行星减速器前置式大功率薄煤层采煤机摇臂

技术领域

本发明涉及一种适用于薄煤层采煤机的摇臂，属于采煤设备技术领域。

背景技术

随着薄煤层采煤机截割功率的不断增大，其对应的摇臂行星机构的外径也不断增加。以截割功率为350kW的大功率薄煤层采煤机摇臂为例，为了保证其行星机构输出的可靠性，行星机构的外径一般要达到600mm。这样设计的摇臂结构虽然可靠性满足使用要求，但是配套的滚筒直径最小要在1050mm以上，且叶片高度不大，导致配置这种类型的采煤机摇臂有两方面问题：(1)无法满足1m以下小采高的需求；(2)滚筒叶片太小，装煤效果差。

发明内容

本发明旨在提供一种行星减速器前置式大功率薄煤层采煤机摇臂，结构紧凑，可配套小直径滚筒，既能提供较大的截割力，也具有较好的装煤效果。

本发明的主要技术方案有：

一种行星减速器前置式大功率薄煤层采煤机摇臂，包括摇臂壳体和安装在摇臂壳体内并依次传动连接的截割电机、一级直齿传动系统、行星减速机构、二级直齿传动系统和长输出轴，摇臂壳体的高速端安装部和低速端安装部前后延伸、左右间隔相对，使所述摇臂壳体呈U形，截割电机和行星减速机构的轴线均为前后延伸，二者左右并排安装在高速端安装部内一壁之隔的相邻两个腔室中，一级直齿传动系统左右延伸布置在截割电机和行星减速机构的前方，二级直齿传动系统位于行星减速机构的后方且左右延伸布置在摇臂壳体的U形的底部内腔中，长输出轴前后延伸安装在摇臂壳体的低速端安装部的内腔，且长输出轴的前端悬伸于低速端安装部之外。

所述截割电机优选为高功率密度电机。

所述一级直齿传动系统的输入端齿轮与截割电机的输出轴同轴花键联接，所述行星减速机构的太阳轮与所述一级直齿传动系统的输出端齿轮同轴花键联接。

所述行星减速机构的行星轮与二级直齿传动系统的输入端齿轮分别与一根花键轴的前部和后部同轴联接。

所述长输出轴旋转支撑在低速端安装部的内腔，所述长输出轴的后部与所述二级直齿传动系统的输出端齿轮同轴花键联接。

所述行星减速器前置式大功率薄煤层采煤机摇臂还优选包括导煤流机构，所述导煤流机构安装在高速端安装部上，并向着低速端安装部悬伸。

所述导煤流机构呈翼型，且越靠近低速端安装部其上下厚度越薄，反之越厚。

所述行星减速器前置式大功率薄煤层采煤机摇臂还包括滚筒和滚筒连接装置，所述滚筒套在低速端安装部之外，且所述滚筒通过所述滚筒连接装置同轴固定连接在所述长输出轴的前端上。

所述滚筒的直径最小值可达到900mm。

所述导煤流机构在前后方向上全宽度范围内都与所述滚筒相对。

本发明的有益效果是：

本发明将摇臂壳体的高速端安装部和低速端安装部设置成前后延伸、左右间隔相对，使所述摇臂壳体整体呈U形。当这种U形结构的摇臂壳体用于采煤机上时，摇臂整体全悬于采煤机机身的煤壁侧，可避免摇臂升降对采煤机过煤空间产生影响。

摇臂壳体的U形结构围成一个相对封闭的空间，当滚筒割煤时，该空间可以起到辅助装煤的作用。

本发明将行星减速机构前置到高速端，使截割传动系统大部保持较低的转速，其中的减速机构可以更简化，体积更小，用长输出轴取代传统的低速端行星减速机构向滚筒输出动力成为可能。

由于摇臂输出端(取代传统的行星减速器输出装置)的直径大幅减小，因此可配套更小直径的滚筒，满足小采高的使用要求，还能节省出的大量空间为提高滚筒上叶片的高度提供了空间，因此可以显著提升装煤效果。

由于在低速端安装部与高速端安装部之间设置翼型导煤流机构，且越靠近低速端安装部其上下厚度越薄，能对低速端安装部与高速端安装部之间空间内的煤流进行有效的疏导，避免煤的堆积，在提升装煤效果的同时，不会明显增加牵引阻力。

进一步地，导煤流机构在前后方向上全宽度范围内都与所述滚筒相对，可以在滚筒的绝大部分轴向长度范围内都起到疏导煤流的作用。

附图说明

图1为本发明的一个实施例(左摇臂)的主视图；

图2为图1的水平剖视图；

图3为本发明的另一个实施例(左摇臂)的水平剖视图；

图4为所述导煤流机构的一个实施例的示意图；

图5为所述导煤流机构的另一个实施例的示意图。

附图标记：

1.截割电机；2.一级直齿传动系统；3.行星减速机构；4.二级直齿传动系统；5.长输出轴；6.滚筒连接装置；7.摇臂壳体；8.滚筒；9.导煤流机构。

具体实施方式

本发明公开了一种行星减速器前置式大功率薄煤层采煤机摇臂，如图1-5所示，包括摇臂壳体7和安装在摇臂壳体内并依次传动连接的截割电机1、一级直齿传动系统2、行星减速机构3、二级直齿传动系统4和长输出轴5。摇臂壳体的高速端安装部和低速端安装部前后延伸、左右间隔相对，使所述摇臂壳体整体呈U形。U形结构的摇臂整体全悬于采煤机机身的煤壁侧，可避免摇臂升降对采煤机过煤空间产生影响。截割电机和行星减速机构的轴线均为前后延伸，二者左右并排安装在高速端安装部内一壁之隔的相邻两个腔室中。一级直齿传动系统左右延伸布置在截割电机和行星减速机构的前方。二级直齿传动系统位于行星减速机构的后方且左右延伸布置在摇臂壳体的U形的底部内腔中。长输出轴前后延伸安装在摇臂壳体的低速端安装部的内腔，且长输出轴的前端悬伸于低速端安装部之外，用于连接和带动滚筒。所谓高速端和低速端针对的是摇臂内部的截割传动系统而言的。本发明将行星减速机构前置到高速端，使截割传动系统大部保持较低的转速，其中的减速机构可以更简化，体积更小，用长输出轴取代传统的低速端行星减速机构向滚筒输出动力成为可能。由于摇臂输出端(取代传统的行星减速器输出装置)的直径大幅减小，因此可配套更小直径的滚筒，满足小采高的使用要求，还能节省出的大量空间为提高滚筒上叶片的高度提供了空间，因此可以提升装煤效果。

所述截割电机优选采用高功率密度电机，截割电机的轴向和径向尺寸可以更小，因此可以更好地满足三机配套需求。

所述一级直齿传动系统的输入端齿轮设有花键孔，通过该花键孔与截割电机的输出轴同轴花键联接，所述行星减速机构的太阳轮与所述一级直齿传动系统的输出端齿轮同轴花键联接。所述一级直齿传动系统的输入端齿轮和输出端齿轮之间是一个或多个惰轮。

所述行星减速机构的行星轮和二级直齿传动系统的输入端齿轮的芯部各自设有花键孔，行星轮与二级直齿传动系统的输入端齿轮分别与同一根花键轴的前部和后部同轴花键联接。所述花键轴的前端与所述太阳轮的后端之间保持间隔。进一步地，所述花键轴的前端芯部可以固定有耐磨垫，所述耐磨垫与太阳轮的后端不接触。

所述长输出轴通过多组轴承旋转支撑在低速端安装部的内腔，所述长输出轴的后部插入所述二级直齿传动系统的输出端齿轮的花键孔中，与二级直齿传动系统的输出端齿轮同轴花键联接。所述二级直齿传动系统的输入端齿轮和输出端齿轮之间是一个或多个惰轮。

所述行星减速器前置式大功率薄煤层采煤机摇臂还包括导煤流机构9，所述导煤流机构可以通过螺纹联接件固定安装在高速端安装部上，并向着低速端安装部悬伸。导煤流机构可以疏导煤流，减少煤在摇臂壳体的U形空间内大量堆积，避免增大采煤机牵引阻力，防止因煤堆积造成牵引过载。

所述导煤流机构呈翼型，且越靠近低速端安装部其上下厚度越薄，反之越厚。导煤流机构可以是平面对称结构，其对称平面与行星减速机构与长输出轴二者的中心轴线所在的平面重合或形成一个夹角。所述导煤流机构的上表面相对摇臂壳体的U形的底部的上平面向下倾斜。

所述行星减速器前置式大功率薄煤层采煤机摇臂还包括滚筒8和滚筒连接装置6，所述滚筒套在低速端安装部之外，且所述滚筒通过所述滚筒连接装置同轴固定连接在所述长输出轴的前端上。截割电机1输出的扭矩通过一级直齿传动系统2传递到行星减速机构3，然后经二级直齿传动系统4传递到长输出轴5及滚筒连接装置6，最终由滚筒连接装置将扭矩传递到滚筒7，实现滚筒转动做功。当滚筒割煤时，摇臂壳体的U形结构围成一个相对封闭的空间，可以起到辅助装煤的作用。

所述滚筒的直径最小值可以达到900mm，满足最小采高900mm的煤层开采需求。配套小直径滚筒后，充分利用了空间，叶片高度可以提高，相应地装煤效果可以得到显著提升。

导煤流机构在前后方向上的宽度与滚筒的轴向长度相近，优选为全宽度范围内都与所述滚筒相对，以便在滚筒的绝大部分轴向长度范围内都起到疏导煤流的作用。本发明的U形的摇臂壳体配套所述导煤流机构，在提升装煤效果的同时，不会明显增加牵引阻力。