一种双层快速截煤装置技术领域
本发明涉及煤矿开采技术领域，特别是涉及一种双层快速截煤装置。
背景技术
针对中小型矿井中的倾斜薄煤层的开采，能够采取的开采方式多为炮采、静力刨
煤机等，但是这些开采方式开采效率低，所获得的煤块质量差，开采效果不佳，如今对于倾
角为30°至60°、0.4-1.3m厚倾斜的复杂的煤层多不进行开采，这将造成极大的资源浪费。为
了能够解决此类问题就必须设计出能够适应各类倾斜面的煤岩截割机构，改变开采方式，
以适应生产要求。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种双层快速截煤装置，包括变速器箱体，所述变速器箱体内设有防爆电机，所述
防爆电机输出端通过联轴器连接于变速机构，所述变速机构输出端设有第一轴伸出所述变
速器箱体，所述第一轴上固定有第一链轮，所述第一链轮的一侧设有第二链轮，所述第一链
轮和所述第二链轮外套设有长截齿链，所述长截齿链与所述第一链轮及所述第二链轮相啮
合，所述第二链轮固定于第二轴上，所述第二轴上还固定有第三链轮与所述第二链轮间隔
设置，所述第三链轮外套设有短截齿链，所述短截齿链与所述长截齿链平行设置，所述短截
齿链的一端套接于所述第三链轮，另一端套接于第四链轮，所述短截齿链与所述第三链轮
及所述第四链轮相啮合，所述长截齿链或/和所述短截齿链的外周设有截齿。
进一步，所述第四链轮固定于第三轴，所述第三轴上还设有第五链轮，所述第五链
轮位于所述第一链轮与所述第二链轮之间，且与所述长截齿链相啮合。
进一步，所述第一链轮、所述第二链轮、所述第三链轮、所述第四链轮及所述第五
链轮均为五星链轮。
进一步，所述第一链轮通过花键与所述第一轴连接，所述第二链轮和所述第三链
轮通过花键与所述第二轴连接，所述第四链轮和所述第五链轮通过花键与所述第三轴连
接。
进一步，所述长截齿链或/和所述短截齿链的外周固定有截齿座，每个所述截齿座
上固定有所述截齿。
进一步，所述截齿为楔形截齿，所述截齿座为楔形截齿座。
进一步，所述截齿座与所述长截齿链或所述短截齿链之间、所述截齿与所述截齿
座之间均通过开口销连接。
进一步，所述长截齿链或/和所述短截齿链的两侧分别设有挡板，所述挡板遮挡住
所述长截齿链和所述短截齿链，仅所述截齿座及所述截齿露出。
进一步，所述长截齿链或所述短截齿链上的相邻所述截齿相对所述长截齿链或所
述短截齿链所在平面朝向两侧偏斜。
进一步，所述变速机构包括与所述联轴器连接的第四轴，所述第四轴上固定有第
一直齿轮，所述第四轴的一侧平行的设有第五轴和第六轴，所述第五轴上固定有第二直齿
轮和第三直齿轮，所述第六轴上固定有第四直齿轮和第一锥齿轮，所述第二直齿轮与所述
第一直齿轮相啮合，所述第四直齿轮与所述第三直齿轮相啮合，所述第一轴位于所述变速
器箱体内的部分固定有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮与所述第一锥齿轮相啮合。
本发明的有益效果：
防爆电机将动力输出给变速机构并传输给第一轴，第一轴带动第一链轮转动，第
一链轮带动长截齿链回转运动，并带动第二链轮随之转动，第三链轮与第二链轮同轴转动，
从而带动短截齿链回转运动，使得长截齿链和短截齿链上的截齿对煤层进行截割，长截齿
链和短截齿链的设计可以实现双层截煤，截煤速度快，可提高截煤效率，且能够对倾斜薄煤
层及复杂煤岩进行灵活截割，截深可调，实现机械化开采，具有很好的推广应用价值。
附图说明
图1为本发明双层快速截煤装置的结构示意图；
图2为本发明双层快速截煤装置中长截齿链及短截齿链的结构示意图；
图3为本发明双层快速截煤装置中第二链轮及第三链轮的结构示意图；
图4为本发明双层快速截煤装置中变速机构的结构示意图；
图中，1—变速器箱体、2—防爆电机、3—联轴器、4—第四轴、5—第一直齿轮、6—
第五轴、7—第二直齿轮、8—第三直齿轮、9—第六轴、10—第四直齿轮、11—第一锥齿轮、
12—第一轴、13—第二锥齿轮、14—第一链轮、15—第二链轮、16—长截齿链、17—第二轴、
18—第三链轮、19—短截齿链、20—第四链轮、21—第三轴、22—第五链轮、23—截齿座、
24—截齿、25—挡板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基
于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其
他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用
于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该
特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本发明中涉及“第一”、
“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所
指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少
一个该特征。
如图1及图4，本发明提供一种双层快速截煤装置，包括变速器箱体1，变速器箱体1
内设有防爆电机2，防爆电机2输出端通过联轴器3连接于变速机构，变速机构包括与联轴器
3连接的第四轴4，第四轴4上固定有第一直齿轮5，第一直齿轮5通过键连接于第四轴4上。第
四轴4的一侧平行的设有第五轴6和第六轴9，第五轴6上通过键连接固定有第二直齿轮7和
第三直齿轮8，第六轴9上通过键连接固定有第四直齿轮10和第一锥齿轮11，其中，第二直齿
轮7与第一直齿轮5相啮合，第四直齿轮10与第三直齿轮8相啮合。第六轴9的末端垂直的设
有第一轴12，第一轴12的一端位于变速器箱体1内，另一端伸出变速器箱体1，第一轴12位于
变速器箱体1内的部分固定有第二锥齿轮13，第二锥齿轮13与第一锥齿轮11相啮合，从而将
由防爆电机2输出的动力经过变速机构变速后传递给第一轴12。上述变速机构能够提供截
割煤岩所需的最佳速度以及满足自身所需的强度要求，且结构紧凑。
如图1至图3，第一轴12伸出变速器箱体1的部分固定有第一链轮14，第一链轮14的
一侧设有第二链轮15，第一链轮14和第二链轮15外套设有长截齿链16，长截齿链16与第一
链轮14及第二链轮15相啮合，第一轴12的转动带动第一链轮14转动，从而使长截齿链16回
转运动，同时第二链轮15随之转动。第二链轮15固定于第二轴17上，第二轴17上还固定有第
三链轮18与第二链轮15间隔设置，第三链轮18外套设有短截齿链19，短截齿链19与长截齿
链16平行设置，短截齿链19的一端套接于第三链轮18，另一端套接于第四链轮20，短截齿链
19与第三链轮18及第四链轮20相啮合，第三链轮18和第二链轮15均固定在第二轴17上，因
此第二链轮15转动时，第三链轮18同时转动，带动短截齿链19回转运动，从而带动第四链轮
20转动。第四链轮20固定于第三轴21，第三轴21上还设有第五链轮22，第五链轮22位于第一
链轮14与第二链轮15之间，且与长截齿链16相啮合，第四链轮20和第三轴21对短截齿链19
的回转运动提供支撑作用。
如图2及图3，在本实施例中，第一链轮14、第二链轮15、第三链轮18、第四链轮20及
第五链轮22均为五星链轮。其中第一链轮14通过花键与第一轴12连接，第二链轮15和第三
链轮18通过花键与第二轴17连接，第四链轮20和第五链轮22通过花键与第三轴21连接，通
过花键可以保证链轮与轴无相对转动。
如图1及图2，长截齿链16或/和短截齿链19的外周固定有截齿座23，每个截齿座23
上固定有截齿24，在本实施例中，截齿24为楔形截齿，截齿座23为楔形截齿座，截齿座23与
长截齿链16或短截齿链19之间、截齿24与截齿座23之间均通过开口销连接，从而方便截齿
24或截齿座23的更换，在截齿24受损时便于更换。在长截齿链16和短截齿链19外周均设置
截齿24，长截齿链16或/和短截齿链19回转运动时带动截齿座23和截齿24对倾斜煤层进行
截割，形成双层截割结构，该双层截割结构是根据在开采倾斜薄煤层过程中所遇到的各种
煤岩情况综合评定，对其结构尺寸进行设计，使得到的双层截割结构可以适应复杂煤岩情
况下进行切割，特别是在底板是波浪形，煤质坚硬，夹石较多的薄煤层工作面，以及煤层错
滑多，顶板破碎，压力大，采煤较高工作面等的生产。
优选的，长截齿链16或短截齿链19上的相邻截齿24相对长截齿链16或短截齿链19
所在平面朝向两侧偏斜，偏斜的角度为70°，这种楔形截齿24的排布是根据所要开采煤岩的
实际情况确定的，这种排布方式可以最大程度的减少截割过程中所产生的冲击，能够对煤
岩进行有效的截割，截割后产生的块煤率比较高。
如图1，长截齿链16或/和短截齿链19的两侧分别设有挡板25，挡板25遮挡住长截
齿链16和短截齿链19，仅截齿座23及截齿24露出，保护截齿链的内部结构，防止截割时受到
外界冲击，保证使用寿命。
采用上述截煤装置对倾斜薄煤层进行截割开采，根据煤层的厚度与倾斜程度预先
给定切割速度，然后以恒定速度对煤层进行切割，其切割过程如下：
防爆电机2将输出转速通过联轴器3传递给第四轴4，第四轴4带动第一直齿轮5转
动，第一直齿轮5与第二直齿轮7相啮合，使得第二直齿轮7转动，带动第五轴6和第三直齿轮
8转动，第三直齿轮8与第四直齿轮10相啮合，带动第六轴9和第一锥齿轮11转动，第一锥齿
轮11与第二锥齿轮13相啮合带动第一轴12转动并改变速度方向，至此将防爆电机2的输出
转速变化至需求转速。第一链轮14随着第一轴12的转动而转动，带动长截齿链16回转运动，
同时通过长截齿链16牵引第二链轮15转动，带动第二轴17转动，第二轴17的转动带动第三
链轮18转动，从而带动短截齿链19回转运动，同时短截齿链19牵引第四链轮20及第三轴21
转动，再带动第五链轮22转动。在整个过程中，第一轴12、第一链轮14、第二链轮15、长截齿
链16及其上的截齿座23与截齿24共同组成长截盘，而第二轴17、第三轴21、第三链轮18、第
四链轮20、第五链轮22、短截齿链19及其上的截齿座23与截齿24共同组成短截盘。
在煤层截割面比较平整面积较大的情况下采取长截盘进行开采，而短截盘在各种
困难条件下都可以使用，特别是在底板是波浪形，煤质坚硬，夹石较多的薄煤层工作面，以
及煤层错滑多，顶板破碎，压力大，采煤较高的工作面，短接盘能发挥更大的作用。工作面长
时，可以组成一昼夜一循环作业，工作面短时，可以组成较多循环作业，同样能发挥机械的
效能。而对于煤层情况复杂的煤层截割面可先采取短截割盘对复杂煤层进行截割修整，然
后再采取长截盘进行截割加快截割效率。在截割过程中，由于链的柔性可以避免较大的冲
击，同时又不影响截割效果。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发
明进行了详细说明，本领域技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等
同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围内。