸等的影响，可靠性高。

23、对于辅助臂安装孔的横截面为圆形的情况，通过在辅助臂安装孔和伸缩驱动装置安装孔左右连通处设置上下导向面，以紧凑的结构实现了辅助臂伸缩时的导向和防转。

24、通过在机身铰接座和辅助臂安装孔之间的壳体壁上设置前后延伸且两端贯通的管线通道，不仅方便油管、电缆等的走线，而且不占用额外的空间，也有利于保持主摇臂不至于过长。

25、与悬电机结构的主摇臂相比，左右方向上辅助臂可以远离机身铰接座和调高油缸铰接座，可以使辅助臂的臂架更好地位于主摇臂滚筒采空侧末端截线与主摇臂臂架之间，不影响主摇臂壳体与采煤机机身的连接。

26、与悬电机结构的主摇臂相比，本发明的主摇臂没有了煤壁侧滚筒通道壳体空间占用，配置辅助臂辅助截割时可具有更宽的采高范围，辅助臂实施开槽预裂后仅仅需要考虑伸缩筒的通道(不需考虑主摇臂壳体其它部位对通道的占用)即可实施为后一刀的开槽作业，作业工序相对简单。

27、通过设置矩形横截面的辅助臂安装孔，对呈直四棱柱形的辅助臂壳体的后部起到良好的纵向滑动导向与防转作用。