一种具有四摇臂结构的滚筒采煤机技术领域
本发明涉及煤矿开采机械领域，尤其是一种适用于煤矿大采高工作面开采的具有
四摇臂结构的滚筒采煤机。
背景技术
一般采煤机有两种布置形式：一是具有左右两个摇臂，两个摇臂各自带动一个滚
筒工作；第二种是短壁采煤机，整机只具有一个摇臂，带动一个滚筒工作。其中，以第一种方
式为主，第二种方式只适用于三角煤开采等工作面布置长度很短的特殊工况。不管哪种布
置方式，滚筒能实现的最大截割高度即为该采煤机所能实现的最大采高。两种布置方式的
采煤机，能实现绝大多数煤层的开采。
随着煤矿高产高效要求越来越高，一次性采全高的最大开采高度也越来越高。以
目前最大的8米采高机组为例：此时，采煤机机身高度约3.5米；单个摇臂功率达到1000kW，
摇臂长度超过4米；滚筒直径达到4米。整个摇臂重量约28吨，滚筒重量约14吨，即摇臂与滚
筒总重将达到42吨，整机重量将达到200吨。
在此高度与重量的情况下，整机稳定性、可靠性存在一系列问题，导致现场使用效
果很差，难以满足高产高效开采要求。同时，生产制造风险和成本也居高不。主要存在问题
包括：
1、机身稳定性问题。采煤机机面高度达3.5米，单个摇臂连同滚筒重量超过40吨，
整机重心高度约3米，且偏向煤壁侧。因此，机身稳定性极差，在割煤过程中，摇臂晃动量大，
对摇臂传动系统和机身联接副造成极大冲击，导致整机在输送机上颤震。严重影响设备使
用的可靠性，制约了生产进度。
2、牵引系统问题。正因为整机重量较重，且具有较大冲击的现状，采煤机设计牵引
力较大。在现有的最大的176mm节距的情况下，达到了极限的1500kN。然而，即便如此，由于
截割和牵引阻力都很大，1500kN牵引力仍显不足，牵引速度难以提高。即便如此，不论是行
走轮、导向滑靴，还是输送机销排，其损坏程度也非常严重。因此，不论是生产效率还是可靠
性方面，都难以达到矿方要求。
3、液压系统可靠性问题。由于摇臂和滚筒重量较大，因此，在调高油缸缸径达到
400mm的情况下，液压系统实际工作压力也将达到20MPa，甚至更高，大大降低了液压系统的
可靠性。
4、零件加工难度与成本问题。由于机身尺寸、摇臂尺寸及滚筒尺寸均较大，导致壳
体、齿轮等零件加工难度较高，制造成本和应用成本居高不下，设备供应商和煤矿用户的均
对此反应强烈。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有四摇臂结构的滚筒采煤机。仍以解决8米采高存在
问题为例：该采煤机是在目前比较成熟的，采高6米左右机型的基础上，通过设计特殊的左
右过渡装置，并在左右过渡装置上分别布置两个各自具有驱动电动机的摇臂，两摇臂分别
工作，互不影响且相互配合，在完全避免机身稳定性问题、牵引系统问题、液压系统可靠性
问题，以及有效控制生产成本和使用成本的前提下，实现一次性8米甚至更大的采高。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是，
一种具有四摇臂结构的滚筒采煤机，包括机身与摇臂结构，所述摇臂结构包括过
渡架、设置于所述过渡架与所述机身之间的主调高油缸、设置于所述过渡架上端的上调高
油缸、设置于所述过渡架下端的下调高油缸、设置于所述过渡架侧面的上摇臂、设置于所述
过渡架侧面的下摇臂、设置于所述上摇臂侧面的上滚筒、设置于所述下摇臂侧面的下滚筒；
所述过渡架一侧设置有主回转轴，所述机身与过渡架之间通过主回转轴铰接，所
述主回转轴下端设置有摆动铰接轴，所述主调高油缸与所述过渡架之间通过摆动铰接轴铰
接；
进一步的，所述过渡架上端与上调高油缸通过铰接相连接，所述过渡架下端与下
调高油缸通过铰接相连接，所述过渡架侧面分别通过铰接与上摇臂和下摇臂相连接；
进一步的，所述上调高油缸一端与上摇臂通过铰接相连接，所述下调高油缸一端
与下摇臂通过铰接相连接；
进一步的，所述上摇臂一端与上滚筒通过铰接相连接，所述下摇臂一端与下滚筒
通过铰接相连接；
进一步的，所述上滚筒与下滚筒的旋向一致，且上滚筒与下滚筒不干涉；
本发明的优点在于，通过此发明，在机面高度2.3米的配置下，即可以四个分别为
500kW的小摇臂，实现采高8米甚至更高的大采高要求，滚筒重量可由约28(2×14)吨减小到
16(2×2×4，直径Φ2000或Φ2240)吨，摇臂重量可由约42吨减小到35吨，机身重量可由约
90吨减小到80吨，整机重量可由约200吨减小到约165吨，减重比约17.5％；整机重心高度降
低约1米；牵引载荷将大大减少；调高工作压力将下降3MPa左右，因此，将解决机身稳定性、
牵引系统可靠性以及液压系统可靠性问题。同时，零件加工难度与生产制造成本也将大大
降低。
附图说明
图1是本发明提出的具有四摇臂结构的滚筒采煤机的原理图；
图2是本发明提出的具有四摇臂结构的滚筒采煤机的原理图；
其中：1-机身；2-过渡架；3-主调高油缸；4-上调高油缸；5-下调高油缸；6-上摇臂；
7-下摇臂；8-上滚筒；9-下滚筒；10-主回转轴；11-摆动铰接轴。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结
合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。
如图1与图2所示，本发明提出的具有四摇臂结构的滚筒采煤机包括机身1与摇臂
结构，所述机身1两端对称设置有摇臂结构，所述摇臂结构包括过渡架2、设置于所述过渡架
2与所述机身1之间的主调高油缸3、设置于所述过渡架2上端的上调高油缸4、设置于所述过
渡架2下端的下调高油缸5、设置于所述过渡架2侧面的上摇臂6、设置于所述过渡架2侧面的
下摇臂7、设置于所述上摇臂6侧面的上滚筒8、设置于所述下摇臂7侧面的下滚筒9；
所述过渡架2一侧设置有主回转轴10，所述机身1与过渡架2之间通过主回转轴10
铰接，所述主回转轴10下端设置有摆动铰接轴11，所述主调高油缸3与所述过渡架2之间通
过摆动铰接轴11铰接；
进一步的，所述过渡架2上端与上调高油缸4通过铰接相连接，所述过渡架2下端与
下调高油缸5通过铰接相连接，所述过渡架2侧面分别通过铰接与上摇臂6和下摇臂7相连
接；
进一步的，所述上调高油缸4一端与上摇臂6通过铰接相连接，所述下调高油缸5一
端与下摇臂7通过铰接相连接；
进一步的，所述上摇臂6一端与上滚筒8通过铰接相连接，所述下摇臂7一端与下滚
筒9通过铰接相连接；
进一步的，所述上滚筒8与下滚筒9的旋向一致，且上滚筒8与下滚筒9不干涉；
参照图1，本发明的摇臂采上刀煤时的状态：采煤机机身1和主调高油缸3，分别铰
接过渡架2的主回转轴10和摆动铰接轴11，实现过渡架2的上下摆动，过渡架2上尚有四个铰
接点，分别用于上调高油缸4和上摇臂6铰接，以及下调高油缸5和下摇臂7铰接，同时，上调
高油缸4和上摇臂6铰接在一起，以上调高油缸4的伸缩实现上摇臂6的单独摆动，下调高油
缸5和下摇臂7铰接在一起，以下调高油缸5的伸缩实现下摇臂7的单独摆动，上摇臂6带动上
滚筒8，下摇臂7带动下滚筒9，小调高油缸和小调高油缸伸长到极限位置时，确保上滚筒8和
下滚筒9不干涉，同时增加机械限位措施，上滚筒8和下滚筒9旋向一致；
参照图2，本发明的摇臂采下刀煤时的状态：过渡架2下摆动到适当位置，再伸缩上
调高油缸4与下调高油缸5，微调上摇臂6和下摇臂7的位置，确保上摇臂6与下摇臂7能扫底
并割透机头尾三角煤。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术
人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本
发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变
化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其
等同物界定。