CN103195429A - 掘进机高压水射流辅助截割机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种掘进机高压水射流辅助截割机构，包括依次连接的驱动装置、减速器、截割臂和截割头以及内置的内喷雾、高压水输送系统，所述驱动装置包括电机、连接架和输出轴Ⅰ，所述减速器包括减速器外壳，联轴套、太阳轴Ⅰ、第一级行星架、太阳轴Ⅱ、第二级行星架和输出轴Ⅱ，所述截割臂包括主轴、壳体和连接法兰，所述截割头包括水力截齿组装、喷嘴和截割头焊接总成，所述内喷雾、高压水输送系统包括喷雾水输入流道、高压水输入流道、喷雾水路、高压水管、喷雾水输出流道、高压水输出流道、雾液腔和高压水腔。本发明在保留内喷雾系统的基础上，引入高压水，布置合理、结构紧凑，达到了工作效率高、工作粉尘少、刀具截割寿命高的目的。

Description

掘进机高压水射流辅助截割机构
技术领域
本发明涉及一种截割机构，是与煤矿、矿山及隧道工程设备中的掘进机匹配的主要部件，并引入高压水射流作为辅助截割。
背景技术
随着煤矿井下巷道机械化掘进技术的发展，不断更新的机械化掘进工具仍不能满足生产的需求。应用于薄煤层半煤岩、夹矸和小断层煤岩掘进的小型功率掘进机掘进效率低，但在截割机构不变的情况下采用加大功率的方法来解决以上存在的问题势必会造成刀具磨损严重，并存在安全隐患，基于此急需研发了一种掘进机高压水射流辅助截割机构；但由于高压水若用于降尘，会导致工作面水量过大，严重影响煤炭开采，所以必须研发一种既保留内喷雾系统又引进高压水射流的掘进机截割机构。
发明内容
发明目的：本发明的目的是针对已有技术中存在的问题，提供一种工作效率高、工作粉尘少、刀具截割寿命高的高压水射流辅助截割机构。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：
一种掘进机高压水射流辅助截割机构，包括驱动装置、减速器、截割臂、截割头和内喷雾、高压水输送系统，其中，
所述驱动装置包括电机、连接架和输出轴Ⅰ，所述电机设置在连接架上，输出轴Ⅰ的一端联接电机转动轴；
所述减速器包括减速器外壳，联轴套、太阳轴Ⅰ、第一级行星架、太阳轴Ⅱ、第二级行星架和输出轴Ⅱ，所述减速器外壳的一端和连接架固定，联轴套的两端分别联接输出轴Ⅰ的另一端和太阳轴Ⅰ，太阳轴Ⅰ依次通过第一级行星架、太阳轴Ⅱ和第二级行星架联接输出轴Ⅱ的一端；
所述截割臂包括主轴、壳体和连接法兰，所述壳体的一端与减速器外壳的另一端固定，连接法兰可转动的套设在壳体的另一端，主轴的一端联接输出轴Ⅱ的另一端；
所述截割头包括水力截齿组装、喷嘴和截割头焊接总成，所述截割头焊接总成的尾端与连接法兰固定，截割头焊接总成的中部联接主轴的另一端，水力截齿组装、喷嘴设置在截割头焊接总成的前端外表面上；
所述内喷雾、高压水输送系统包括喷雾水输入流道、高压水输入流道、喷雾水路、高压水管、喷雾水输出流道、高压水输出流道、雾液腔和高压水腔，所述喷雾水输入流道、喷雾水路、喷雾水输出流道、雾液腔和喷嘴依次连通，高压水输入流道、高压水管、高压水输出流道、高压水腔和水力截齿组装依次连通。
在本发明中，进一步的，所述喷雾水输入流道设置在壳体上，高压水输入流道设置在连接架上，连接架、输出轴Ⅰ、太阳轴Ⅰ、太阳轴Ⅱ、输出轴Ⅱ、主轴和截割头焊接总成上开设中心孔，高压水管穿设于中心孔内，主轴和截割头焊接总成上的中心孔与高压水管之间的空隙形成喷雾水路，喷雾水输出流道、高压水输出流道、雾液腔和高压水腔设置在截割头焊接总成上。
在本发明中，进一步的，所述电机包括电机Ⅰ和电机Ⅱ，所述电机Ⅰ和电机Ⅱ对称设置在连接架的两侧。
在本发明中，进一步的，所述主轴与输出轴Ⅱ之间设置端部密封。
在本发明中，进一步的，所述喷雾水路与高压水输出流道之间设置分隔密封。
有益效果：本发明在保留内喷雾系统的基础上，引入高压水，布置合理、结构紧凑，达到了工作效率高、工作粉尘少、刀具截割寿命高的目的。
附图说明
图1是本发明掘进机高压水射流辅助截割机构剖视图；
图2是内喷雾、高压水输送系统剖视图。
图中：1、驱动装置，1-1、电机Ⅰ，1-2、电机Ⅱ，1-3、连接架，1-4、输出轴Ⅰ，2、减速器，2-1、联轴套，2-2、太阳轴Ⅰ，2-3、太阳轴Ⅱ，2-4、输出轴Ⅱ，3、截割臂，3-1、主轴，3-2、壳体，3-3、连接法兰，4-截割头，4-1、水力截齿组装，4-2、喷嘴，4-3、截割头焊接总成，5、内喷雾、高压水输送系统，5-1、喷雾水输入流道，5-2、高压水输入流道，5-3、喷雾水路，5-4、高压水管，5-5、喷雾水输出流道，5-6、高压水输出流道，5-7、雾液腔，5-8、高压水腔，5-9、端部密封，5-10、分隔密封。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
如图1和2所示，本发明的掘进机高压水射流辅助截割机构包括驱动装置1、减速器2、截割臂3、截割头4和内喷雾、高压水输送系统5。
驱动装置1包括电机Ⅰ1-1、电机Ⅱ1-2、连接架1-3和输出轴Ⅰ1-4。电机Ⅰ1-1和电机Ⅱ1-2对称设置在连接架1-3的两侧，输出轴Ⅰ1-4设置在连接架1-3的中部，输出轴Ⅰ1-4的一端通过齿轮分别联接电机Ⅰ1-1和电机Ⅱ1-2的转动轴。
减速器2为两级行星减速器，其包括减速器外壳，联轴套2-1、太阳轴Ⅰ2-2、第一级行星架、太阳轴Ⅱ2-3、第二级行星架和输出轴Ⅱ2-4。减速器外壳的一端和连接架1-3通过螺栓固定。联轴套2-1的两端通过渐开线花键分别联接输出轴Ⅰ1-4的另一端和太阳轴Ⅰ2-2，太阳轴Ⅰ2-2通过齿轮联接第一级行星架，第一级行星架通过渐开线花键联接太阳轴Ⅱ2-3，太阳轴Ⅱ2-3通过齿轮联接第二级行星架，第二级行星架通过渐开线花键联接输出轴Ⅱ2-4的一端。
所述截割臂3包括主轴3-1、壳体3-2和连接法兰3-3。壳体3-2的一端与减速器外壳的另一端通过螺栓固定，连接法兰3-3可转动的套设在壳体3-2的另一端，主轴3-1的一端通过渐开线花键联接输出轴Ⅱ2-4的另一端。
所述截割头4包括水力截齿组装4-1、喷嘴4-2和截割头焊接总成4-3。截割头焊接总成4-3的尾端与连接法兰3-3通过螺栓固定，截割头焊接总成4-3的中部通过渐开线花键联接主轴3-1的另一端，水力截齿组装4-1、喷嘴4-2设置在截割头焊接总成4-3的前端外表面上。
内喷雾、高压水输送系统5包括喷雾水输入流道5-1、高压水输入流道5-2、喷雾水路5-3、高压水管5-4、喷雾水输出流道5-5、高压水输出流道5-6、雾液腔5-7和高压水腔5-8。喷雾水输入流道5-1设置在壳体3-2上，高压水输入流道5-2设置在连接架1-3上，连接架1-3、输出轴Ⅰ1-4、太阳轴Ⅰ2-2、太阳轴Ⅱ2-3、输出轴Ⅱ2-4、主轴3-1和截割头焊接总成4-3上开设中心孔，高压水管5-4穿设于中心孔内，主轴3-1和截割头焊接总成4-3上的中心孔与高压水管5-4之间的空隙形成喷雾水路5-3，喷雾水输出流道5-5、高压水输出流道5-6、雾液腔5-7和高压水腔5-8设置在截割头焊接总成4-3上，雾液腔5-7和高压水腔5-8由隔板分开。喷雾水输入流道5-1、喷雾水路5-3、喷雾水输出流道5-5、雾液腔5-7和喷嘴4-2依次连通，组成内喷雾系统。高压水输入流道5-2、高压水管5-4、高压水输出流道5-6、高压水腔5-8和水力截齿组装4-1依次连通，组成高压水射流系统。另外，为了防止喷雾水向减速器2方向流动，在主轴3-1与输出轴Ⅱ2-4之间增加端部密封5-9；为了防止高压水向雾液腔5-7方向流动，在喷雾水路5-3与高压水输出流道5-6之间以及雾液腔5-7和高压水腔5-8之间的隔板处均设置分隔密封5-10。
工作原理：驱动装置1上的电机Ⅰ1-1和电机Ⅱ1-2同时将动力传递给输出轴Ⅰ1-4，通过两级行星机构再将动力传递给截割臂主轴3-1，带动整个截割头4旋转截割；与此同时，内喷雾水与高压水分别喷雾水输入流道5-1和高压水输入流道5-2道注入，并通过喷雾水路5-3和高压水管5-4进入截割头4，内喷雾水经过输出流道5-5进入雾液腔5-7，再分别注入各喷嘴4-2，形成喷雾，用于降尘；高压水经过输出流道5-6进入高压水腔5-8，再分别注入各水力截齿组装4-1内，形成射流，用于辅助截割。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种掘进机高压水射流辅助截割机构，其特征在于：包括驱动装置（1）、减速器（2）、截割臂（3）、截割头（4）和内喷雾、高压水输送系统（5），其中，所述驱动装置（1）包括电机、连接架（1-3）和输出轴Ⅰ（1-4），所述电机设置在连接架（1-3）上，输出轴Ⅰ（1-4）的一端联接电机转动轴；
所述减速器（2）包括减速器外壳，联轴套（2-1）、太阳轴Ⅰ（2-2）、第一级行星架、太阳轴Ⅱ（2-3）、第二级行星架和输出轴Ⅱ（2-4），所述减速器外壳的一端和连接架（1-3）固定，联轴套（2-1）的两端分别联接输出轴Ⅰ（1-4）的另一端和太阳轴Ⅰ（2-2），太阳轴Ⅰ（2-2）依次通过第一级行星架、太阳轴Ⅱ（2-3）和第二级行星架联接输出轴Ⅱ（2-4）的一端；
所述截割臂（3）包括主轴（3-1）、壳体（3-2）和连接法兰（3-3），所述壳体（3-2）的一端与减速器外壳的另一端固定，连接法兰（3-3）可转动的套设在壳体（3-2）的另一端，主轴（3-1）的一端联接输出轴Ⅱ（2-4）的另一端；
所述截割头（4）包括水力截齿组装（4-1）、喷嘴（4-2）和截割头焊接总成（4-3），所述截割头焊接总成（4-3）的尾端与连接法兰（3-3）固定，截割头焊接总成（4-3）的中部联接主轴（3-1）的另一端，水力截齿组装（4-1）、喷嘴（4-2）设置在截割头焊接总成（4-3）的前端外表面上；
所述内喷雾、高压水输送系统（5）包括喷雾水输入流道（5-1）、高压水输入流道（5-2）、喷雾水路（5-3）、高压水管（5-4）、喷雾水输出流道（5-5）、高压水输出流道（5-6）、雾液腔（5-7）和高压水腔（5-8），所述喷雾水输入流道（5-1）、喷雾水路（5-3）、喷雾水输出流道（5-5）、雾液腔（5-7）和喷嘴（4-2）依次连通，高压水输入流道（5-2）、高压水管（5-4）、高压水输出流道（5-6）、高压水腔（5-8）和水力截齿组装（4-1）依次连通。
2.根据权利要求1所述的一种掘进机高压水射流辅助截割机构，其特征在于：所述喷雾水输入流道（5-1）设置在壳体（3-2）上，高压水输入流道（5-2）设置在连接架（1-3）上，连接架（1-3）、输出轴Ⅰ（1-4）、太阳轴Ⅰ（2-2）、太阳轴Ⅱ（2-3）、输出轴Ⅱ（2-4）、主轴（3-1）和截割头焊接总成（4-3）上开设中心孔，高压水管（5-4）穿设于中心孔内，主轴（3-1）和截割头焊接总成（4-3）上的中心孔与高压水管（5-4）之间的空隙形成喷雾水路（5-3），喷雾水输出流道（5-5）、高压水输出流道（5-6）、雾液腔（5-7）和高压水腔（5-8）设置在截割头焊接总成（4-3）上。
3.根据权利要求1或2所述的一种掘进机高压水射流辅助截割机构，其特征在于：所述电机包括电机Ⅰ（1-1）和电机Ⅱ（1-2），所述电机Ⅰ（1-1）和电机Ⅱ（1-2）对称设置在连接架（1-3）的两侧。
4.根据权利要求1或2所述的一种掘进机高压水射流辅助截割机构，其特征在于：所述主轴（3-1）与输出轴Ⅱ（2-4）之间设置端部密封（5-9）。
5.根据权利要求1或2所述的一种掘进机高压水射流辅助截割机构，其特征在于：所述喷雾水路（5-3）与高压水输出流道（5-6）之间设置分隔密封（5-10）。
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