薄煤层采煤机的支撑结构
阅读说明：本技术 薄煤层采煤机的支撑结构 (Supporting structure of thin coal seam coal mining machine ) 是由 王振乾 章立强 董超 陶嵘 曹杨 朱红 徐文锋 黄秋来 胡滔 胡璟 宋振 顾恩 于 2020-05-22 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种薄煤层采煤机的支撑结构,包括机身框架和连接在所述机身框架上并支撑所述机身框架的主支撑滑靴组件、辅助支撑滑靴组件和导向滑靴,所述主支撑滑靴组件支撑在机身框架的前后方向上的中部,所述辅助支撑滑靴组件和导向滑靴分别位于主支撑滑靴组件的前方和后方,所述辅助支撑滑靴组件浮动支撑在机身框架靠近煤壁侧的位置,所述导向滑靴支撑在机身框架靠近采空侧的位置,所述主支撑滑靴组件、辅助支撑滑靴组件和导向滑靴左右各布置一套。本发明能改善悬机身方式的大功率低采高薄或极薄煤层采煤机的支撑滑靴和导向滑靴磨损严重的问题。(The invention relates to a supporting structure of a low seam mining machine, which comprises a machine body frame, and a main supporting sliding shoe assembly, an auxiliary supporting sliding shoe assembly and a guiding sliding shoe which are connected to the machine body frame and support the machine body frame, wherein the main supporting sliding shoe assembly is supported at the middle part of the machine body frame in the front-back direction, the auxiliary supporting sliding shoe assembly and the guiding sliding shoe are respectively positioned in front of and behind the main supporting sliding shoe assembly, the auxiliary supporting sliding shoe assembly is supported at the position of the machine body frame close to the coal wall side in a floating mode, the guiding sliding shoe is supported at the position of the machine body frame close to the mining side, and the main supporting sliding shoe assembly, the auxiliary supporting sliding shoe assembly and the guiding sliding shoe are respectively arranged in a set from left to right. The invention can solve the problem that the supporting sliding shoes and the guiding sliding shoes of the high-power low-mining-height thin or ultra-thin coal seam mining machine in a machine body suspension mode are seriously abraded.)
技术领域
本发明涉及一种采煤机支撑结构，尤其适用于薄或极薄煤层开采的矮机身大功率采煤机。
背景技术
对于薄或极薄煤层的开采，薄或极薄煤层采煤机要求机身越来越矮，但另一方面，为了能适应如煤、岩共存等复杂的地质条件的开采，又要求装机功率要更大，而随着功率的增大，电机、传动系统等尺寸也相应增大很多，与机身越来越矮的要求成为一对矛盾，因此薄或极薄煤层采煤机的结构设计是一个难点。
业内曾提出并逐步使用将电机、传动齿轮等大中尺寸零部件由原来的刮板输送机上方前移至靠近煤壁侧的技术方案，即采用悬机身的方式来解决大中尺寸零部件的布置问题，以此来降低机面高度，这种方式虽然能改善结构布置，但又导致了悬机身重心偏向煤壁侧这个新的突出问题，当遇到俯采等开采条件时，支撑滑靴与导向滑靴磨损更加严重。
发明内容
本发明旨在提供一种薄煤层采煤机的支撑结构，能改善悬机身方式的大功率低采高薄或极薄煤层采煤机的支撑滑靴和导向滑靴磨损严重的问题。
本发明的主要技术方案有：
一种薄煤层采煤机的支撑结构，包括机身框架和连接在所述机身框架上并支撑所述机身框架的主支撑滑靴组件、辅助支撑滑靴组件和导向滑靴，所述主支撑滑靴组件支撑在机身框架的前后方向上的中部，所述辅助支撑滑靴组件和导向滑靴分别位于主支撑滑靴组件的前方和后方，所述辅助支撑滑靴组件浮动支撑在机身框架靠近煤壁侧的位置，所述导向滑靴支撑在机身框架靠近采空侧的位置。
所述主支撑滑靴组件上设有一前一后两个支撑面，分别是第二支撑面和第一支撑面。
所述主支撑滑靴组件包括主滑靴、衬套和主滑靴销轴，所述机身框架的下部设有铰接座，所述铰接座的座孔前后方向延伸，所述衬套安装在所述座孔内，所述主滑靴通过所述主滑靴销轴铰接在所述铰接座上。
所述第一支撑面和第二支撑面位于所述主滑靴的底部，第一支撑面高于第二支撑面，第一支撑面和第二支撑面均设有耐磨层。
所述导向滑靴包括底座和位于所述底座上方的耳座，所述底座包括前侧壁、后侧壁和连接在前后侧壁的顶部之间的顶板，前侧壁或后侧壁的底部设有倒钩，在所述底座的左右两端由前侧壁、顶板、后侧壁和倒钩各自围成一个左右延伸的导向槽，所述导向滑靴铰接在所述机身框架的下部，并通过其耳座上的耳孔实现其与所述机身框架的摆动连接，铰接轴线前后延伸，所述导向滑靴上设有左右各一处凹向底座内部的凹陷表面，所述凹陷表面位于所述耳座的左右两侧面、所述底座的被所述耳座间隔开的左右顶面以及所述耳座的左右两侧与所述底座的顶面的过渡连接处这三者中至少其中一个的位置上。
所述倒钩的顶面、前侧壁的后表面、顶板的底面和后侧壁的前表面上分别设有下耐磨层、前耐磨层、上耐磨层和后耐磨层，所述下耐磨层、前耐磨层、上耐磨层和后耐磨层均为左右方向加长结构。
所述辅助支撑滑靴组件包括单杆活塞缸和辅助滑靴，所述单杆活塞缸竖直安装在所述机身框架内，并位于所述辅助滑靴的正上方，活塞杆的向下的外伸端与所述辅助滑靴的上部铰接，铰接轴线沿前后方向延伸。
所述单杆活塞缸包括缸筒、活塞、活塞杆和翻边支撑套，所述机身框架上设有开口朝下的竖直的油缸安装孔，所述缸筒开口向下竖直安装在所述油缸安装孔的上部，并通过上油缸销铰接在所述机身框架上，所述上油缸销前后方向延伸，所述缸筒与所述机身框架柱孔配合，所述翻边支撑套的上部插入并固定在所述缸筒中封堵所述缸筒的开口，活塞杆向下穿过所述翻边支撑套，所述翻边支撑套与所述缸筒以及所述活塞杆之间分别设置静密封和动密封，所述翻边支撑套的下部设有槽口向下的左右延伸的通槽，所述活塞杆的下端与所述辅助滑靴的上部耳座通过穿设下油缸销铰接，下油缸销前后方向延伸，且铰接结构限位于所述通槽内。
本发明的有益效果是：
本发明根据悬机身方式的结构布置特点，在机身重心偏置的方向上几个不同的特定位置处分别设置固定主支撑、固定辅支撑和浮动支撑，既能相互协作，又能使各结构最大化发挥各自的结构优势，显著提高了采煤机整体的稳定性。
本发明通过采用所述辅助支撑滑靴组件，通过液压供油实时保持一定的液压力，在底板起伏、煤矸等影响平稳性的情况出现时，根据检测到的实际液压力的变化情况通过控制活塞杆自动伸缩进行液压力的补足或释放，使液压力重新回到设定值，保持支撑力的基本恒定。由于可以实时提供一定的辅助支撑力，因此可以减轻主支撑滑靴组件的受力，尤其是在滚筒内旋时，机身受到向下的截割反力这一附加受力，在采煤机上增设本发明的辅助支撑结构能大大改善主支撑滑靴组件的受力，减轻其磨损，提高其使用寿命。
本发明采用具有双支撑面的主支撑滑靴组件，不仅接触面成倍增大，而且第二支撑面可以将支撑位置向煤壁方向移动，大大提高了悬机身采煤机的稳定性。
本发明通过在导向滑靴上设置所述凹陷表面，驱动轮轴和行走轮轴的安装位置可以更近，相应地驱动轮轴与行走轮轴在高度方向的落差可以设置得很小，因此有利于降低机面高度，这符合薄煤层采煤机的结构设计方向。如果采煤机机身机面高度不变，机身下方、刮板输送机上方的过煤高度能够增大很多，可以通过大块煤、矸石等，避免出现刮板机卡链、采煤机阻力增加和有效牵引力不足等问题。
通过设置加长结构的导向槽各耐磨层，可以提高导向滑靴的整体强度和使用寿命，因此进一步提高采煤机整机的稳定性。
附图说明
图1为本发明的一个实施例的布置位置示意图(整机左侧视角)；
图2为本发明的一个实施例的局部视图(主视方向)；
图3为本发明的一个实施例的局部剖视图(俯视方向)；
图4为图1中所述主支撑滑靴组件的放大图；
图5为图4中所述主滑靴的主视图；
图6为图5的纵剖视图；
图7为图1中所述辅助支撑滑靴组件的放大图；
图8为图7的A-A剖视图；
图9为图8的B-B剖视图；
图10为图1中所述导向滑靴的主视图；
图11为图10的俯视图；
图12为图1中所述导向滑靴的局部放大图；
图13为所述导向滑靴所在的行走系统局部结构示意图；
图14为本发明相对整台采煤机机身框架的布置位置示意图。
附图标记：
1.机身框架；
2.主支撑滑靴组件；21.主滑靴；211.主滑靴耳座；214.第一支撑面；215.第二支撑面；22.衬套；23.主滑靴销轴；
3.辅助支撑滑靴组件；310.活塞杆；311.缸筒；312.防转销；313.翻边支撑套；3131.槽壁；314.紧固螺钉；315.活塞；32.辅助滑靴；321.耳座外端面；33.上油缸销；34.下油缸销；35.油液连接件；
4.导向滑靴；41.底座；42.耳座；43.凹陷表面；411.前耐磨层；412.后耐磨层；413.上耐磨层；414.下耐磨层。
5.驱动轮轴；
6.行走轮轴。
具体实施方式
本发明公开了一种薄煤层采煤机的支撑结构，如图1-14所示，包括机身框架1和连接在所述机身框架上并支撑所述机身框架的主支撑滑靴组件2、辅助支撑滑靴组件3和导向滑靴4，所述主支撑滑靴组件支撑在机身框架的前后方向上的中部，主要承受采煤机的重力，所述辅助支撑滑靴组件和导向滑靴分别位于主支撑滑靴组件的前方和后方，所述辅助支撑滑靴组件浮动支撑在机身框架靠近煤壁侧的位置，辅助承受采煤机的重力，所述导向滑靴支撑在机身框架靠近采空侧的位置，用于平衡采煤机的重力与行走输出力，并为采煤机沿轨道行走作导向。所述主支撑滑靴组件2、辅助支撑滑靴组件3和导向滑靴4分别提供了固定主支撑、浮动支撑和固定辅支撑，它们之间相互协作，显著提高了采煤机整体的稳定性。
所述主支撑滑靴组件2上设有一前一后两个支撑面，分别是第二支撑面215和第一支撑面214。使用时，第一支撑面支撑在刮板输送机的铲板上，第二支撑面支撑在底板上。与现有的只有一个用于支撑在铲板上的支撑面的支撑滑靴相比，不仅能使接触面积增大，减小比压，延长支撑滑靴的寿命，而且由于第二支撑面的设置相当于可以将支撑位置向煤壁侧移动，因此可以大大提高采用悬机身方式的薄煤层采煤机的稳定性。
本实施例中，所述主支撑滑靴组件2包括主滑靴21、衬套22和主滑靴销轴23。所述机身框架的下部设有铰接座，所述铰接座的座孔前后方向延伸，所述衬套安装在所述座孔内，保护所述座孔防止其磨损，所述主滑靴通过所述主滑靴销轴铰接在所述铰接座上。附图所示实施例中所述主滑靴参与与铰接座铰接的耳座211为双耳耳座。
所述第一支撑面和第二支撑面位于所述主滑靴的底部，为了适应铲板和底板的高度差，第一支撑面高于第二支撑面。第一支撑面和第二支撑面均设置耐磨层。
所述导向滑靴4包括底座41和位于所述底座上方的耳座42，所述底座包括前侧壁、后侧壁和连接在前后侧壁的顶部之间的顶板，前侧壁或后侧壁的底部设有倒钩，在所述底座的左右两端由前侧壁、顶板、后侧壁和倒钩各自围成一个左右延伸的导向槽。所述导向滑靴铰接在所述机身框架的下部，并通过其耳座上的耳孔实现其与所述机身框架的摆动连接，铰接轴线前后延伸。所述导向滑靴上设有左右各一处凹向底座内部的凹陷表面43，所述凹陷表面位于所述耳座的左右两侧面、所述底座的被所述耳座间隔开的左右顶面以及所述耳座的左右两侧与所述底座的顶面的过渡连接处这三者中至少其中一个的位置上。
设置所述凹陷表面可以为驱动轮轴5径向上更靠近行走轮轴6安装留出空间。驱动轮轴和行走轮轴彼此更加靠近的好处是，驱动轮轴与行走轮轴在高度方向的落差可以设置得很小，因此有利于降低机面高度，这符合薄煤层采煤机的结构设计方向。如果采煤机机身机面高度不变，机身下方、刮板输送机上方的过煤高度能够增大很多，可以通过大块煤、矸石等，避免出现刮板机卡链、采煤机阻力增加和有效牵引力不足等问题。
在所述凹陷表面至少设置一个，位于耳座的左侧或右侧，但优选为左右各设置一个，使得同一个导向滑靴既可以用于采煤机左侧行走系统又可以用于右侧行走系统。进一步地，所述导向滑靴通常为左右对称结构，当用于采煤机上左行走箱和右行走箱上时可以互换安装。
所述凹陷表面优选为直柱面，该直柱面的母线前后延伸。装配时驱动轮轴靠近所述凹陷表面布置。所述凹陷表面的曲率半径视驱动轮轴的直径大小确定，通常应不小于驱动轮轴的半径。
所述倒钩的顶面、前侧壁的后表面、顶板的底面和后侧壁的前表面上分别设有下耐磨层414、前耐磨层411、上耐磨层413和后耐磨层412。所述凹陷表面的设置，使得左右方向上靠近驱动轮轴的一侧顶板或者说导向槽位于驱动轮轴的左或右的外侧，所述顶板和导向槽的尺寸有了足够的调整空间，可以不受驱动轮轴的制约。例如所述导向槽的长度可以适当加长，即所述下耐磨层、前耐磨层、上耐磨层和后耐磨层均优选采用左右方向加长结构，使参与导向的、与轨道接触的表面延长，可以提高导向滑靴的整体强度和使用寿命，进而提高采煤机整机的稳定性。特别是所述顶板的厚度可以向上适当加厚，可以提高导向滑靴的整体强度。
所述耳孔为左右宽、上下窄的腰型孔，有利于为导向滑靴相对行走箱壳体的水平摆动提供所需要的空间。
所述辅助支撑滑靴组件3包括单杆活塞缸和辅助滑靴32，所述单杆活塞缸竖直固定安装在所述机身框架内，并位于所述辅助滑靴的正上方，活塞杆310的向下的外伸端与所述辅助滑靴的上部铰接，铰接轴线沿前后方向延伸。
采用所述辅助支撑滑靴组件，人为控制其实时保持在设定的液压力值。具体表现为当底板起伏、煤矸等影响平稳性的情况出现时，实际压力值短时偏离设定的压力值，活塞杆自动伸缩进行液压力的补足或释放，直到液压力重回设定值。该辅助支撑滑靴组件可以实时提供一定的辅助支撑力，而减轻主支撑滑靴组件的受力，尤其是在滚筒内旋时，机身受到向下的截割反力这一附加受力，设置辅助支撑结构能大大改善主支撑滑靴组件的受力，减轻其磨损，提高其使用寿命。
所述单杆活塞缸包括缸筒311、活塞315、活塞杆310和翻边支撑套313。所述机身框架上设有开口朝下的竖直的油缸安装孔，所述缸筒开口向下竖直安装在所述油缸安装孔的上部，并通过上油缸销33铰接在所述机身框架上，所述上油缸销前后方向延伸，所述缸筒与所述机身框架柱孔配合，并承受纵向力。所述翻边支撑套的上部插入并固定在所述缸筒中封堵所述缸筒的开口，具体地可以在所述翻边支撑套与缸筒的端面结合处安装防转销312，并用紧固螺钉314进行轴向固定。活塞杆向下穿过所述翻边支撑套，所述翻边支撑套与所述缸筒以及所述活塞杆之间分别设置静密封和动密封。所述翻边支撑套的下部设有槽口向下的左右延伸的通槽，所述活塞杆的下端与所述辅助滑靴的上部耳座通过穿设下油缸销34铰接，下油缸销前后方向延伸，所述辅助滑靴的上部耳座外端面321与所述通槽的槽壁3131平行，使得所述活塞杆的下端与所述辅助滑靴的上部耳座所形成的铰接结构周向上限位于所述通槽内，防止所述辅助滑靴侧转。所述翻边支撑套受到的来自辅助滑靴的侧转的力通过防转销312传递给缸筒311，再经上油缸销33传递给机身框架。
所述活塞杆与辅助滑靴的铰接轴线前后延伸，即垂直于煤壁，可以使辅助滑靴适应采煤机机身的左右纵向的起伏，并可通过恒定的液压力时刻保持一定的辅助支撑力，减少主支撑滑靴组件2的磨损。
与所述单杆活塞缸上下两腔分别相通的油路可以设置在缸筒的实体结构内，该油路与外部油管或接头等可以通过油液连接件35衔接，油液连接件35穿设缸筒的顶部实体结构与邻近的机身框架。
所述主支撑滑靴组件、辅助支撑滑靴组件和导向滑靴在采煤机上左右各布置一套，这样一台悬机身采煤机就有四个固定支撑位和两个浮动支撑位，采煤机的稳定性能更好地得到保证。
上述每种支撑结构相对机身框架都允许有一定的摆动量，因此整个采煤机的支撑结构在实现支撑的同时，还对采煤机可能处于的不同工作面条件具有很强的适应性。