一种履带行走自旋转双向钻式采煤机及使用方法.pdf

一种履带行走自旋转双向钻式采煤机及方法，采煤机包括采煤机上架总成、设在采煤机上架总成下的采煤机底座，采煤机底座下设有回转支撑装置，回转支撑装置下设有履带行走机构，履带行走机构上设有与回转支撑装置相连的传动装置；将钻式采煤机布置于巷道中，先对薄煤层一侧进行开采作业，在该侧薄煤层开采作业结束后，通过控制回转支撑装置，实现钻式采煤机的360°旋转，当回转支撑装置旋转到开采另一侧薄煤层的位置后对另一侧进行开采作业，从而实现螺旋钻机在同一地点双向采煤，无需较大移动设备，大大提高开采效率。另外，在从主巷道至工作面巷道途中遇岔路口时，可实现螺旋钻头进行自旋转，从而轻易通过巷道岔路口到达工作面，节约设备移动时间。

1.  一种履带行走自旋转双向钻式采煤机，包括采煤机上架总成（2）、设在采煤机上架总成（2）下的采煤机底座（3），其特征在于：所述的采煤机底座（3）下设有回转支撑装置（4），所述的回转支撑装置（4）下设有履带行走机构（6），履带行走机构（6）上设有与回转支撑装置（4）相连的传动装置（5）；
所述的回转支撑装置（4）包括内圈（4-1）、套在内圈（4-1）上的外圈（4-3），内圈（4-1）和外圈（4-3）之间设有滚球体（4-2），所述外圈（4-3）经螺栓与采煤机底座（3）固定在一起，所述的内圈（4-1）经螺栓与履带行走机构（6）固定在一起；
所述的履带行走机构（6）包括履带（6-1）、驱动轮（6-2）、张紧装置（6-3）、导向轮（6-4）、张紧装置（6-5）、支重轮（6-6）、连接架（6-7）、驱动电机（6-8）、底盘支撑架（6-9）和侧壁（6-10）；所述的驱动轮（6-2）和导向轮（6-4）通过其中心孔内的滚动轴承连接于连接架（6-7）两端的中心轴上，所述履带（6-1）卡嵌于驱动轮（6-2）和导向轮（6-4）的轮齿上，所述张紧装置（6-3）通过螺栓与驱动轮（6-2）中心轴两端连接，所述支重轮（6-6）通过其中心孔内的滚动轴承连接于连接架（6-7）的中心轴上，并与履带（6-1）进行啮合，所述驱动电机（6-8）通过螺栓连接于连接架（6-7）上，其伸出轴与驱动轮（6-2）的中心轴连接，所述底盘支撑架（6-9）通过螺栓连接于连接架（6-7）上，所述侧壁（6-10）焊接于连接架（6-7）上；
所述的传动装置（5）包括液压马达（5-1）、抱闸锁止器（5-2）、液压马达齿轮（5-3）、轴I大齿轮（5-4）、轴I（5-5）、轴I小齿轮（5-6）、轴II大齿轮（5-7）、轴II（5-8）、转轮（5-9）、滚动轴承（5-10）；所述液压马达（5-1）通过螺栓与履带行走机构（6）中的底盘支撑架（6-9）连接，所述抱闸锁止器（5-2）穿过液压马达（5-1）输出轴并用螺栓与底盘支撑架（6-9）连接，所述液压马达齿轮（5-3）通过平键稳固连接在液压马达（5-1）输出轴上，所述轴I大齿轮（5-4）、轴II大齿轮（5-7）通过花键分别与轴I（5-5）、轴II（5-8）连接，轴I小齿轮（5-6）通过平键与轴I（5-5）连接，轴I（5-5）、轴II（5-8）都由滚动轴承（5-10）支撑并做回转运动，液压马达齿轮（5-3）与轴I大齿轮（5-4）、轴I小齿轮（5-6）与轴II大齿轮（5-7）、转轮（5-9）与回转支撑装置（4）中外圈（4-3）相互之间正确啮合。

2.  根据权利要求1所述的一种履带行走自旋转双向钻式采煤机，其特征在于：所述的回转支撑装置（4）的外侧设有防止大块煤料进入回转减速箱内的侧壁（6-10）。

3.  根据权利要求1所述的一种履带行走自旋转双向钻式采煤机的使用方法，其特征在于：将钻式采煤机布置于巷道中，先对薄煤层一侧进行开采作业，在该侧薄煤层开采作业结束后，通过控制面板按钮启动液压马达（5-1），液压马达（5-1）通过其输出轴将扭矩传至液压马达齿轮（5-3）上，再依次经由轴I大齿轮（5-4）、轴I（5-5）、轴I小齿轮（5-6）、轴II大齿轮（5-7）、轴II（5-8），将高速小转矩转化为低速大转矩传至转轮（5-9）上，转轮（5-9）通过轮齿啮合带动回转支撑装置（4）中的外圈回转，再通过连接采煤机底座（3）与外圈（4-3）的内六角螺栓，最终将转矩传至采煤机底座（3）上，实现钻式采煤机的360°旋转，当回转支撑装置（4）旋转到开采另一侧薄煤层的位置后，通过控制面板控制抱闸锁止器（5-2）锁死液压马达（5-1）输出轴，防止采煤机上架总成（2）上的螺旋钻头发生过转或采煤作业时发生回转现象，对另一侧薄煤层进行开采作业，从而实现螺旋钻机在同一地点双向采煤，提高采煤效率，减少设备转移和开采时间。

一种履带行走自旋转双向钻式采煤机及使用方法
技术领域
本发明涉及一种双向钻式采煤机及使用方法，尤其是一种适用于钻式采煤机上的履带行走自旋转双向钻式采煤机及使用方法。
背景技术
螺旋钻采煤法是目前无人采煤工作面较为成熟的一种采煤方法，该采煤法被广泛用于围岩不稳定的薄煤层和极薄煤层开采，还被用于边角煤开采和各种煤柱的回收。但是，目前由于钻式采煤机在薄煤层开采过程中，仅具有单向开采煤层的功能，因此在巷道两侧都有薄煤层的情况下，现有的螺旋钻式采煤机无法实现同时开采，需开采完一侧后转移至另一侧开采，整个过程造成掘进效率低，费时费力，工人劳动强度高，采煤时间和设备移动时间增长。
发明内容
技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种履带行走自旋转双向钻式采煤机及使用方法，通过在已有技术的基础上增加旋转装置，从而可一次性实现螺旋钻机实现对两侧薄煤层的开采。
技术方案：本发明的履带行走自旋转双向钻式采煤机，包括采煤机上架总成、设在采煤机上架总成下的采煤机底座，所述的采煤机底座下设有回转支撑装置，所述的回转支撑装置下设有履带行走机构，履带行走机构上设有与回转支撑装置相连的传动装置；
所述的回转支撑装置包括内圈、套在内圈上的外圈，内圈和外圈之间设有滚球体，所述外圈经螺栓与采煤机底座固定在一起，所述的内圈经螺栓与履带行走机构固定在一起；
所述的履带行走机构包括履带、驱动轮、张紧装置、导向轮、张紧装置、支重轮、连接架、驱动电机、底盘支撑架和侧壁；所述的驱动轮和导向轮通过其中心孔内的滚动轴承连接于连接架两端的中心轴上，所述履带卡嵌于驱动轮和导向轮的轮齿上，所述张紧装置通过螺栓与驱动轮中心轴两端连接，所述支重轮通过其中心孔内的滚动轴承连接于连接架的中心轴上，并与履带进行啮合，所述驱动电机通过螺栓连接于连接架上，其伸出轴与驱动轮的中心轴连接，所述底盘支撑架通过螺栓连接于连接架上，所述侧壁焊接于连接架上；
所述的传动装置包括液压马达、抱闸锁止器、液压马达齿轮、轴I大齿轮、轴I、轴I小齿轮、轴II大齿轮、轴II、转轮、滚动轴承；所述液压马达通过螺栓与履带行走机构中的底盘支撑架连接，所述抱闸锁止器穿过液压马达输出轴并用螺栓与底盘支撑架连接，所述液压马达齿轮通过平键稳固连接在液压马达输出轴上，所述轴I大齿轮、轴II大齿轮通过花键分别与轴I、轴II连接，轴I小齿轮通过平键与轴I连接，轴I、轴II都由滚动轴承支撑并做回转运动，液压马达齿轮与轴I大齿轮、轴I小齿轮与轴II大齿轮、转轮与回转支撑装置中外圈相互之间正确啮合。
所述的回转支撑装置的外侧设有防止大块煤料进入回转减速箱内的侧壁。
履带行走自旋转双向钻式采煤机的使用方法：
将钻式采煤机布置于巷道中，先对薄煤层一侧进行开采作业，在该侧薄煤层开采作业结束后，通过控制面板按钮启动液压马达，液压马达通过其输出轴将扭矩传至液压马达齿轮上，再依次经由轴I大齿轮、轴I、轴I小齿轮、轴II大齿轮、轴II，将高速小转矩转化为低速大转矩传至转轮上，转轮通过轮齿啮合带动回转支撑装置中的外圈回转，再通过连接采煤机底座与外圈的内六角螺栓，最终将转矩传至采煤机底座上，实现钻式采煤机的360°旋转，当回转支撑装置旋转到开采另一侧薄煤层的位置后，通过控制面板控制抱闸锁止器锁死液压马达输出轴，防止采煤机上架总成上的螺旋钻头发生过转或采煤作业时发生回转现象，对另一侧薄煤层进行开采作业，从而实现螺旋钻机在同一地点双向采煤，提高采煤效率，减少设备转移和开采时间。
有益效果：本发明可实现钻式采煤机在巷道同一地点先后开采两侧薄煤层，无需在一侧薄煤层开采完成后通过移动钻式采煤机，再进行另一侧薄煤层开采，大大节省了时间，提高采煤效率；钻式采煤机在从主巷道至工作面巷道途中遇岔路口时，借助于回转支撑装置，可实现螺旋钻头进行自旋转，从而轻易通过巷道岔路口到达工作面，节约设备移动时间。此外，本发明的传动装置中设有可防止螺旋钻头发生过转或螺旋钻头在采煤时发生回转现象的抱闸锁止器，大大提高了设备的可靠性；本发明通过液压马达、小体积回转减速装置，实现了螺旋钻头的回转运动，并保证传递扭矩可靠、结构紧凑，只需在控制面板中加入相应的控制开关，即可对液压马达和抱闸锁止器进行操控，操作方便，便于维修，适应性强，使用范围宽，在本领域内具有广泛的实用性。
附图说明
图1是本发明的履带行走自旋转双向钻式采煤机总成结构示意图；
图2是本发明的采煤机上架总成结构俯视示意图；
图3是本发明的采煤机底座结构俯视示意图；
图4是本发明的采煤机底座C-C剖视图；
图5是本发明的回转支撑装置连接结构正视示意图；
图6是本发明的回转支撑装置连接结构俯视示意图；
图7是本发明的履带行走机构正视示意图；
图8是本发明的履带行走机构俯视示意图；
图9是本发明的履带行走自旋转双向钻式采煤机在采煤作业时操作示意图；
图10是本发明的履带行走自旋转双向钻式采煤机经过巷道岔路口时操作示意图。
图中：1-钻式采煤机，2-采煤机上架总成，3-采煤机底座，4-回转支撑装置，5-传动装置，6-履带行走机构，7—内六角螺栓，8－垫片一，9—六角螺栓，10—垫片二，11—回转减速箱壁，12—垫片三，13—螺母一，14—螺母二，15—螺栓连接孔一，16—螺栓连接孔二，17— 薄煤层A侧，18—巷道，19—薄煤层B侧，20—道岔，2-1－驱动架，2-2－传动箱，2-3－稳定器，2-4－侧架，2-5－液压马达，2-6－风筒，2-7－螺旋钻杆，2-8－螺旋钻头，3-1－侧向支撑架，3-2－前向支撑架，3-3－固定架，3-4－固定架，3-5－后向支撑架，3-6－固定架，3-7－底架，3-8－中间支撑架，4-1－内圈，4-2－滚球体，4-3－外圈，5-1—液压马达，5-2—抱闸锁止器，5-3—液压马达齿轮，5-4—轴I大齿轮，5-5－轴I，5-6－轴I小齿轮，5-7－轴II大齿轮，5-8－轴II，5-9－转轮，5-10－滚动轴承，6-1－履带，6-2－驱动轮，6-3－张紧装置，6-4－导向轮，6-5－缓冲弹簧，6-6－支重轮，6-7－连接架，6-8－驱动电机，6-9－底盘支撑架，6-10—侧壁。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：
本发明的履带行走自旋转双向钻式采煤机，包括采煤机上架总成2、设在采煤机上架总成2下的采煤机底座3，采煤机底座3下设有回转支撑装置4，回转支撑装置4下设有履带行走机构6，履带行走机构6上设有与回转支撑装置4相连的传动装置5；
所述的回转支撑装置4包括内圈4-1、套在内圈4-1上的外圈4-3，内圈4-1和外圈4-3之间设有滚球体4-2，所述外圈4-3经螺栓与采煤机底座3固定在一起，所述的内圈4-1经螺栓与履带行走机构6固定在一起；
所述的履带行走机构6包括履带6-1、驱动轮6-2、张紧装置6-3、导向轮6-4、张紧装置6-5、支重轮6-6、连接架6-7、驱动电机6-8、底盘支撑架6-9和侧壁6-10；所述的驱动轮6-2和导向轮6-4通过其中心孔内的滚动轴承连接于连接架6-7两端的中心轴上，所述履带6-1卡嵌于驱动轮6-2和导向轮6-4的轮齿上，所述张紧装置6-3通过螺栓与驱动轮6-2中心轴两端连接，所述支重轮6-6通过其中心孔内的滚动轴承连接于连接架6-7的中心轴上，并与履带6-1进行啮合，所述驱动电机6-8通过螺栓连接于连接架6-7上，其伸出轴与驱动轮6-2的中心轴连接，所述底盘支撑架6-9通过螺栓连接于连接架6-7上，所述侧壁6-10焊接于连接架6-7上；
所述的传动装置5包括液压马达5-1、抱闸锁止器5-2、液压马达齿轮5-3、轴I大齿轮5-4、轴I5-5、轴I小齿轮5-6、轴II大齿轮5-7、轴II5-8、转轮5-9、滚动轴承5-10；所述液压马达5-1通过螺栓与履带行走机构6中的底盘支撑架6-9连接，所述抱闸锁止器5-2穿过液压马达5-1输出轴并用螺栓与底盘支撑架6-9连接，所述液压马达齿轮5-3通过平键稳固连接在液压马达5-1输出轴上，所述轴I大齿轮5-4、轴II大齿轮5-7通过花键分别与轴I5-5、轴II5-8连接，轴I小齿轮5-6通过平键与轴I5-5连接，轴I5-5、轴II5-8都由滚动轴承5-10支撑并做回转运动，液压马达齿轮5-3与轴I大齿轮5-4、轴I小齿轮5-6与轴II大齿轮5-7、转轮5-9与回转支撑装置4中外圈4-3相互之间正确啮合。所述的回转支撑装置4的外侧设有防止大块煤料进入回转减速箱内的侧壁6-10。
图1所示，履带行走自旋转双向钻式采煤机1，主要由采煤机上架总成2、采煤机底座3、回转支撑装置4、传动装置5和履带行走机构6组成。采煤机上架总成2安装于采煤机底座3上，回转支撑装置4通过螺栓与采煤机底座3稳固连接，回转支撑装置4两侧对称设有传动装置5，传动装置5安装于履带行走机构6上。所述的传动装置5主要由液压马达5-1、抱闸锁止器5-2、液压马达齿轮5-3、轴I大齿轮5-4、轴I5-5、轴I小齿轮5-6、轴II大齿轮5-7、轴II5-8、转轮5-9、滚动轴承5-10构成。液压马达5-1通过螺栓与履带行走机构6中的底盘支撑架6-9连接，抱闸锁止器5-2穿过液压马达5-1输出轴并用螺栓与底盘支撑架6-9连接，液压马达齿轮5-3通过平键稳固连接在液压马达5-1输出轴上，轴I大齿轮5-4、轴II大齿轮5-7通过花键分别与轴I5-5、轴II5-8连接，轴I小齿轮5-6通过平键与轴I5-5连接，轴I5-5、轴II5-8都由滚动轴承5-10支撑并做回转运动，液压马达齿轮5-3与轴I大齿轮5-4、轴I小齿轮5-6与轴II大齿轮5-7、转轮5-9与回转支撑装置4中的外圈4-3相互之间正确啮合。
图2所示，所述的采煤机上架总成2主要由驱动架2-1、传动箱2-2、稳定器2-3、侧架2-4、液压马达2-5、风筒2-6、螺旋钻杆2-7、螺旋钻头2-8构成。液压马达2-5为两个，对称设在驱动架2-1上，侧架2-4对称设在驱动架2-1的两侧，两个液压马达2-5的输出轴上分别连有螺旋钻杆2-7，两个螺旋钻杆2-7上设有稳定器2-3，两个螺旋钻杆2-7之间设有风筒2-6，传动箱2-2设有螺旋钻杆2-7的前部，螺旋钻头2-8设在螺旋钻杆2-7上。
图3和图4所示，所述的采煤机底座3主要由底架3-7、中间支撑架3-8、侧向支撑架3-1、前向支撑架3-2、固定架3-3、固定架3-4、后向支撑架3-5和固定架3-6构成。底架3-7通过上端凸出支柱卡嵌于中间支撑架3-8下端凹槽内，从而保证两者稳固连接，侧向支撑架3-1、前向支撑架3-2和后向支撑架3-5通过焊接与中间支撑架3-8稳固连接，固定架3-3和固定架3-4都通过螺栓紧固连接于侧向支撑架3-1上，固定架3-6同样通过螺栓紧固连接于后向支撑架3-5上。其中固定架3-3和固定架3-4具有加固支撑的作用。
图5和图6所示，所述的回转支撑装置4主要由内圈4-1、外圈4-3和滚球体4-2组成，所述外圈4-3端面与采煤机底座3中的底架3-7上均布有在同一轴线的螺栓连接孔一15，内圈4-1端面与履带行走机构6中的底盘支撑架6-9和回转减速箱壁11上均布有在同一轴线的螺栓连接孔二16；所述的采煤机底座3通过穿过螺栓连接孔一15的内六角螺栓7、垫片一8、垫片二10、螺母一13与外圈4-3紧固连接。所述的底盘支撑架6-9、回转减速箱壁11与内圈4-1通过穿过螺栓连接孔二16的六角螺栓9、垫片一8、垫片三12、螺母二14紧固连接。
图7和图8所示，所述的履带行走机构6主要由履带6-1、驱动轮6-2、张紧装置6-3、导向轮6-4、缓冲弹簧6-5、支重轮6-6、连接架6-7、驱动电机6-8、底盘支撑架6-9和侧壁6-10构成。驱动轮6-2和导向轮6-4通过其中心孔内的滚动轴承分别可靠连接于连接架6-7两端的中心轴上，履带6-1以啮合方式卡嵌于驱动轮6-2和导向轮6-4的轮齿上，张紧装置6-3通过螺栓与驱动轮6-2中心轴两端连接，缓冲弹簧6-5穿套在张紧装置6-3中，支重轮6-6 通过其中心孔内的滚动轴承稳固连接于连接架6-7的中心轴上，并与履带6-1进行啮合，驱动电机6-8通过螺栓连接于连接架6-7上，其伸出轴与驱动轮6-2的中心轴连接，底盘支撑架6-9通过螺栓稳固连接于连接架6-7上，侧壁6-10焊接于底盘支撑架6-10上。其中，张紧装置6-3具有调节履带6-1处于合适张紧力的作用，驱动电机6-8具有提供动力的作用，侧壁6-10具有防止大块煤料进入回转减速箱内的作用。
图9所示，在巷道18两侧都具有薄煤层的情况下，钻式采煤机1在开采完薄煤层A侧17后，通过回转支撑装置4在原地转动，调转螺旋钻的方位，对薄煤层B侧19进行开采，从而大大提高了开采效率，减少采煤时间。
图10所示，钻式采煤机1在从主巷道至工作面途中遇道岔20时，借助于回转支撑装置4，可实现螺旋钻头进行360°自旋转，从而轻易通过道岔20，到达指定工作面，对薄煤层A侧17和薄煤层B侧19进行采煤作业，大大节约设备移动时间。
本发明的履带行走自旋转双向钻式采煤机的使用方法：履带行走自旋转双向钻式采煤机的使用方法：将钻式采煤机1布置于巷道18中，先对薄煤层一侧进行开采作业，在该侧薄煤层开采作业结束后，并于液压推进部件、支撑液压缸等部件回收操作完成后，通过控制柜上的面板按钮启动液压马达5-1，液压马达5-1通过其输出轴将扭矩传至液压马达齿轮5-3上，再依次经由轴I大齿轮5-4、轴I5-5、轴I小齿轮5-6、轴II大齿轮5-7、轴II5-8，将高速小转矩转化为低速大转矩传至转轮5-9上，转轮5-9通过轮齿啮合带动回转支撑装置4中的外圈4-3回转，再通过连接采煤机底座3中的底架3-1与外圈4-3的内六角螺栓7最终将转矩传至采煤机底座3上，实现钻式采煤机的360°旋转，当回转支撑装置4旋转到开采另一侧薄煤层的位置后，通过控制面板控制抱闸锁止器5-2锁死液压马达5-1输出轴，防止采煤机上架总成2上的螺旋钻头发生过转或采煤作业时发生回转现象，对另一侧薄煤层进行开采作业，从而实现螺旋钻机在同一地点双向采煤，提高采煤效率，减少设备转移和开采时间。
当钻式采煤机1在从主巷道至工作面途中遇道岔20时，通过控制回转支撑装置4，使螺旋钻头顺巷道方向进行自旋转，实现快速、轻易通过道岔20，大大节约设备移动时间，进而快速进行采煤作业。