本實(shí)用新型涉及一種搖臂采煤機(jī)，尤其是一種適用于薄煤層開采的多自由度搖臂采煤機(jī)。

背景技術(shù)：

我國的采煤機(jī)已經(jīng)形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的開采范圍1.1~5.5m的滾筒式采煤機(jī)系列產(chǎn)品。常規(guī)滾筒式采煤機(jī)截割部是采用上下?lián)u動(dòng)搖臂布置在采空區(qū)側(cè)，由于搖臂體上下結(jié)構(gòu)尺寸較大，阻礙滾筒向采空區(qū)側(cè)推煤，滾筒裝煤效率低，在薄煤層此問題尤為突出。常規(guī)滾筒式采煤機(jī)的斜切進(jìn)刀、回割三角煤的工序使得采煤工藝較復(fù)雜，影響采煤效率。目前國內(nèi)外煤礦所用的采煤機(jī)，絕大多數(shù)是上下?lián)u臂滾筒式采煤機(jī)，只有少數(shù)先進(jìn)的煤礦針對(duì)較薄煤層采用薄煤層采煤機(jī)等設(shè)備。我國針對(duì)較薄煤層開采的采煤機(jī)均采用中厚煤層常規(guī)滾筒式采煤機(jī)所用的設(shè)計(jì)方案及采煤方法，并且在可靠性及采煤效率與國外采煤機(jī)相比，還存在較大的差距?，F(xiàn)有的采煤機(jī)在薄煤層開采過程中均不同程度地存在功率較小、開采效率低、使用效果較差等多種實(shí)際問題，嚴(yán)重地影響我國薄煤層煤田開采工作。研究適用性更強(qiáng)的采煤機(jī)，尤其是適用于薄煤層的采煤機(jī)和采煤工藝具有非常巨大的市場需求，必將產(chǎn)生可觀的效益。

公開號(hào)：CN102979521B公開了一種搖臂式橫向滾筒采煤機(jī)，包括由數(shù)個(gè)機(jī)箱隔腔組成的機(jī)體和機(jī)箱隔腔內(nèi)的動(dòng)力傳動(dòng)鏈、搖臂、滾筒、卷筒及機(jī)體下部滑板。此采煤機(jī)實(shí)現(xiàn)了橫向全斷面無死角全方位采煤的技術(shù)方案，克服了現(xiàn)有采煤裝置只能開采小傾角巷道結(jié)構(gòu)頂面和側(cè)面煤層，解決了巷道傾角在25°以上結(jié)構(gòu)底面煤層和滾筒之間的煤層棄之不采的難題，適合煤礦巷道傾角結(jié)構(gòu)底面煤層的采掘，特別適合中小型煤礦巷道傾角在25°以上結(jié)構(gòu)底面煤層、薄煤層全斷面無死角煤層采掘。但此種采煤機(jī)存在采煤效率低、采煤工藝復(fù)雜、人工操縱過程繁瑣、且煤炭運(yùn)輸過程復(fù)雜、無專門的運(yùn)煤裝置、不適于在大型采礦企業(yè)推廣等缺點(diǎn)。公開號(hào)：CN101526000B公開了一種采煤機(jī)，具有使用者可以根據(jù)開采需要方便地調(diào)整機(jī)身的高度的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也存在以上問題。

申請?zhí)枺篊N201510586841.X公開了一種薄煤層雙聯(lián)截裝截割部，涉及硬質(zhì)薄煤層采煤機(jī)領(lǐng)域。它包括截割部殼體、截割電機(jī)、離合器、齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)和截割滾筒，截割電機(jī)、離合器、齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)和截割滾筒均安裝在截割部殼體上，其中截割電機(jī)與齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)通過離合器相連，截割電機(jī)的動(dòng)力經(jīng)過齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)減速后輸出至截割滾筒；由傳統(tǒng)的單個(gè)柱形滾筒截裝一體轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€(gè)滾筒橫向布置，分別負(fù)責(zé)破煤和裝煤。此種薄煤層雙聯(lián)截裝采煤機(jī)截割部的錐形滾筒截齒分布較為集中，在恒功率條件下單個(gè)截齒破煤能力強(qiáng)，能夠有效截割硬質(zhì)煤層；柱形滾筒裝煤效果較好，與錐形滾筒截割深度和截割寬度相同，轉(zhuǎn)向相反，二者合作可有效減小柱形滾筒在二次截割時(shí)的截割強(qiáng)度。存在的缺點(diǎn)有：1、在薄煤層工作時(shí)，采煤機(jī)截割部采用上下?lián)u動(dòng)搖臂布置在采空區(qū)側(cè)，因搖臂上下結(jié)構(gòu)尺寸較大及采空區(qū)空間較小，阻礙滾筒向采空區(qū)側(cè)推煤，滾筒裝煤效率低。2、采煤機(jī)搖臂為雙滾筒聯(lián)截裝割部，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，整機(jī)可靠性極大降低。

公開號(hào)：CN102900436A公開了一種油缸邁步式薄煤層采煤機(jī)，公開號(hào)：CN203702144U公開了一種雙滾筒薄煤層采煤機(jī)，公開號(hào)：CN102287185A公開了一種大功率重型薄煤層采煤機(jī)，以上三種采煤機(jī)分別從降低機(jī)身高度、解決狹小空間布置問題、增加截割電機(jī)數(shù)量來增加開采效率三個(gè)方面來增加薄煤層開采優(yōu)勢，但以上三種采煤機(jī)均使用上下?lián)u動(dòng)搖臂布置在采空區(qū)側(cè)，同樣存在因搖臂上下結(jié)構(gòu)尺寸較大及采空區(qū)空間較小，阻礙滾筒裝煤效率的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問題：本實(shí)用新型的目的是為了解決上述技術(shù)中存在的問題，提供一種多自由度搖臂采煤機(jī)，通過采煤機(jī)左右端部搖臂推進(jìn)方向搖動(dòng)搖臂帶動(dòng)滾筒進(jìn)行推進(jìn)以及布置在采空區(qū)側(cè)，在薄煤層開采時(shí)，能夠有效地利用薄煤層空間擺臂，使得截割滾筒截割下的煤塊能夠順利輸送到刮板輸送機(jī)上，從而避免了傳統(tǒng)采煤機(jī)搖臂在薄煤層上下擺動(dòng)空間受限，搖臂上下結(jié)構(gòu)尺寸較大，阻礙滾筒向采空區(qū)側(cè)推煤，滾筒裝煤效率低的問題。

技術(shù)方案：本實(shí)用新型的多自由度搖臂采煤機(jī)，包括：左端部搖臂滑動(dòng)塊機(jī)構(gòu)、右端部搖臂滑動(dòng)塊機(jī)構(gòu)、采煤機(jī)機(jī)身、擋煤護(hù)板、控制系統(tǒng)和行走部；所述左端部搖臂滑動(dòng)塊機(jī)構(gòu)和右端部搖臂滑動(dòng)塊機(jī)構(gòu)分別設(shè)在采煤機(jī)機(jī)身的兩端，所述的控制系統(tǒng)設(shè)在采煤機(jī)機(jī)身內(nèi)，所述的行走部設(shè)在采煤機(jī)機(jī)身的下支架上；

所述的左端部搖臂滑動(dòng)塊機(jī)構(gòu)和右端部搖臂滑動(dòng)塊機(jī)構(gòu)均包括上下滾筒、搖臂、截深調(diào)節(jié)油缸、滑動(dòng)塊、滑動(dòng)塊驅(qū)動(dòng)油缸，其中：上下滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)軸線方向?yàn)樯舷路较?，所述的上下滾筒、搖臂和截深調(diào)節(jié)油缸固定在滑動(dòng)塊上，形成以滑動(dòng)塊為固定支座的搖臂調(diào)高四桿機(jī)構(gòu)；

所述的采煤機(jī)機(jī)身與滑動(dòng)塊通過滑動(dòng)導(dǎo)軌連接固定，滑動(dòng)塊通過滑動(dòng)塊驅(qū)動(dòng)油缸驅(qū)動(dòng)沿導(dǎo)軌上下往復(fù)滑動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)搖臂調(diào)高四桿機(jī)構(gòu)以及上下滾筒沿上下方向往復(fù)滑動(dòng)，從而使截割滾筒適應(yīng)煤層高度的變化；所述煤機(jī)機(jī)身在靜止?fàn)顟B(tài)下，搖臂帶動(dòng)上下滾筒運(yùn)動(dòng)時(shí)，搖臂末端具有推進(jìn)、上下方向的兩個(gè)自由度；所述左端部搖臂滑動(dòng)塊機(jī)構(gòu)和右端部搖臂滑動(dòng)塊機(jī)構(gòu)中的截深調(diào)節(jié)油缸與上滾筒、下滾筒的截深調(diào)節(jié)相互獨(dú)立。

所述的采煤機(jī)機(jī)身上部設(shè)有擋煤護(hù)板。

所述設(shè)在采煤機(jī)機(jī)身左右兩端的上下滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線方向?yàn)樯舷路较?，左右兩端的上下滾筒截割齒固定在滾筒螺旋面上，左上下滾筒的螺旋為右旋，右上下滾筒的螺旋為左旋。

有益效果：本實(shí)用新型解決了采煤機(jī)搖動(dòng)搖臂時(shí)，由于搖臂上下結(jié)構(gòu)尺寸較大，薄煤層采空區(qū)空間較小，阻礙滾筒向采空區(qū)側(cè)推煤，滾筒裝煤效率低的問題；左右端部滾筒截割深度的靈活調(diào)節(jié)使得采煤機(jī)在正常工作時(shí)無需常規(guī)采煤機(jī)的斜切進(jìn)刀、回割三角煤工序。通過采煤機(jī)左右端部搖臂推進(jìn)方向搖動(dòng)搖臂帶動(dòng)滾筒進(jìn)行推進(jìn)以及布置在采空區(qū)側(cè)，在薄煤層開采時(shí)，能夠有效地利用薄煤層空間擺臂，使得截割滾筒截割下的煤塊能夠順利輸送到刮板輸送機(jī)上，避免了傳統(tǒng)采煤機(jī)搖臂在薄煤層上下擺動(dòng)空間受限，搖臂上下結(jié)構(gòu)尺寸較大，阻礙滾筒向采空區(qū)側(cè)推煤，滾筒裝煤效率低的問題。采用多自由度搖臂采煤機(jī)在正常截割煤層運(yùn)行時(shí)，前滾筒對(duì)煤層截割前1/2截深，后滾筒對(duì)煤層截割后1/2截深，這樣使得整機(jī)的煤層截割效率更高。因左右端部滾筒截割深度的靈活調(diào)節(jié)使得采煤機(jī)在截割煤層時(shí)避免了現(xiàn)有采煤機(jī)的斜切進(jìn)刀、回割三角煤的工序，極大提高了開采效率。因截割滾筒的特殊結(jié)構(gòu)與左右端部搖臂是采用推進(jìn)方向搖動(dòng)搖臂帶動(dòng)滾筒進(jìn)行推進(jìn)，且滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)軸線方向?yàn)樯舷路较?，使得采煤滾筒有很高的裝煤效率，避免了因空間受限，傳統(tǒng)搖臂上下結(jié)構(gòu)尺寸較大，阻礙滾筒向采空區(qū)側(cè)推煤的問題。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型多自由度搖臂采煤機(jī)的軸側(cè)結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本實(shí)用新型左端部搖臂滑動(dòng)塊機(jī)構(gòu)的軸側(cè)結(jié)構(gòu)圖。

圖3是本實(shí)用新型右端部搖臂滑動(dòng)塊機(jī)構(gòu)的軸側(cè)結(jié)構(gòu)圖。

圖4是本實(shí)用新型左端上下滾筒結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本實(shí)用新型右端上下滾筒結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本實(shí)用新型端部搖臂滑動(dòng)塊機(jī)構(gòu)與機(jī)身連接固定示意圖。

圖7是本實(shí)用新型采煤機(jī)中途正常截割煤層示意圖。

圖8-圖14是本實(shí)用新型采煤機(jī)截割煤層過程俯視圖。

圖中：1、左端部搖臂滑動(dòng)塊機(jī)構(gòu)；2、采煤機(jī)機(jī)身；3、擋煤護(hù)板；4、控制系統(tǒng)；5、行走部；6、右端部搖臂滑動(dòng)塊機(jī)構(gòu)；7、左上滾筒；8、左下滾筒；9、左搖臂；10、左截深調(diào)節(jié)油缸；11、左滑動(dòng)塊驅(qū)動(dòng)油缸；12、左滑動(dòng)塊；13、右搖臂；14、右滑動(dòng)塊；15、右滑動(dòng)塊驅(qū)動(dòng)油缸；16、右截深調(diào)節(jié)油缸；17、右上滾筒；18、右下滾筒；19、煤層。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖中的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明：

如圖1所示，本實(shí)用新型的多自由度搖臂采煤機(jī)，主要由左端部搖臂滑動(dòng)塊機(jī)構(gòu)1、右端部搖臂滑動(dòng)塊機(jī)構(gòu)6、采煤機(jī)機(jī)身2、擋煤護(hù)板3、控制系統(tǒng)4和行走部5構(gòu)成；其中滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)軸線方向?yàn)樯舷路较?。所述左端部搖臂滑動(dòng)塊機(jī)構(gòu)1和右端部搖臂滑動(dòng)塊機(jī)構(gòu)6分別設(shè)在采煤機(jī)機(jī)身2的兩端，所述的控制系統(tǒng)4設(shè)在采煤機(jī)機(jī)身2內(nèi)，所述的行走部5設(shè)在采煤機(jī)機(jī)身2的下支架上；所述的采煤機(jī)機(jī)身2上部設(shè)有擋煤護(hù)板3。

如圖2、圖3所示，所述的左端部搖臂滑動(dòng)塊機(jī)構(gòu)1和右端部搖臂滑動(dòng)塊機(jī)構(gòu)6均包括上下滾筒、搖臂、截深調(diào)節(jié)油缸、滑動(dòng)塊、滑動(dòng)塊驅(qū)動(dòng)油缸，其中：上下滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)軸線方向?yàn)樯舷路较?，所述的上下滾筒、搖臂和截深調(diào)節(jié)油缸固定在滑動(dòng)塊上，形成以滑動(dòng)塊為固定支座的搖臂調(diào)高四桿機(jī)構(gòu)；如圖4、圖5所示，所述設(shè)在采煤機(jī)機(jī)身2左右兩端的上下滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線方向?yàn)樯舷路较?，左右兩端的上下滾筒截割齒固定在滾筒螺旋面上，左上下滾筒的螺旋為右旋，右上下滾筒的螺旋為左旋。

如圖6所示，所述的采煤機(jī)機(jī)身2與滑動(dòng)塊通過滑動(dòng)導(dǎo)軌連接固定，滑動(dòng)塊通過滑動(dòng)塊驅(qū)動(dòng)油缸驅(qū)動(dòng)沿導(dǎo)軌上下往復(fù)滑動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)搖臂調(diào)高四桿機(jī)構(gòu)以及上下滾筒沿上下方向往復(fù)滑動(dòng)，從而使截割滾筒適應(yīng)煤層高度的變化；采煤機(jī)機(jī)身2靜止?fàn)顟B(tài)下，左右搖臂9、13帶動(dòng)滾筒運(yùn)動(dòng)時(shí)，左右搖臂9、13末端具有推進(jìn)、上下方向的兩個(gè)自由度。

所述左端部搖臂滑動(dòng)塊機(jī)構(gòu)1和右端部搖臂滑動(dòng)塊機(jī)構(gòu)6中的左右端部截深調(diào)節(jié)油缸10、16對(duì)其相應(yīng)左上下滾筒7、8、右上下滾筒17、18的截深調(diào)節(jié)相互獨(dú)立，如圖7所示，左右截深調(diào)節(jié)油缸與左上下滾筒、右上下滾筒的截深調(diào)節(jié)相互獨(dú)立。

工作過程：采煤機(jī)運(yùn)行時(shí)，設(shè)定一個(gè)截深距離D，由控制系統(tǒng)4控制左、右兩側(cè)搖臂滑動(dòng)塊機(jī)構(gòu)1、6中的滑動(dòng)塊驅(qū)動(dòng)油缸和截深調(diào)節(jié)油缸行程，先由右側(cè)的上下滾筒17、18推進(jìn)1/2個(gè)截深對(duì)煤層截割前1/2截深，之后，再由左側(cè)的上下滾筒7、8推進(jìn)1個(gè)截深對(duì)煤層截割后1/2截深，使采煤機(jī)行走方向的煤層形成階梯型，如圖8所示；左右兩側(cè)的上下滾筒通過截深調(diào)節(jié)油缸的驅(qū)動(dòng)沿采煤機(jī)推進(jìn)方向改變截深；

當(dāng)采煤機(jī)運(yùn)行至煤層綜采面端頭，剩余至少一個(gè)采煤機(jī)機(jī)身長度時(shí)，設(shè)在采煤機(jī)機(jī)身2右上下滾筒17、18截深再推進(jìn)1/2變?yōu)閷?duì)煤層截割1個(gè)截深，以保證一個(gè)行程的煤層截割完成，如圖9、圖10所示；

當(dāng)一個(gè)行程的煤層截割完畢后，設(shè)在采煤機(jī)機(jī)身2左右兩端的上下端滾筒7、8、17、18受控制系統(tǒng)4控制被完全收回，此時(shí)綜采系統(tǒng)中的刮板輸送機(jī)帶動(dòng)采煤機(jī)推進(jìn)1個(gè)截割深度，如圖10、圖11、圖12所示；

煤機(jī)開始下一個(gè)行程的截割循環(huán)，采煤機(jī)機(jī)身2左側(cè)的左截深調(diào)節(jié)油缸10帶動(dòng)左上下滾筒7、8推進(jìn)1/2個(gè)截深，采煤機(jī)機(jī)身2右側(cè)的右截深調(diào)節(jié)油缸16帶動(dòng)右上下滾筒17、18推進(jìn)1個(gè)截深，采煤機(jī)開始反向行走割煤，如圖12、圖13、圖14所示；

重復(fù)上述步驟，直到完成整個(gè)采煤工作。