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CN112855857A - 采煤机摇臂动力连接结构 - Google Patents

采煤机摇臂动力连接结构 Download PDF

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CN112855857A
CN112855857A CN202110213818.1A CN202110213818A CN112855857A CN 112855857 A CN112855857 A CN 112855857A CN 202110213818 A CN202110213818 A CN 202110213818A CN 112855857 A CN112855857 A CN 112855857A
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CN202110213818.1A
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章立强
陈峤鹰
董超
王振乾
胡滔
胡璟
宋振
顾恩洋
丁海春
郭岱
钱立全
李辉杰
安学玲
罗毅
刘翰林
吴振毅
方勇翔
盛永林
林杭
陈阳
杜寰
徐东东
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Tiandi Shanghai Mining Equipment Technology Co Ltd
China Coal Technology and Engineering Group Corp
China Coal Technology and Engineering Group Shanghai Co Ltd
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Tiandi Shanghai Mining Equipment Technology Co Ltd
China Coal Technology and Engineering Group Corp
China Coal Technology and Engineering Group Shanghai Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种采煤机摇臂动力连接结构，包括固定减速箱壳体和臂架壳体，所述固定减速箱壳体和臂架壳体上分别安装有前级截割传动机构和后级截割传动机构，所述前级截割传动机构的输出端和所述后级截割传动机构的输入端分别设有前级末齿轮和后级首齿轮，前级末齿轮和后级首齿轮分别旋转支撑于所述固定减速箱壳体和臂架壳体内，所述前级末齿轮的芯部和后级首齿轮的芯部分别设有前级花键孔和后级花键孔，前级花键孔中安装有带内花键和外花键的花键套，所述花键套的内花键和所述后级花键孔分别与同一根花键轴的前部和后部花键联接。本发明能提高无动力摇臂与带动力固定减速箱之间动力传递的可靠性。

Description

采煤机摇臂动力连接结构
技术领域
本发明涉及一种采煤机摇臂与固定减速箱的动力传递连接结构，能提高二者间动力传递的可靠性，适用于矮机身、宽开采范围的采煤机。
背景技术
早期液压采煤机(如MG200)曾使用带截割动力的固定减速箱与无截割动力的摆动摇臂的配套连接结构获得完整的截割功能，其优点是动力大尺寸部分不需随着摇臂摆动。这种结构的采煤机可以适应开采下限比较薄的煤层，不足之处是由于固定减速箱的输出动力都是采用直接连接(齿轮啮合)的方式传递给摇臂的，当摇臂的支撑轴承磨损后则严重影响固定减速箱向摇臂传动连接处的齿轮啮合，导致传动可靠性大大降低，同时这种结构的摇臂臂架的根部连接筒体的受力通常较大，容易出现断裂等问题。
发明内容
本发明旨在提供一种采煤机摇臂动力连接结构，能提高无动力摇臂与带动力固定减速箱之间动力传递的可靠性。
本发明的主要技术方案有：
一种采煤机摇臂动力连接结构，包括固定减速箱壳体和臂架壳体，所述固定减速箱壳体和臂架壳体上分别安装有前级截割传动机构和后级截割传动机构，所述前级截割传动机构的输出端和所述后级截割传动机构的输入端分别设有前级末齿轮和后级首齿轮，前级末齿轮和后级首齿轮分别旋转支撑于所述固定减速箱壳体和臂架壳体内，所述前级末齿轮的芯部和后级首齿轮的芯部分别设有前级花键孔和后级花键孔，前级花键孔中安装有带内花键和外花键的花键套，所述花键套的内花键和所述后级花键孔分别与同一根花键轴的前部和后部花键联接。
所述臂架壳体可以包括传动箱体、前支撑臂和后支撑臂，所述传动箱体呈L形，所述后级首齿轮位于传动箱体的左右延伸段的自由端，所述前支撑臂和后支撑臂分别位于传动箱体的左右延伸段的前、后方，所述前支撑臂和后支撑臂均为一端连接在所述传动箱体上的悬臂结构，所述前支撑臂和后支撑臂上分别设有前铰接接口结构和后铰接接口结构，所述前铰接接口结构的铰接轴线、后铰接接口结构的铰接轴线和所述花键轴的中心线重合且前后延伸，所述前支撑臂和后支撑臂分别通过所述前铰接接口结构和后铰接接口结构与所述固定减速箱壳体铰接。
所述前支撑臂可以呈L形，所述前铰接接口结构设置在所述前支撑臂的左右延伸段的自由端，所述前支撑臂的前后延伸段的后端与传动箱体连接，所述前支撑臂的前后延伸段的顶面优选为斜面，且越远离自由端高度越低。
所述固定减速箱壳体上设有前铰接座和后铰接座，前铰接座和后铰接座均为双耳耳座结构，所述前支撑臂和后支撑臂的自由端分别与所述前铰接座和后铰接座配合并分别穿设前销轴和后销轴实现铰接。
所述前支撑臂和后支撑臂上分别设有前通孔和后通孔，前通孔和后通孔内分别同轴固定安装前过渡套和后过渡套，前铰接座和后铰接座的耳孔中分别固定安装一对前耐磨套和一对后耐磨套，前销轴穿过前过渡套和前耐磨套，后销轴穿过后过渡套和后耐磨套，前销轴和后销轴分别与前过渡套和后过渡套间隙配合，前销轴和后销轴分别与前耐磨套和后耐磨套紧配合。
所述前铰接座的后铰接耳刚好嵌入前支撑臂和传动箱体之间并与前支撑臂和传动箱体之间保持间隙，所述前级末齿轮安装在前铰接座的后铰接耳内，所述前铰接座的后铰接耳的内孔中设有环形的轴向隔挡，所述前耐磨套和前销轴位于轴向隔挡的前方，所述前级末齿轮和花键套位于轴向隔挡的后方，所述前销轴内设有中央通孔，所述花键套的内花键设置在其后段内孔，所述花键套的前段内孔为光孔，所述中央通孔中安装有定位套，所述定位套的后端插入到所述花键套的光孔中，并对花键轴的前端面芯部进行轴向限位，所述定位套通过前铰接座的前铰接耳上固定的前端盖轴向限位于所述中央通孔中，所述定位套与花键套不接触，所述前铰接座的后铰接耳与后级截割传动机构和/或传动箱体之间设置端面密封。
所述定位套的中部设有环形凸缘，所述环形凸缘的外圆柱面同时与所述中央通孔和轴向隔挡的内孔间隙配合，且配合面间设有密封。
所述前支撑臂和后支撑臂上还分别设有前自动润滑装置和后自动润滑装置，前自动润滑装置和后自动润滑装置的润滑点分别位于所述前过渡套和后过渡套的内孔表面。
本发明的有益效果是：
前级截割传动机构通过花键联接结构向后级截割传动机构传递动力，由于采用了多处具有侧隙配合的花键联接结构，径向浮动量增加，且由于形成花键联接结构的相关零件可自动定心，因此传动零件轴向的两端因旋转支撑面磨损导致的径向偏移对传动啮合影响较小，前、后级截割传动机构之间的传动结构对于轴向的两端旋转支撑面磨损的适应性提高，因此摇臂与固定减速箱之间动力传递的可靠性可明显提高。
由于在臂架壳体与固定减速箱壳体之间设置多个支撑连接点，并且将这些支撑连接点分别布置在动力传递连接点的前方和后方，前后两处支撑连接点处因磨损导致的径向位移对位于二者之间的动力传递连接点影响更小，因此该支撑连接结构能为截割动力的传递提供更可靠的保障。
通过在前、后支撑连接点处增设前自动润滑装置和后自动润滑装置，可保证支撑受力面的自动、有效、长时间的润滑，减少磨损，延长支撑连接点的使用寿命。
前支撑臂和后支撑臂的上下厚度均小于所述传动箱体，而且远小于配套滚筒的直径，可以尽量避免当臂架壳体处于采上刀极限位置时，前支撑臂和后支撑臂与顶部煤台的干涉，这样开采高度可以更高。对于极薄或薄煤层开采，本发明的所述摇臂结构可实现既有较低的开采下限，同时又具有较高的开采上限，因此形成更宽的开采范围，可适用于矮机身采煤机。
将所述前级末齿轮安装在前铰接座的后铰接耳内，使前级截割传动机构与前铰接结构共用壳体，并通过设置轴向隔挡对共用壳体的内部空间进行功能分区，使臂架壳体与固定减速箱壳体之间连接处的结构尽量简化和紧凑。通过将前销轴设置成中空结构，一方面为花键轴提供了足够的拆装空间，且该拆装空间位于滚筒的侧方，不占用过煤通道，不影响过煤；另一方面，当采煤机摇臂处于正常使用状态时，可利用该拆装空间安装定位结构对花键轴进行轴向限位，一举多得。
通过在前铰接座的后铰接耳与后级截割传动机构和/或传动箱体之间设置端面密封，以及在所述定位套中部的环形凸缘与前销轴的中央通孔间隙配合处设置密封，可有效防止水、煤粉等杂质从前、后方进入花键联接结构，以保证花键联接结构的清洁和润滑，延长花键联接结构的使用寿命，提高花键联接结构的工作可靠性。
附图说明
图1为本发明的一个实施例的结构示意图；
图2为所述臂架壳体的一个实施例的主视图；
图3为图2的俯视剖视图；
图4为所述固定减速箱壳体的一个实施例的局部剖视图；
图5为前级截割传动机构与后级截割传动机构间动力传递结构的放大图。
附图标记：
1.臂架壳体；11.传动箱体；12.前支撑臂；13.后支撑臂；141.前过渡套；142.后过渡套；151.前自动润滑装置；152.后自动润滑装置；
2.固定减速箱壳体；21.前铰接座；211.前铰接座的前铰接耳；212.前铰接座的后铰接耳；22.后铰接座；231.前耐磨套；232.后耐磨套；
31.花键套；32.花键轴；33.定位套；34.密封；35.端面密封；36.前级末齿轮；361.前级花键孔；37.后级首齿轮；371.后级花键孔；
41.前销轴；42.后销轴；
5.滚筒。
具体实施方式
本发明公开了一种采煤机摇臂动力连接结构，如图1-5所示，包括固定减速箱壳体2和臂架壳体1，所述固定减速箱壳体和臂架壳体上分别安装有前级截割传动机构和后级截割传动机构。所述前级截割传动机构的输出端和所述后级截割传动机构的输入端分别设有前级末齿轮36和后级首齿轮37，前级末齿轮和后级首齿轮分别旋转支撑于所述固定减速箱壳体和臂架壳体内。所述前级末齿轮的芯部和后级首齿轮的芯部分别设有前级花键孔361和后级花键孔371，前级花键孔中安装有带内花键和外花键的花键套31，花键套的外花键与前级花键孔相配合。所述花键套的内花键和所述后级花键孔分别与同一根花键轴32的前部和后部花键联接。前级末齿轮转动带动花键套转动，花键套带动花键轴转动，花键轴再带动后级首齿轮转动，由此实现动力由前级截割传动机构到后级截割传动机构的传递。
前级末齿轮与花键套之间形成一级花键传动，花键套与花键轴之间、花键轴与后级首齿轮之间形成二级花键传动。由于采用了多处具有侧隙配合的花键联接结构，径向浮动量增加，且由于形成花键联接结构的相关零件可自动定心，因此传动零件轴向的两端因旋转支撑面磨损导致的径向偏移对传动啮合影响较小，或者说前、后级截割传动机构之间的传动结构对于轴向的两端旋转支撑面磨损的适应性提高，因此摇臂与固定减速箱之间动力传递的可靠性可明显提高。
附图所示实施例中，前级末齿轮的后端通过轴承支撑在前轴承座上，前轴承座安装在固定减速箱壳体上，后级首齿轮的前端通过轴承支撑在后轴承座上，后轴承座安装在臂架壳体上。
所述臂架壳体1可以包括传动箱体11、前支撑臂12和后支撑臂13。所述传动箱体呈L形，所述后级首齿轮位于传动箱体的左右延伸段的自由端(对应图2中传动箱体11的右端)，所述传动箱体的前后延伸段的自由端呈筒状，配套滚筒5将套设安装在传动箱体的前后延伸段上。所述前支撑臂和后支撑臂分别位于传动箱体的左右延伸段的前、后方，所述前支撑臂和后支撑臂均为一端连接在所述传动箱体上的悬臂结构。所述前支撑臂和后支撑臂的远离传动箱体的前后延伸段的一端为自由端。所述前支撑臂和后支撑臂上分别设有前铰接接口结构和后铰接接口结构，所述前铰接接口结构的铰接轴线、后铰接接口结构的铰接轴线和所述花键轴的中心线重合，且与滚筒的回转轴线一样都是沿前后方向延伸。所述前支撑臂和后支撑臂分别通过所述前铰接接口结构和后铰接接口结构与所述固定减速箱壳体铰接。本实施例中，所述前支撑臂、后支撑臂和所述传动箱体为一体式结构。
由于臂架壳体与固定减速箱壳体之间形成的支撑连接点分别位于动力传递连接点的前方和后方，前后两处支撑连接点处因磨损导致的径向位移对位于二者之间的动力传递连接点影响更小，因此该支撑连接结构能为截割动力的传递提供更可靠的保障。另一方面，滚筒的平均受力点位于前后两处支撑连接点之间，臂架壳体的受力状态更好。
所述前支撑臂和后支撑臂的顶面最好都不高于所述传动箱体的顶面，所述前支撑臂和后支撑臂的底面最好都不低于所述传动箱体的底面，即前支撑臂和后支撑臂的上下厚度均小于所述传动箱体，可以尽量避免当臂架壳体处于采上刀极限位置时，前支撑臂和后支撑臂与顶部煤台的干涉，这样开采高度可以更高。对于极薄或薄煤层开采，本发明的摇臂既能满足较低的开采下限，同时又能满足较高的开采上限，因此能形成更宽的开采范围，可适用于矮机身采煤机。
所述前支撑臂可以呈L形，所述前支撑臂的左右延伸段的自由端也是所述前支撑臂的自由端，所述前铰接接口结构设置在所述前支撑臂的左右延伸段的自由端，所述前支撑臂的前后延伸段的后端与传动箱体连接。所述前支撑臂的前后延伸段的顶面优选为斜面，且越远离自由端高度越低，即越靠近滚筒高度越低。
所述固定减速箱壳体上设有前铰接座21和后铰接座22，前铰接座和后铰接座均为双耳耳座结构，所述前支撑臂和后支撑臂的自由端分别与所述前铰接座和后铰接座配合并分别穿设前销轴41和后销轴42实现铰接。
所述前支撑臂和后支撑臂上分别设有前通孔和后通孔，前通孔和后通孔同轴，前通孔和后通孔内分别同轴固定安装前过渡套141和后过渡套142，前过渡套与前通孔组成前铰接接口结构，后过渡套和后通孔组成后铰接接口结构。前铰接座和后铰接座的耳孔中分别固定安装一对前耐磨套231和一对后耐磨套232。前销轴穿过前过渡套和前耐磨套，后销轴穿过后过渡套和后耐磨套。前销轴和后销轴分别与前过渡套和后过渡套间隙配合。前销轴和后销轴分别与前耐磨套和后耐磨套紧配合。
所述前铰接座的后铰接耳212刚好嵌入前支撑臂和传动箱体之间，并与前支撑臂和传动箱体之间保持间隙，以保证与臂架壳体间可以相对摆动。所述前级末齿轮安装在前铰接座的后铰接耳内。所述前铰接座的后铰接耳的内孔中设有环形的轴向隔挡，所述前耐磨套和前销轴位于轴向隔挡的前方，所述前级末齿轮和花键套位于轴向隔挡的后方。本实施例中，轴向隔挡是前铰接座的后铰接耳的实体的一部分，是沿径向向耳孔中心凸出的圆环结构。所述前销轴内设有中央通孔，所述花键套31的内花键设置在花键套的后段内孔，前段内孔为光孔。所述中央通孔中安装有定位套33，所述定位套呈杯型，后端为封口端。所述定位套的封口端(即后端)穿过轴向隔挡插入到所述花键套的光孔中，并对花键轴32的前端面芯部进行轴向限位。本实施例中，定位套的后端固定有耐磨垫，定位套借助耐磨垫对花键轴进行轴向限位，花键轴与耐磨垫接触并相对耐磨垫转动。所述定位套通过前铰接座的前铰接耳211上固定的前端盖轴向限位于所述中央通孔中。所述定位套与花键套不接触。
所述前铰接座的后铰接耳212与后级截割传动机构和/或所述传动箱体之间设置端面密封35(例如在高速端的前端面设置密封槽并安装密封圈)，避免水、煤粉等杂质从后端进入花键联接结构。附图所示实施例中，所述端面密封设置在后轴承座的前端面与传动箱体的前端面的接缝处。
当花键轴磨损后，只要先从前侧拆下定位套33，腾空花键轴32前方的筒状空间，就可以顺利拆装花键轴，对花键轴进行更换。并且，该筒状空间位于滚筒的侧方，不占据输送槽的过煤通道的上方空间，因此也不影响过煤和开采。
附图所示实施例中，后铰接座的前铰接耳的耳孔为后端敞口的盲孔，后铰接座的后铰接耳上固定安装有后端盖，盲孔耳孔和后端盖对后销轴进行轴向限位。后级首齿轮的后端通过轴承直接支撑在传动箱体上，且传动箱体的高速端的后端不贯通，可以减少粉尘等杂质进入有相对运动的零件之间，尽量保持相关零件的良好的相对运动状态。
所述定位套的中部设有环形凸缘，所述环形凸缘的外圆柱面同时与所述中央通孔和轴向隔挡的内孔间隙配合，且配合面间设有密封34。本实施例中，所述环形凸缘的外圆柱面上设有密封槽，其中安装有密封圈，通过该密封圈实现定位套与前销轴和前铰接座的后铰接耳之间的密封，避免水、煤粉等杂质从前端进入花键联接结构。该密封与前述端面密封可以保证花键联接结构处的清洁以及原有润滑，从而提高花键联接结构的使用寿命。
所述后级花键孔优选为盲孔，孔口在后级首齿轮的前端面上，所述后级花键孔的孔底面为所述花键轴的后端面的定位面。
所述前支撑臂和后支撑臂上还可以分别设置前自动润滑装置151和后自动润滑装置152，前自动润滑装置和后自动润滑装置的目标润滑点可分别位于所述前过渡套和后过渡套的内孔表面。通过在前、后支撑连接点处增设前自动润滑装置和后自动润滑装置，可保证支撑受力面的自动、有效、长时间的润滑，减少磨损，延长支撑连接点的使用寿命。附图所示实施例中，所述前自动润滑装置和后自动润滑装置安装在所述前支撑臂和后支撑各自的自由端上。
进一步地，前过渡套的两端与前支撑臂以及前销轴之间均设置密封，后过渡套的两端与后支撑臂以及后销轴之间均设置密封。本实施例中，所述前过渡套的外圆柱面和内孔表面的轴向的两端均设有环形密封槽，所述后过渡套的外圆柱面和内孔表面的轴向的两端均设有环形密封槽，密封槽内设置密封圈，实现上述密封。
本文中的前方是指采煤作业时更靠近煤壁的方向。

Claims (10)

1.一种采煤机摇臂动力连接结构，其特征在于：包括固定减速箱壳体和臂架壳体，所述固定减速箱壳体和臂架壳体上分别安装有前级截割传动机构和后级截割传动机构，所述前级截割传动机构的输出端和所述后级截割传动机构的输入端分别设有前级末齿轮和后级首齿轮，前级末齿轮和后级首齿轮分别旋转支撑于所述固定减速箱壳体和臂架壳体内，所述前级末齿轮的芯部和后级首齿轮的芯部分别设有前级花键孔和后级花键孔，前级花键孔中安装有带内花键和外花键的花键套，所述花键套的内花键和所述后级花键孔分别与同一根花键轴的前部和后部花键联接。
2.如权利要求1所述的采煤机摇臂动力连接结构，其特征在于：所述臂架壳体包括传动箱体、前支撑臂和后支撑臂，所述传动箱体呈L形，所述后级首齿轮位于传动箱体的左右延伸段的自由端，所述前支撑臂和后支撑臂分别位于传动箱体的左右延伸段的前、后方，所述前支撑臂和后支撑臂均为一端连接在所述传动箱体上的悬臂结构，所述前支撑臂和后支撑臂上分别设有前铰接接口结构和后铰接接口结构，所述前铰接接口结构的铰接轴线、后铰接接口结构的铰接轴线和所述花键轴的中心线重合且前后延伸，所述前支撑臂和后支撑臂分别通过所述前铰接接口结构和后铰接接口结构与所述固定减速箱壳体铰接。
3.如权利要求2所述的采煤机摇臂动力连接结构，其特征在于：所述前支撑臂呈L形，所述前铰接接口结构设置在所述前支撑臂的左右延伸段的自由端，所述前支撑臂的前后延伸段的后端与传动箱体连接，所述前支撑臂的前后延伸段的顶面为斜面，且越远离自由端高度越低。
4.如权利要求3所述的采煤机摇臂动力连接结构，其特征在于：所述固定减速箱壳体上设有前铰接座和后铰接座，前铰接座和后铰接座均为双耳耳座结构，所述前支撑臂和后支撑臂的自由端分别与所述前铰接座和后铰接座配合并分别穿设前销轴和后销轴实现铰接。
5.如权利要求4所述的采煤机摇臂动力连接结构，其特征在于：所述前支撑臂和后支撑臂上分别设有前通孔和后通孔，前通孔和后通孔内分别同轴固定安装前过渡套和后过渡套，前铰接座和后铰接座的耳孔中分别固定安装一对前耐磨套和一对后耐磨套，前销轴穿过前过渡套和前耐磨套，后销轴穿过后过渡套和后耐磨套，前销轴和后销轴分别与前过渡套和后过渡套间隙配合，前销轴和后销轴分别与前耐磨套和后耐磨套紧配合。
6.如权利要求5所述的采煤机摇臂动力连接结构，其特征在于：所述前铰接座的后铰接耳刚好嵌入前支撑臂和传动箱体之间并与前支撑臂和传动箱体之间保持间隙，所述前级末齿轮安装在前铰接座的后铰接耳内，所述前铰接座的后铰接耳的内孔中设有环形的轴向隔挡，所述前耐磨套和前销轴位于轴向隔挡的前方，所述前级末齿轮和花键套位于轴向隔挡的后方，所述前销轴内设有中央通孔，所述花键套的内花键设置在其后段内孔，所述花键套的前段内孔为光孔，所述中央通孔中安装有定位套，所述定位套的后端插入到所述花键套的光孔中，并对花键轴的前端面芯部进行轴向限位，所述定位套通过前铰接座的前铰接耳上固定的前端盖轴向限位于所述中央通孔中，所述定位套与花键套不接触，所述前铰接座的后铰接耳与后级截割传动机构和/或传动箱体之间设置端面密封。
7.如权利要求6所述的采煤机摇臂动力连接结构，其特征在于：所述定位套的中部设有环形凸缘，所述环形凸缘的外圆柱面同时与所述中央通孔和轴向隔挡的内孔间隙配合，且配合面间设有密封。
8.如权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的采煤机摇臂动力连接结构，其特征在于：所述后级花键孔为盲孔，孔口在后级首齿轮的前端面上，所述后级花键孔的孔底面为所述花键轴的后端面的定位面。
9.如权利要求5、6、7或8所述的采煤机摇臂动力连接结构，其特征在于：所述前支撑臂和后支撑臂上还分别设有前自动润滑装置和后自动润滑装置，前自动润滑装置和后自动润滑装置的润滑点分别位于所述前过渡套和后过渡套的内孔表面。
10.如权利要求9所述的采煤机摇臂动力连接结构，其特征在于：前过渡套的两端与前支撑臂以及前销轴之间均设置密封，后过渡套的两端与后支撑臂以及后销轴之间均设置密封。
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