CN102996125B - 掘进机及其水冷式截割臂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种掘进机及其水冷式截割臂。其中，水冷式截割臂包括联接筒、用于支撑联接筒内的主轴的前轴承和连接于该联接筒端部且用于对该前轴承进行轴向定位的轴承压盖，该联接筒的侧壁和该轴承压盖的侧壁开设有相互连通的冷却水通道，该冷却水通道上设置有进水口和出水口。本发明中，将冷却水通道开设在联接筒内，不需要在联接筒的外侧另外设置冷却控温构件，不仅简化了截割臂的结构，同时还避免了由于水套需要与联接筒焊接或安装所带来的冷却水容易泄漏的问题。

Description

掘进机及其水冷式截割臂

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种掘进机及其水冷式截割臂。

背景技术

目前，掘进机的截割臂一般采取自然冷却方式，但随着掘进机电机截割功率的不断增大，截割臂内部的油腔温度不断升高，在只采取自然冷却的情况下，截割臂内部的油腔温升很快，若油质或油量控制不好，截割臂内部油腔温度很容易达到100度以上，导致轴承主要密封件提前损坏，使截割臂出现漏油现象而无法正常工作，必须拆装截割臂进行检修，极大地影响生产。因此，有必要对大功率掘进机截割臂进行冷却控温。

目前常用的掘进机水冷式截割臂一般包括悬臂筒、设置在悬臂筒内的主轴总成、用于支撑主轴总成的一对轴承、套设在轴承外的轴承套、以及沿悬臂筒的轴向依次设置在悬臂筒外侧的水套和水板，并且，水套设置在轴承套的一端，水套与悬臂筒之间形成冷却水腔，水板与悬臂筒之间形成冷却水道，该冷却水道与冷却水腔相连通。掘进机工作时，主轴总成带动截割头转动，由于主轴总成承受的负荷较大，所以主轴总成及轴承的发热量一般也较大，引起轴承腔内的润滑油温度升高，此时，冷却水从冷却水道进入冷却水腔，通过冷却水腔的内壁与轴承腔内的润滑油进行热交换后，经回水通道流出，从而实现截割臂的控温目的。

可以看出，该水冷结构虽然可以实现截割臂的控温目的，但由于该水冷结构是在截割臂悬臂筒的外侧增设大尺寸的冷却控温构件（水套和水板），水套和水板的设置不仅导致截割臂结构复杂，而且由于构成冷却水腔的水套和水板焊接或安装在截割臂悬臂筒的外壁上，所以难于实现对冷却水的可靠密封，会由于冷却水泄漏而影响掘进机的正常作业。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种掘进机及其水冷式截割臂，以简化截割臂水冷控温构件的结构。

一个方面，本发明提供了一种掘进机水冷式截割臂，包括联接筒、用于支撑联接筒内主轴的前轴承和连接于该联接筒端部且用于对该前轴承进行轴向定位的轴承压盖，该联接筒的侧壁和该轴承压盖的侧壁开设有相互连通的冷却水通道，该冷却水通道上设置有进水口和出水口。

进一步地，上述水冷式截割臂中，该联接筒侧壁内的冷却水通道包括进水通道和出水通道，该进水口和该出水口分别设置于该进水通道和该出水通道。

进一步地，上述水冷式截割臂中，该进水通道和该出水通道均沿该联接筒的轴向设置。

进一步地，上述水冷式截割臂中，该轴承压盖侧壁内的冷却水通道包括环形的冷却水腔，该进水通道和该出水通道均与该冷却水腔相连通。

进一步地，上述水冷式截割臂中，该轴承压盖侧壁内的冷却水通道还包括沿该轴承压盖的径向开设的第一连接通道和第二连接通道；其中，该进水通道通过该第一连接通道与该冷却水腔相连通；该出水通道通过该第二连接通道与该冷却水腔相连通。

进一步地，上述水冷式截割臂中，还包括：设置于该进水通道和该第一连接通道之间的第一连接销；其中，该第一连接销内开设有冷却水通道，该进水通道通过该第一连接销内的冷却水通道与该第一连接通道相连通。

进一步地，上述水冷式截割臂中，还包括：设置于该出水通道和该第二连接通道之间的第二连接销；其中，该第二连接销内开设有冷却水通道，该出水通道通过该第二连接销内的冷却水通道与该第二连接通道相连通。

进一步地，上述水冷式截割臂中，该第一连接销和该第二连接销的外壁均套设有O型密封圈。

进一步地，上述水冷式截割臂中，该第一连接销和第二连接销的外壁沿周向均开设有环形沟槽，该O型密封圈嵌设于该环形沟槽中。

本发明中，冷却水从进水口进入，并流经联接筒的侧壁和轴承压盖的侧壁内的冷却水通道，轴承压盖上冷却水通道中的冷却水与前轴承内腔中的润滑油进行热交换，对该润滑油进行冷却，进而达到对前轴承的主要密封件进行冷却的目的，避免了由于温度过高导致的前轴承的主要密封件提前损坏、进而导致截割臂漏油的问题。

本发明中，将冷却水通道开设在联接筒和轴承压盖的侧壁内，不需要在联接筒的外侧另外设置冷却控温构件（水套和水板），不仅简化了截割臂的结构，同时还避免了由于水套需要与联接筒焊接或安装所带来的冷却水容易泄漏的问题。

另一方面，本发明还提供一种掘进机，该掘进机上设置有上述任一种的水冷式截割臂。

由于水冷式截割臂具有上述效果，所以具有上述水冷式截割臂的掘进机也具有相应地技术效果。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明水冷式截割臂实施例的侧视示意图；

图2为沿图1中A-A线的剖视示意图；

图3为沿图1中B-B线的剖视示意图。

附图标记说明：

1    联接筒

2    轴承压盖

3    螺栓

4    O型密封圈

5    前轴承主密封

6    前轴承

7    主轴

8    后轴承

9    后轴承主密封

10   进水口

11   进水通道

12   冷却水腔

13   出水口

14   出水通道

15   第一连接通道

16   第二连接通道

17   第一连接销

18   第二连接销

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参见图1至图3，图中示出了本发明水冷式截割臂的优选实施例，本实施例中的水冷式截割臂用于掘进机。如图所示，本实施例中的水冷式截割臂至少包括联接筒1、主轴7、前轴承6和轴承压盖2。

其中，主轴7设置在联接筒1内，前轴承6用于支撑主轴7；轴承压盖2连接于该联接筒1的端部（图1中的左端），用于对前轴承6进行轴向定位；联接筒1的侧壁和轴承压盖2的侧壁开设有相互连通的冷却水通道，冷却水通道上设置有进水口10和出水口13。

本实施例中，联接筒1可以由多个筒节焊接而成，为了增加联接筒1的整体强度，本实施例中的各个筒节优选为一体成型结构。结合相关技术容易理解，该水冷式截割臂通常还包括后轴承8、用于对后轴承8进行密封的后轴承主密封9和用于对前轴承6进行密封的前轴承主密封5。

冷却时，冷却水从进水口10进入，并流经联接筒1的侧壁和轴承压盖2的侧壁内的冷却水通道，轴承压盖2侧壁内冷却水通道中的冷却水与前轴承6内腔中的润滑油进行热交换，对该润滑油进行冷却，进而达到对前轴承6的主要密封件进行冷却的目的，避免了由于温度过高导致的前轴承的主要密封件提前损坏，进而导致截割臂漏油的问题。

可以看出，本实施例中，将冷却水通道开设在联接筒1和轴承压盖2的侧壁内，不需要在联接筒1的外侧另外设置冷却控温构件（水套和水板），不仅简化了截割臂的结构，同时还避免了由于水套需要与联接筒焊接或安装所带来的冷却水容易泄漏的问题。

另外，本实施例中，将冷却水引入到轴承压盖2侧壁内的冷却水通道中，使冷却水通过轴承压盖2的内壁对前轴承6内的润滑油进行冷却，进而对前轴承6的主密封件进行冷却降温，与现有冷却方式相比，具有较好的冷却效果。

上述实施例中，联接筒1侧壁内的冷却水通道可以包括相互连通的进水通道11和出水通道14，进水口10和出水口13分别设置于进水通道11和出水通道14上。为了便于加工和使冷却水具有较好的流动性，优选地，进水通道11和出水通道14均沿联接筒1的轴向设置。本实施例中，进水口10和出水口13均设置在远离轴承压盖2的一端（图1中的右端）。

冷却时，进水口10向联接筒1侧壁内的进水通道11输入冷却水，冷却水经进水通道11进入轴承压盖2侧壁内的冷却水通道中，并与前轴承6内腔中的润滑油进行热交换后，流入出水通道14，最后经过出水口13流出联接筒1。

上述各实施例中，轴承压盖2侧壁内的冷却水通道包括沿轴承压盖2的周向开设的环形的冷却水腔12，进水通道11和出水通道14均与冷却水腔12相连通。优选地，环形的冷却水腔12与轴承压盖2同轴布置。

具体而言，环形的冷却水腔12靠近轴承压盖2的内壁布置，以使其尽可能的靠近前轴承6的内腔，增强对内腔中润滑油的冷却效果。另外，冷却水腔12的径向截面尽可能的大，以增大冷却水和冷却水腔12内壁的接触面积，进一步增强冷却效果。

再参见图1至图3，可以看出，联接筒1和轴承压盖2通过螺栓3相连接。为了便于螺栓3的安装，使其不穿过环形的冷却水腔12，还可以对上述各实施例中轴承压盖2侧壁内的冷却水通道作进一步改进：增设第一连接通道15和第二连接通道16。

具体而言，在轴承压盖2的侧壁沿其径向开设第一连接通道15和第二连接通道16；其中，进水通道11通过第一连接通道15与冷却水腔12相连通，出水通道14通过第二连接通道16与冷却水腔12相连通。

由于第一连接通道15和第二连接通道16均沿轴承压盖2的径向布置，所以可以增加冷却水腔12与轴承压盖2外壁之间的距离，进而为螺栓3提供更大的安装空间。

继续参见图2、图3，可以看出，上述各实施例中，联接筒1侧壁内的进水通道11与轴承压盖2侧壁内的第一连接通道15之间、联接筒1侧壁内的出水通道14和轴承压盖2侧壁内的第二连接通道16之间均有一连接口，为了对该处的连接口进行密封，防止冷却水泄漏，可以在进水通道11和第一连接通道15的连接处插接第一连接销17，出水通道14和第二连接通道16的连接处插接第二连接销18，并且，第一连接销17和第二连接销18内均开设有冷却水通道，即第一连接销17和第二连接销18均为中空销；进水通道11和出水通道14分别通过第一连接销17和第二连接销18内的冷却水通道与轴承压盖2侧壁内的第一连接通道15和第二连接通道16相连通，以及在第一连接销17和第二连接销18的外壁均套设有O型密封圈4。

具体地，以连接在进水通道11处的第一连接销17为例，对其结构进行详细说明。第一连接销17内沿其轴向开设有冷却水通道，并且，冷却水通道贯穿第一连接销17的两端，可以看出，进水通道11通过第一连接销17内的冷却水通道与轴承压盖2侧壁内的第一连接通道15相连通。其中，O型密封圈4至少为两个，并分别对应于轴承压盖2和联接筒1设置，以对连接处进行密封。本实施例中的第一连接销17套设了两个O型密封圈4，当然，也可以选择多于两个，以进一步增强密封效果。

本实施例中，连接在出水通道14上的第二连接销18与第一连接销17结构相同，故不赘述。

为了使O型密封圈稳固的固定在第一连接销17（第二连接销18）和轴承压盖2（或联接筒1）之间，以增强密封效果，上述各实施例中，还可以在第一连接销17和第二连接销18的外壁沿周向开设有环形沟槽（图中未示出），O型密封圈4嵌设于该环形沟槽中。

需要说明的是，联接筒1和轴承压盖2侧壁内的冷却水通道的密封方式可以采用上述中空销和O型密封圈相配合的结构，也可以选择其他的常用结构，例如，可以在联接筒1和轴承压盖2的连接端面处设置密封圈。

本发明实施例的冷却过程：外来冷却水由联接筒1上的进水口10进入联接筒1中的进水通道11，再经过第一连接通道15进入轴承压盖2中的环形冷却水腔12，联接筒1中的进水通道11和出水通道14与轴承压盖2侧壁内的第一连接通道15和第二连接通道16之间通过中空销相连接，中空销沟槽中的O型密封圈4对冷却水进行密封，防止泄露。冷却水进入轴承压盖2侧壁内的冷却水腔12后沿冷却水腔的内壁圆周流动，通过冷却水腔12内壁与前轴承6的轴承腔内的润滑油进行热交换，之后经由联接筒1中出水通道14从图1所示的左上方出水口13流出。冷却水通过进水通道11和出水通道14在冷却水腔12内循环流动，从而实现掘进机截割臂的冷却控温功能。

需要说明的是，本实施例以水为例，对本发明的具体结构进行说明，实际上，本发明中的冷却介质也可以是其他的冷却液，本发明对冷却介质的具体类型不做限定。

通过上述实施例可以看出，该截割臂中，用于控温的循环冷却水的进、出水通道通过在联接筒1上加工实现，进水通道11和出水通道14全部设置在联接筒1的侧壁，冷却水腔12设置在轴承压盖2的侧壁，并用带O型密封圈4的中空销将联接筒1侧壁内的冷却水通道与轴承压盖2侧壁内的冷却水通道相连接，冷却水通过直接接触轴承压盖2来实现对截割臂的冷却。可以看出，该截割臂中的联接筒1结构简单，无需在联接筒1外增设结构件就能实现冷却控温作用，并且冷却水密封可靠。

本发明还提出了一种掘进机，该掘进机上设置有上述任一种水冷式截割臂。其中，水冷式截割臂的具体实施过程参照上述说明即可，本发明在此不再赘述。

由于水冷式截割臂具有上述效果，所以具有上述水冷式截割臂的掘进机也具有相应地技术效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种掘进机水冷式截割臂，包括联接筒(1)和用于支撑联接筒(1)内的主轴(7)的前轴承(6)，其特征在于，该截割臂还包括连接于所述联接筒(1)端部且用于对所述前轴承(6)进行轴向定位的轴承压盖(2)，所述联接筒(1)的侧壁内和所述轴承压盖(2)的侧壁内开设有相互连通的冷却水通道，所述冷却水通道上设置有进水口(10)和出水口(13)。

2.根据权利要求1所述的掘进机水冷式截割臂，其特征在于，所述联接筒(1)侧壁内的冷却水通道包括进水通道(11)和出水通道(14)，所述进水口(10)和所述出水口(13)分别设置于所述进水通道(11)和所述出水通道(14)。

3.根据权利要求2所述的掘进机水冷式截割臂，其特征在于，所述进水通道(11)和所述出水通道(14)均沿所述联接筒(1)的轴向设置。

4.根据权利要求2所述的掘进机水冷式截割臂，其特征在于，所述轴承压盖(2)侧壁内的冷却水通道包括环形的冷却水腔(12)，所述进水通道(11)和所述出水通道(14)均与所述冷却水腔(12)相连通。

5.根据权利要求4所述的掘进机水冷式截割臂，其特征在于，所述轴承压盖(2)侧壁内的冷却水通道还包括沿所述轴承压盖(2)的径向开设的第一连接通道(15)和第二连接通道(16)；其中，

所述进水通道(11)通过所述第一连接通道(15)与所述冷却水腔(12)相连通；

所述出水通道(14)通过所述第二连接通道(16)与所述冷却水腔(12)相连通。

6.根据权利要求5所述的掘进机水冷式截割臂，其特征在于，还包括：设置于所述进水通道(11)和所述第一连接通道(15)连接处的第一连接销(17)；其中，

所述第一连接销(17)内开设有冷却水通道，所述进水通道(11)通过所述第一连接销(17)内的冷却水通道与所述第一连接通道(15)相连通。

7.根据权利要求6所述的掘进机水冷式截割臂，其特征在于，还包括：设置于所述出水通道(14)和所述第二连接通道(16)连接处的第二连接销(18)；其中，

所述第二连接销(18)内开设有冷却水通道，所述出水通道(14)通过所述第二连接销(18)内的冷却水通道与所述第二连接通道(16)相连通。

8.根据权利要求7所述的掘进机水冷式截割臂，其特征在于，所述第一连接销(17)和所述第二连接销(18)的外壁均套设有O型密封圈(4)。

9.根据权利要求8所述的掘进机水冷式截割臂，其特征在于，所述第一连接销(17)和第二连接销(18)的外壁沿周向均开设有环形沟槽，所述O型密封圈嵌设于所述环形沟槽中。

10.一种掘进机，其特征在于，所述掘进机上设置有如权利要求1至9中任一项所述的水冷式截割臂。