CN103562495A - 用于铣削岩石、矿物或其他材料的设备 - Google Patents

Abstract

本发明的用于铣削岩石、矿物或其他材料特别是硬质材料的设备（14）可优选用于地下采矿中的部分断面掘进机（10），它具有可绕滚筒轴线（16）转动地安装在滚筒架（13）上的截割滚筒（15），该截割滚筒的外周壳表面（17）上分布式设有多个刀架（18），这些刀架承载切割刀具（19）并能被转动地驱动，刀架的轴线（20）横向于滚筒轴线。为在设备的基本平行于滚筒轴线的两个进给方向上均能从工作面特别有效地铣削出岩石等，本发明提供刀架的第一组刀架（A）和刀架的第二组刀架（B），第一组的转动方向（21A）与第二组的转动方向（21B）相反，在本发明的特别优选实施例中，第一和第二组的刀架的轴线相对于截割滚筒的径向方向以不同设定角度（22A、22B）定向。

Description

用于铣削岩石、矿物或其他材料的设备

技术领域

本发明涉及一种用于铣削（磨削，磨铣）岩石、矿物（矿石）或其他材料特别是硬质材料的设备，该设备包括安装于可绕滚筒轴线转动的滚筒架上的截割滚筒（刀具滚筒），并且包括多个刀架，这些刀架布置成在截割滚筒的外围（外周）上分布并承载切割刀具，这些刀架可被转动地驱动并且刀架的轴线（刀架轴轴线）横向于滚筒轴线延伸。

背景技术

从WO2008/025555A1中已知这种类型的设备。使用该设备，可以在高的物料移除速率和大的移除表面情况下经济地开采岩石或其他硬质材料，其中铣削或物料移除径向地发生在截割滚筒外周的外侧。该已知设备可以有利地借助于具有臂的部分断面掘进机用于掘进巷道或隧道，该臂可枢转地横向于主前进方向，截割滚筒可转动地安装在该臂的前端上。

然而，已经示出，恰恰在这种应用中，具有在铣削操作中全部沿相同方向转动的刀架的设备的效率仍有待改善。所有刀架的相同转动方向具有不利的影响，特别是当承载截割滚筒的机器延伸臂来回枢转时，也就是机器延伸臂在一个枢转方向上比另一个枢转方向上具有更好的铣削性能。

发明内容

本发明致力于避免在已知设备中观察到的这些缺点并改善引言中所述类型的用于铣削岩石等的设备，以便无论截割滚筒的运动方向如何，都可以实现安装于刀架上的切割刀具的同样好的铣削性能。

该目的通过本发明借助于这样的事实实现，即，设置刀架的第一组（第一组刀架）和刀架的第二组（第二组刀架），并且第一组的转动方向与第二组的转动方向相反。该布置在此优选地使第一组和第二组的刀架在截割滚筒的外周上相互交替地布置。或者，该布置还可以使得在截割滚筒的外周上第一组的刀架与第二组的刀架相邻，其中，优选地，第一组的刀架和第二组的刀架分别地成对地并排布置。

根据本发明，刀架的转动方向因此由于不同的转动方向而交替，获得了在截割滚筒的两个运动方向上同样良好的切割刀具的铣削结果。

如果第一组的刀架的轴线和第二组的刀架的轴线定向成和/或可定向为相对于截割滚筒的径向方向成不同的设定角度，则是非常有利的。两组刀架以不同的设定角度倾斜允许刀具优选地为切割材料而定向。优选地，该布置使得第一组刀架的轴线和第二组刀架的轴线定向成使得它们相互倾斜，其中第一组刀架的轴线围绕滚筒轴线跨越（跨经，其跨度为）第一锥形表面，第二组刀架的轴线围绕滚筒轴线跨越第二锥形表面，其中这些锥形表面相互镜像地定向并优选地具有至少大致相同的夹角。在此布置中，当截割滚筒借助于支承着它的枢转臂移动时，可能的是，仅第一组刀具使待切割的材料松动，而第二组刀具自由运转—即不与材料接合，直至截割滚筒的运动停止并且随后通过切割深度的增加而在相反的方向上枢转或向后移动。在这种反向切割的情况中，之前参与开采的刀具则脱开与岩石的接合。

可以为每个刀架配设专用驱动装置。当然，如果第一和/或第二组刀架具有共用驱动装置，经证实是特别有利的。可以布置成例如使得共用驱动装置包括布置成与滚筒轴线同轴的冠齿轮，和用于第一和/或第二组的每个刀架的、与该冠齿轮啮合的对应锥齿轮。在本设计中，冠齿轮以在转动上固定（不能转动）的方式布置于滚筒轴线上，同时截割滚筒绕轴线转动，因此刀架被与对应的截割滚筒相同的驱动装置驱动而旋转，并获得在截割滚筒的速度和刀架的速度之间的固定的速度比率。

在该构型中，每个刀架可以连接至驱动轴，该驱动轴在其另一端支承锥齿轮。对于特别稳定的构型，驱动轴可以是刚性轴。当然，也可以使用铰接轴，优选Cardan轴（万向轴），当希望刀架倾斜的角度可变时这种轴是特别有利的。

在本发明的有利改进中，冠齿轮在两侧均具有齿，并且第一组刀架的锥齿轮与冠齿轮一侧上的齿啮合，第二组刀架的锥齿轮与冠齿轮另一侧上的齿啮合。与该方案基本相同的是，单侧有齿的冠齿轮背靠背地布置在滚筒轴线上，当然，具有适度大的轴线设定角度，也可以布置成在滚筒轴线上分开一定距离。

驱动轴以被保护的方式方便地容纳在截割滚筒内部，因此可以避免过早磨损齿轮和轴承。如已经指出的，截割滚筒和刀架可以通过共用驱动装置被驱动，其中用于刀架的与锥齿轮啮合的一个或多个冠齿轮布置于具有通过行星齿轮组的太阳轮的共用驱动轴上，截割滚筒通过该驱动轴被驱动，已经证实这种设计是特别有利的。在特别紧凑的构造中，这种设计允许为刀架速度和支承它们的截割滚筒的速度之间的速度比率的固定提供最大可能的灵活性。当然，还可能的是，尽管刀架具有共同驱动装置，但该共同驱动装置独立于用于截割滚筒的驱动装置，因此刀架的转动速度可以特别有利地独立于截割滚筒的转动速度被调节。

优选地，截割滚筒在其外周上由壳表面分段盖封闭，该盖的形状是大致梯形并且布置成相对于径向方向交替地倾斜成不同的设定角度，刀架可转动地安装于该盖中。如果第一和第二组的轴线的设定角度在与截割滚筒的径向方向成±3°至±9°的范围内倾斜，这被证实特别有效。在这种布置中，可以可靠地确保—在必要时截割滚筒相对于其前进方向轻微倾斜—在铣削岩石等时，任何时候仅第一组或第二组刀架的刀具与岩石接合，同时相应的另一组刀架的刀具定位于滚筒前进方向上的接合刀具的后面，在已经切出的空间中转动，因此不接触岩石等，直到滚筒的前进方向再次反转，然后基于滚筒的返回运动，另一组刀架的刀具被使用。

附图说明

本发明的更多特征和优点将从下面的描述和附图中展现，本发明的优选实施例基于示例更详细地解释，在附图中：

图1以透视图示出用于在地下掘进或采矿中掘进隧道等的部分断面掘进机，它包括根据本发明的铣削设备；

图2示出图1中物体的正视图；

图3以俯视图更详细示出安装在根据图1的机器的延伸臂上的根据本发明的铣削设备；

图4以正视图示出图3的物体；

图5以透视图示出根据本发明的铣削设备的第一实施例；

图6以俯视图示出用于根据图5的设备的刀架的共用驱动装置；以及

图7以剖面图示出根据本发明的设备的第二实施例。

具体实施方式

图1示出了部分断面掘进机，其整体标识为10，可以用于地下采矿，例如平巷掘进。以已知方式，该机器10包括具有延伸臂12的行进齿轮（行走机构）11，该延伸臂安装成可以枢转并上下移动，在该延伸臂的指向工作面的前端附接有叉形滚筒架13。该滚筒架用于接收用于铣削待开采或破碎松动的材料的设备14，所述设备是本发明的主题。图1中可识别的机器10的其他零部件是本身已知的，并且对本发明是次要的。

如附图中可见，铣削设备14具有截割滚筒15，该截割滚筒安置在滚筒架13中，以便绕滚筒轴线16可转动地安装。

截割滚筒15形成外周壳表面17，在该外周壳表面的外周上以分布的布置设置有一排刀架18，后者装备有用于待铣削/开采的材料的切割刀具，例如镐形截齿（point attack pick）19。刀架具有轴线20，该轴线横向于滚筒轴线16延伸并可围绕它被转动地驱动。

根据本发明，刀架被分为两个组A、B，其中，在根据图5和6的实施例，该布置使得一组A的刀架18A总是与另一组B的刀架18B交替。这两组刀架具有相反的转动方向，从而当它们的驱动装置被致动时截割滚筒的外周的邻接刀架在相反的方向上转动。不同的转动方向在图3中通过箭头21A和21B识别。

如附图中进一步可见，第一组A的刀架18A的轴线20A和第二组B的刀架18B的轴线20B定向为相对于截割滚筒15的径向方向23具有不同的设定角度22A和22B。第一组A的刀架18A的轴线20A和第二组B的刀架18B的轴线20B因此互相倾斜，其中第一组A的轴线20A围绕滚筒轴线16跨越第一锥形表面24A，第二组B的轴线20B围绕滚筒轴线16跨越第二锥形表面24B，如图6和7中所示。这两个锥形表面24A、24B相对于截割滚筒的中心平面25互相镜像地定向并具有相同的夹角，该夹角对应设定角度22A和22B。

在图5中，具体地，清晰可见的是个体（一个一个）的刀架18可转动地安装于壳表面分段的盖26中，所述盖设置于截割滚筒15的外周上并且是大致梯形的形状。分段的盖布置成交替地以不同的设定角度22A和22B倾斜，其中它们相互平行的侧边中的较长侧边位于它们的中间区域，径向地比平行侧边中的短边更远。

各刀架18可以通过专用旋转驱动装置驱动，例如通过紧凑地构造的齿轮电机，它在截割滚筒15内通过法兰连接至分段的盖26的底侧。当然，在所示的示意性实施例中，两个组A、B的刀架18具有共用驱动装置，在图6的第一实施例中最佳显示。该共用驱动装置基本上由双侧有齿的冠齿轮27组成，该冠齿轮与滚筒轴线16同轴，在第一实施例中，它以在转动上固定的方式安装于截割滚筒15的轴承轴28上。每个刀架以在转动上固定的方式连接至驱动轴29，该驱动轴在其另一径向内端支承锥齿轮30，该锥齿轮与共用驱动装置的冠齿轮27啮合。第一组A的刀架的驱动轴上的锥齿轮在冠齿轮的一侧与该冠齿轮27的齿31A接合，第二组B的刀架的驱动轴上的锥齿轮在冠齿轮的另一侧与该冠齿轮27的齿31B接合，如图5中清晰可见。在此，刀具18的轴线20相对于径向方向23（=冠齿轮的中心平面）的设定也是清晰可见的。

如果截割滚筒被其驱动电机（未示出）通过图5和6中所示的直齿轮32驱动而转动，该滚筒相对于位置不变的冠齿轮27发生相对转动。由于截割滚筒的外周的刀架18被冠齿轮带动，它们被刚性固定的冠齿轮通过锥齿轮的啮合驱动而转动，其中刀架18A在一个转动方向21A上转动，刀架18B在相反的转动方向21B上转动。截割滚筒的速度和刀架的速度之间的速度比率在此是常量，并由锥齿轮27、30的啮合传动比确定。

图7中示出的铣削设备的第二实施例的设计结构基本上非常类似。同样地，对于与铣削设备的第一实施例中的部件对应的部件，使用了相同的附图标记。第二实施例中的基本不同在于这样的事实，即，第一和第二组刀架18A、18B不是在外周方向相互交替地布置，而是成对地布置，其中刀架18A可以在所选择的刀架18B旁边直接找到。此外，在第二实施例中，刀架18确实全体具有共用驱动装置，该驱动装置主要包括双侧有齿的冠齿轮27，以及刀架驱动轴29上的与该冠齿轮啮合的锥齿轮30。然而该共用驱动装置并非如第一实施例中那样来自截割滚筒15的驱动装置，而是与其独立。同时根据图7的实施例中的截割滚筒可以通过齿轮（大齿轮）34进行转动，该齿轮34在附图的右侧法兰式连接至滚筒轴33，在另一侧（图7中的左侧）可见第二驱动齿轮35，通过该齿轮可驱动轴承轴28的中间部分36，该中间部分安装成可相对于截割滚筒转动。在该中间部分36上，冠齿轮27通过滑键37以在转动上固定的方式固定。该设计允许将刀架18的转动速度设置成独立于截割滚筒的转动速度，以使之能在操作过程中改变，并且在必要时甚至停止，也就是通过将中间部分36的转动与截割滚筒15的转动同步使其停止。

由于承载切割刀具19的刀架18A、18B的不同转动方向，以及两个组A、B的刀架18A、18B的轴线在相反方向上的特别优选的倾斜，当截割滚筒15相对于其前进方向38倾斜时—如图1中双箭头所示，本发明的铣削刀具可以定向成在截割滚筒向前移动和返回移动中均有对岩石等待切割物的优选的松动角度，其中任何时刻优选地仅有组A或B的刀架与待松动材料接合，此时另一组刀架自由地转动而不涉及松动作业。通过为截割滚筒的来回移动—该移动基本在滚筒轴线的方向上进行—而限定不同的刀架组A、B，可能的是，对于两个相反的方向，为特定环境中涉及松动作业的刀架选择最佳设定角度，相对于滚筒的径向方向成3°至9°的设定角度，优选地大约6°被证实特别有效。

本发明不限于所示出和描述的示例性实施例，各种修改和附加可以不离开本发明的范围。例如，并不是绝对必要地将刀架的驱动轴设置成基本上刚性的单件式轴，而是可以使用铰接轴，特别是Cardan轴，当截割滚筒具有相对较大的直径和/或当刀架相对于径向方向的设定角度需要可变时，这种轴特别有利。双侧有齿的冠齿轮还可以是两件式结构，可以在两个冠齿轮零件之间提供垫片，在垫片的辅助下冠齿轮的齿分开一定距离，齿被相互镜像地布置，可以为了改变刀架的设定角度而更换垫片。

Claims (18)

1.一种用于铣削岩石、矿物或其他材料特别是硬质材料的设备，包括安装在滚筒架（13）上并能绕滚筒轴线（16）转动的截割滚筒（15），还包括多个刀架（18），这些刀架布置成在截割滚筒（15）的外周上分布并承载切割刀具（19），这些刀架能被转动地驱动，这些刀架的轴线（20）横向于滚筒轴线（16）延伸，其特征在于，设有刀架（18A）的第一组（A）和刀架（18B）的第二组（B），其中，第一组（A）的转动方向（21A）与第二组（B）的转动方向（21B）相反。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一组（A）和第二组（B）的刀架（18）在所述截割滚筒（15）的外周上相互交替地布置于该截割滚筒的壳表面（17）上。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，该第一组的刀架在所述截割滚筒的外周上邻近该第二组的刀架布置，其中，优选地，第一组的刀架和第二组的刀架分别地成对并排布置。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，所述第一组（A）的刀架（18A）的轴线（20A）和所述第二组（B）的刀架（18B）的轴线（20B）定向成和/或能定向成相对于所述截割滚筒（15）的径向方向（23）具有不同的设定角度（22A、22B）。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其特征在于，所述第一组（A）的刀架（18A）的轴线（20A）和所述第二组（B）的刀架（18B）的轴线（20B）定向成使它们相互倾斜。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其特征在于，所述第一组（A）的刀架（18A）的轴线（20A）围绕滚筒轴线跨越第一锥形表面（24A），所述第二组（B）的刀架（18B）的轴线（20B）围绕滚筒轴线（16）跨越第二锥形表面（24B），其中，这些锥形表面（24A、24B）相互镜像地定向并且具有至少大致相同的夹角。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其特征在于，每个刀架（18）配设一个专用驱动装置。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其特征在于，第一组（A）和/或第二组（B）的刀架（18A、18B）具有共用驱动装置。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述共用驱动装置包括布置成与所述滚筒轴线（16）同轴的至少一个冠齿轮（27），并且针对第一组（A）和/或第二组（B）的每个刀架（18）都包括与所述冠齿轮啮合的对应的锥齿轮（30）。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，每个刀架（18）都连接至一驱动轴（29），该驱动轴在该驱动轴另一端支承该锥齿轮（30）。

11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述驱动轴（29）是刚性轴或铰接轴，优选地是Cardan轴。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的设备，其特征在于，所述冠齿轮（27）在两侧均具有齿，用于第一组（A）的刀架（18A）的锥齿轮（30）在该冠齿轮的一侧上与该冠齿轮的齿（31A）啮合，用于第二组（B）的刀架（18B）的锥齿轮在该冠齿轮的另一侧上与该冠齿轮的齿（31B）啮合。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的设备，其特征在于，所述驱动轴（29）以受保护的方式容纳在所述截割滚筒（15）的内部。

14.根据权利要求1至12中任一项所述的设备，其特征在于，所述截割滚筒（15）和所述刀架（18）能由共用驱动装置驱动。

15.根据权利要求1至12中任一项所述的设备，其特征在于，所述刀架（18）具有共用驱动装置，该共用驱动装置独立于所述截割滚筒（15）的驱动装置。

16.根据权利要求15所述的设备，其特征在于，刀架（18）的转动速度能够独立于截割滚筒（15）的转动速度进行调节。

17.根据权利要求4至16中任一项所述的设备，其特征在于，所述截割滚筒（15）由壳表面分段盖（26）封闭，所述壳表面分段盖的形状为大致梯形，并且布置成相对于径向方向（23）以不同的设定角度（22）交替地倾斜，所述刀架（18）可转动地安装于所述壳表面分段盖中。

18.根据权利要求4至17中任一项所述的设备，其特征在于，第一和第二组的轴线的设定角度（22）为相对于所述截割滚筒（15）的径向方向在±3°至±9°的范围内倾斜。

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