CN100582392C - 高速铣沟机 - Google Patents

Abstract

一种高速铣沟机，它有铣头组件、机架、动力机构和运动机构，铣头组件由多组横向放置的铣头单元组成，每一铣头单元的结构为：一铣刀轴，装在油箱的前后轴承座中，在该前后轴承之间的铣刀轴上固装有一圆柱齿轮，该后轴承座同时支承在射流水箱上，该铣刀轴中心有射流水管与射流水箱连通，该铣刀轴的外伸端上固装一圆盘铣刀，该铣刀轴的射流水管连通该圆盘铣刀端面上的射流水孔，各铣头单元的铣刀轴相互平行地置放于一竖直平面或水平平面内，各相邻铣刀轴的圆柱齿轮互相对正啮合，该最上铣刀轴的圆柱齿轮连接动力机构。本发明能铣切冻土、风化岩及岩石等坚硬地层，作业速度快，效率高，适用于市政、工、农业领域的各种深沟槽的工程作业。

Description

高速铣沟机

技术领域

本发明涉及在陆地开挖沟槽的施工机具。

背景技术

在工、农业生产中，经常需要进行地面开沟、开槽的作业，现有技术一般使用机械挖掘机或人力挖掘。挖掘机挖沟成本高，且只能挖掘较深较宽的沟槽。人力挖掘费工费时率低，且对石质地面及冻土无能为力。我们以前曾开发出射流钻孔机的设备，但不宜用于地面开槽。为了克服现有技术的不足，我们开发出了用射流水与钻头结合为主运动并以向前行进为进给运动的“高速开沟机”，能切割冻土、风化岩及岩石等坚硬地层，作业中钻具保持垂直地面状态，能适合各种地质环境。其后我们又继续研制，开发出速度更快的本发明的“高速铣沟机”。

发明内容

本发明的目的是提供一种高速铣沟机，能切割冻土、风化岩及岩石等坚硬地层，能适应各种地质环境，作业速度快，效率高。能切割处深而窄的沟壑，对地面的破坏小，开挖、填埋的成本较低。适用范围广泛，可应用于市政地下管网铺设、工业管道铺设、电缆铺设、构筑暗坝、清理河道淤泥、植树造林等工、农业领域的各种作业，以及各种土方工程。

本发明的目的是这样实现的：

一种高速铣沟机，它有铣头组件、机架、动力机构和运动机构；

铣头组件由多组横向放置的铣头单元组成，每一铣头单元的结构为：一铣刀轴，装在油箱的前、后轴承座中，由该轴承座中的前、后轴承支承，在该前、后轴承之间的铣刀轴上同装有一圆柱齿轮，该前、后轴承的外端各装有油密封圈，该后轴承座同时支承在射流水箱上，该后轴承座的油密封圈外侧装有水密封圈，该铣刀轴中心有射流水管与射流水箱连通，该射流水箱连通外设水源，该铣刀轴的外伸端上固装一圆盘铣刀，该圆盘铣刀有端面齿，该铣刀轴的射流水管连通该圆盘铣刀端面上的射流水孔；

各铣头单元的组合结构为：各铣头单元的铣刀轴相互平行地置放于一竖直平面或水平平面内，相邻两支铣刀轴的圆盘铣刀前后错开一铣刀厚度，相邻圆盘铣刀轮廓有互相重叠的部分，各相邻铣刀轴的圆柱齿轮互相对正啮合；

该铣头组件的最上铣刀轴的圆柱齿轮连接动力机构。

所述动力机构的动力源传动一锥齿轮付，该锥齿轮付的竖、横轴安装在齿轮箱的轴承座中，该横轴上固装一圆柱齿轮，该圆柱齿轮与铣头组件的最上铣刀轴的圆柱齿轮相啮合。

所述铣头组件的最末铣头单元的铣刀轴上的圆柱齿轮同时固接一锥齿轮付的主动锥齿轮，该锥齿轮付的装在轴承座中的从动锥齿轮轴的外伸端上固装一圆盘铣刀，该圆盘铣刀有端面齿。

所述铣头组件的装在铣刀轴上的圆盘铣刀具有周向切削刃和端面切削刃，在该铣刀的有周向切削刃的外圆周面上和有端面切削刃的外端面上各有射流水孔连通铣刀轴的中心盲孔。

所述铣刀轴外伸端上安装的圆盘铣刀与铣刀轴为可拆卸更换的固定连接。

所述锥齿轮付的竖轴和上部传动轴一万向节接头铰接成整体，所述上部传动轴连接动力机构；所述锥齿轮付的竖轴及上部传动轴分别安装在机架的上定子、下定子的轴承座中，该下定子以相对上定子有一定升降量的联接方式弹性连接于机架，在该上、下定子之间的传动轴外围装设有促使铣头组件保持垂直的校直装置，其结构为：1至8个向下定子施加压力的圆柱压缩弹簧套装于所述上、下定子之间的传动轴的外围，或2至8个向下定子施加压力的所述圆柱压缩弹簧均布于所述上、下定子之间的传动轴的外围。

在所述上、下定子之间装设的弹簧校直装置的外围还装设有减震器校直装置，其结构为：2至6个由油缸活塞构成的油阻尼减震器两端分别铰接于上、下定子，且均布于所述传动轴的外围，每一油阻尼减震器的轴心线的延长线与钻具轴心线成一斜角。

所述动力机构的动力源为电动机，液压马达，发动机中的一种。

所述运动机构为胶皮车轮或在轨道上行走的金属车轮，该运动机构连接于机架。

本发明有以下积极有益的效果：

1.本铣沟机在射流水的润滑及流化作用下以多个单元的横向平行排列的端面铣头组件铣切的主运动，及向前行进的进给运动，在地表进行类同机床的铣削动作，完成开沟槽作业，它不仅可切割普通土质，而且能切割冻土、风化岩及岩石等坚硬地层，完成其它开沟机械不能做到的连续作业。

2.本机以很高的转速转动铣刀，从而增加开沟速度，增强在恶劣地质条件下的工作能力。

3.本机的铣刀刀具可换，可以适应不同的开沟宽度和深度。

4.本机的水腔与齿轮系是背对背设置的，因而可以降低齿轮系的温升。

5.本机避开长钻杆高速结构，可以使震动变小，延长设备寿命。

6.本机设有弹簧校直及油阻尼减震器校直共两级校直装置，可以使铣头组件碰到不同地质阻力时也能保持有效工作，降低峰值功率，降低震动，加强稳定性，能适应各种地质环境，保证作业高质量。

7.本机以射流水加铣刀旋转的联合作业，因而作业速度快，效率高。

8.本机竖直排列的铣头组件能切割出深而窄的沟壑，这也是其它挖掘机械所不能做到的，它可根据实际需要切割出尺寸准确的沟槽，与机械挖掘机挖出的坡形沟相比，它对地面的破坏力小，开挖、填埋的成本较低。

9.本机水平排列的铣头组件可以进行水平铣切。例如在移植树木时，先用竖直排列的铣头组件切出四周沟槽，再用水平排列的铣头组件从树根底下进行横向铣切，便可将整棵树移走。

10.本机可切割出直线形、曲线型、圆形、封闭环形、多边形等各种形状的沟槽。

11.本机适用范围广泛，它可应用于市政地下管网如电缆、光缆、水管、排污管、煤气管的铺设，以及油管、天然气管等工业管道的铺设，构筑暗坝、清理河道淤泥、植树造林等工、农业领域的各种作业，以及各种土方工程。以植树为例，本机可以在冬季快速将树根周围的冻土连同整棵树一起掘起，进行移植，这是目前其它通用设备所不具备的功能。

附图说明

图1是本发明一实施例的机构示意图；

图2是图1的右视图；

图3是图1中铣头单元的局部放大图；

图4是图1中的铣头组件、动力机构与校直装置结合的实施例的结构示意图，为各铣头单元竖直排列的实施例；

图5同图4，为各铣头单元水平排列的实施例；

图6是图5的A-A剖视图；

图7同图3，为另一实施例；

图8是图7中下部的铣头组件的右视图。

具体实施方式

附图编号

1.铣头组件        11.铣头单元

101.铣刀轴        102.前轴承座      103.后轴承座

104.圆柱齿轮      105.油密封圈      106.油密封圈

107.水密封圈      108.射流水管      109.圆盘铣刀

110.射流水孔      111.周向切削刃    112.端面切削刃

113.安装铣刀轴的盲孔                114.圆盘铣刀

2.机架

201.油箱    202.水箱

203.上定子  204.下定子    205.轴承座

206.油封    207.轴承座    208.油封

209.油封    210.齿轮箱    211.射流水入口

3.动力机构

301.锥齿轮付    302.竖轴      303.横轴

304.油封        305.油封      306.水封

307.皮带轮      308.支承架    309.中部传动轴

310.锥齿轮付

4.校直装置

401.压缩弹簧    402.油阻尼减震器

请参照图1、图4、图5，本发明是一种高速铣沟机，它有铣头组件1、机架2、动力机构3和运动机构；

请参照图3、图6，铣头组件1由多组横向放置的铣头单元组成，每一铣头单元11的结构为：一铣刀轴101，装在油箱201的前、后轴承座102、103中，由该轴承座中的前、后轴承支承，在该前、后轴承之间的铣刀轴上固装有一圆柱齿轮104，该前、后轴承的外端各装有油密封圈105(两个)、106(两个)，该后轴承座同时支承在射流水箱202上，该后轴承座103的油密封圈106外侧装有水密封圈107(两个)，该铣刀轴101中心有射流水管108与射流水箱202连通，该射流水箱202有射流入口211连通外设水源，该铣刀轴101的外伸端上固装一圆盘铣刀109，该圆盘铣刀有端面齿，该铣刀轴101的射流水管108连通该圆盘铣刀109端面上的射流水孔110；

请参照图1、图4、图5，各铣头单元11的组合结构为：各铣头单元的铣刀轴101相互平行地置放于一竖直平面(见图1)或水平平面(见图5)内，相邻两支铣刀轴的圆盘铣刀前后错开一铣刀厚度，相邻圆盘铣刀轮廓有互相重叠的部分，该相邻圆盘铣刀的直径可以不相同，各相邻铣刀轴的圆柱齿轮101互相对正啮合；

请参照图1、图3、图6，动力机构3的动力源(例如电动机)传动一锥齿轮付301，该锥齿轮付的竖、横轴302、303安装在齿轮箱210的轴承座中，该横轴303上固装一圆柱齿轮304，该圆柱齿轮304与铣头组件1的最上铣刀轴的圆柱齿轮104相啮合。

请参照图7、图8，所述铣头组件的最末铣头单元的铣刀轴上的圆柱齿轮同时固接一锥齿轮付310的主动锥齿轮，该锥齿轮付的装在轴承座中的从动锥齿轮轴的外伸端上固装一圆盘铣114，该圆盘铣刀有端面齿。

请参照图3、图6，所述铣头组件1的装在铣刀轴101上的圆盘铣刀109及114具有周向切削刃111和端面切削刃112，在该铣刀109的有周向切削刃111的外圆周面上，以及有端面切削刃112的外端面上，各有射流水孔110连通铣刀轴的中心盲孔113。在图1所示实施例中，该周向切削刃111与端面切削刃112的交接处呈圆弧过度。

所述铣刀轴外伸端上安装的圆盘铣刀109与铣刀轴101为可拆卸更换的固定连接；所述装在从动锥齿轮轴上的圆盘铣刀114与锥齿轮轴为可拆卸更换的固定连接。例如为螺纹连接，刀具可换，可以适应不同开沟宽度和深度。

请参照图4，所述锥齿轮付301的竖轴302和上部传动轴305以万向节接头306铰接成整体，所述上部传动轴305连接动力机构；所述锥齿轮付301的竖轴302及上部传动轴305分别安装在机架2的上定子203、下定子204的轴承座中，该下定子204以相对上定子203有一定升降量的联接方式弹性连接于机架2，在该上、下定子203、204之间的传动轴305外围装设有促使铣头组件保持垂直的校直装置4，其结构为：1至8个向下定子204施加压力的圆柱压缩弹簧401套装于所述上、下定子203、204之间的传动轴305的外围，或2至8个向下定子204施加压力的所述圆柱压缩弹簧401均布于所述上、下定子203、204之间的传动轴305的外围。在图4所示实施例中，在所述上、下定子203、204之间装设的弹簧校直装置4的外围还装设有减震器校直装置，其结构为：2至6个由油缸活塞构成的油阻尼减震器402两端分别铰接于上、下定子203、204，且均布于所述传动轴305的外围，每一油阻尼减震器402的轴心线的延长线与传动轴305的轴心线成一斜角。该油阻尼减震器402构成的校直装置设置于弹簧401构成的校直装置的外围。所述油阻尼减震器402可以使用已有技术中的汽车减震器。所述动力机构3的结构为：装在上定子203轴承座205中的上部传动轴305以皮带轮307连接电动机，在上部传动轴305外圆套装有支承架308，该轴承座205上、下端有油封206、207对上轴承实现密封，该上部传动轴305下端以十字型万向节接头306组件铰接于中部传动轴309的上端，该中部传动轴309螺接螺杆310，该螺杆310装在下定子的轴承座207中，该轴承座207上、下端有油封208、209对下轴承实现密封，该螺杆310螺接锥齿轮付的竖轴302。

实施时，所述动力机构3的动力源为电动机，液压马达，发动机中的一种。所述运动机构为胶皮车轮或在轨道上行走的金属车轮(附图未示)，该车轮连接机架2，例如机架支承于四个车轮上，该四个车轮分两排置放与待挖沟槽两侧的地面上。该车轮的驱动方式为机械传动或人力推行，该机械传动方式可以使用已有技术。

实施时，所述铣头单元竖直(垂直地面)排列，或铣头单元水平(平行地面)排列的两种方案，可以通过一台铣槽机将动力机构锥齿轮付的从动齿轮轴位置旋转90度实现；也可以使用分别为竖直、水平排列的两台铣槽机。

Claims (9)

1.一种高速铣沟机，它有铣头组件、机架、动力机构和运动机构，其特征在于：

铣头组件由多组横向放置的铣头单元组成，每一铣头单元的结构为：一铣刀轴，装在油箱的前、后轴承座中，由该轴承座中的前、后轴承支承，在该前、后轴承之间的铣刀轴上固装有一圆柱齿轮，该前、后轴承的外端各装有油密封圈，该后轴承座同时支承在射流水箱上，该后轴承座的油密封圈外侧装有水密封圈，该铣刀轴中心有射流水管与射流水箱连通，该射流水箱连通外设水源，该铣刀轴的外伸端上固装一圆盘铣刀，该圆盘铣刀有端面齿，该铣刀轴的射流水管连通该圆盘铣刀端面上的射流水孔；

各铣头单元的组合结构为：各铣头单元的铣刀轴相互平行地置放于一竖直平面，相邻两支铣刀轴的圆盘铣刀前后错开一铣刀厚度，相邻圆盘铣刀轮廓有互相重叠的部分，各相邻铣刀轴的圆柱齿轮互相对正啮合；

该铣头组件的最上铣刀轴的圆柱齿轮连接动力机构。

2.如权利要求1所述的高速铣沟机，其特征在于：所述动力机构的动力源传动一锥齿轮付，该锥齿轮付的竖、横轴安装在齿轮箱的轴承座中，该横轴上固装一圆柱齿轮，该圆柱齿轮与铣头组件的最上铣刀轴的圆柱齿轮相啮合。

3.如权利要求1所述的高速铣沟机，其特征在于：所述铣头组件的最末铣头单元的铣刀轴上的圆柱齿轮同时固接一锥齿轮付的主动锥齿轮，该锥齿轮付的装在轴承座中的从动锥齿轮轴的外伸端上固装一圆盘铣刀，该圆盘铣刀有端面齿。

4.如权利要求1或3所述的高速铣沟机，其特征在于：所述铣头组件的装在铣刀轴上的圆盘铣刀具有周向切削刃和端面切削刃，在该铣刀的有周向切削刃的外圆周面上和有端面切削刃的外端面上各有射流水孔连通铣刀轴的中心盲孔。

5.如权利要求1所述的高速铣沟机，其特征在于：所述铣刀轴外伸端上安装的圆盘铣刀与铣刀轴为可拆卸更换的固定连接。

6.如权利要求2所述的高速铣沟机，其特征在于：所述锥齿轮付的竖轴和上部传动轴以万向节接头铰接成整体，所述上部传动轴连接动力机构；所述锥齿轮付的竖轴及上部传动轴分别安装在机架的上定子、下定子的轴承座中，该下定子以相对上定子有一定升降量的联接方式弹性连接于机架，在该上、下定子之间的传动轴外围装设有促使铣头组件保持垂直的校直装置，其结构为：1至8个向下定子施加压力的圆柱压缩弹簧套装于所述上、下定子之间的传动轴的外围，或2至8个向下定子施加压力的所述圆柱压缩弹簧均布于所述上、下定子之间的传动轴的外围。

7.如权利要求6所述的高速铣沟机，其特征在于：在所述上、下定子之间装设的弹簧校直装置的外围还装设有减震器校直装置，其结构为：2至6个由油缸活塞构成的油阻尼减震器两端分别铰接于上、下定子，且均布于所述传动轴的外围，每一油阻尼减震器的轴心线的延长线与钻具轴心线成一斜角。

8.如权利要求1所述的高速铣沟机，其特征在于：所述动力机构的动力源为电动机，液压马达，发动机中的一种。

9.如权利要求1所述的高速铣沟机，其特征在于：所述运动机构为胶皮车轮或在轨道上行走的金属车轮，该运动机构连接于机架。

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