CN103835713A - 一种掘进机的截割器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种掘进机的截割器，包括：截割电机（1）、截割机座（2）、减速器（3）、截割传动轴（4）、弹簧（5）、冲击锤（6）和截割头（7），所述截割机座（2）为中空的管状结构，所述截割电机（1）、所述减速器（3）、所述截割传动轴（4）、所述弹簧（5）和冲击锤（6）依次安装在所述截割机座（2）内。本发明是在截割机上装备冲击锤，截齿在转动一周之间获得一次对岩石的冲击力，可先将截齿所及的岩石斩碎，然后将未崩落的碎石切下，这个过程不再依赖掘进机的整体重量和行走马达的功率大小，因而本发明成功地解决了中小掘进机截割全岩断面的技术问题。

Description

一种掘进机的截割器

技术领域

本发明涉及煤矿矿山机械技术领域，特别涉及一种掘进机的截割器。

背景技术

现有的掘进机大到上百吨，造价上亿元，小到10～20吨，造价几十万元，大型掘进机能截割全岩断面，功能齐全，不仅能一次性切割出隧道，运出土石，还能完成支护任务，这种掘进机不仅工效高，劳动强度低，而且不需打孔爆破，地质环境保护好，安全性能高，目前我国已有多个厂家能生产这种大型掘进机，加上历年的外购产品，在一部分重要工程建设和大型矿山的掘进施工中得到应用。中小型掘进机投产较多，我国的产量已达1000台／年以上，多局限在煤质和F=4以下的地质条件中施工，对于全岩断面，中小型掘进机均无能为力。分析其原因，现有的掘进机工作原理是：截割的切削由截割电机提供动力；截割电机功率小于100KW即难切落整体岩石；进刀是由行走马达和机体重量来保证，机体重量小于35吨，马达动力不够也无法截割全岩断面，因此，虽然大型掘进机开挖巷道隧道有诸多的优点，但太贵重，一般的工程、矿山用不起，故大多数工程矿山是要用打孔爆破来解决穿越岩层的问题。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：中小型掘进机不能够适应截割全岩断面的工作。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种掘进机的截割器。所述技术方案如下：

提供了一种掘进机的截割器，包括：截割电机、截割机座、减速器、截割传动轴、弹簧、冲击锤和截割头，所述截割机座为中空的管状结构，所述截割电机、所述减速器、所述截割传动轴、所述弹簧和冲击锤依次安装在所述截割机座内。

所述截割电机设置在所述截割机座内尾端，所述减速器的第一端与所述截割电机相连接，所述减速器的第二端通过花键与所述截割传动轴的第一端相互连接。

所述弹簧和冲击锤套装在所述截割传动轴上，所述弹簧的第一端顶抵所述减速器的第二端面设置，所述弹簧的第二端顶抵所述冲击锤的第一端面设置。

所述冲击锤的第二端设置有第一圆柱凸轮，所述截割传动轴上设置有与所述第一圆柱凸轮相适配的第二圆柱凸轮，所述第一圆柱凸轮和所述第二圆柱凸轮的接触面均设置为倾斜面，所述第一圆柱凸轮和所述第二圆柱凸轮的倾斜面倾斜角度相等、倾斜方向相反，所述第一圆柱凸轮与所述第二圆柱凸轮的首尾相接处设置有回程间隙。

所述截割头套装在所述截割机座的外周上，所述截割头的端部通过强力螺栓与所述截割传动轴的第二端固定相连。

进一步地，所述冲击锤的外壁上开设有沿轴向的滑键槽，所述截割机座上设置有与所述滑键槽相适配的定位插销。

进一步地，所述冲击锤的第二端开设有凸轮容纳凹槽，所述第一圆柱凸轮设置在所述凸轮容纳凹槽内。

进一步地，所述第二圆柱凸轮与所述截割传动轴通过焊接或者花键或者螺栓相互固定连接，或者所述第二圆柱凸轮与所述截割传动轴为一体成型的整体构件。

进一步地，所述强力螺栓为二个或者三个。

所述强力螺栓为二个时，二个所述强力螺栓以所述截割传动轴的轴线对称地并排安装。

所述强力螺栓为三个时，三个所述强力螺栓以所述截割传动轴的轴线呈正三角形地中心对称安装。

进一步地，所述截割头的外壁上设置有若干截割齿，所述截割齿是通过焊接或者螺栓栓固在所述截割头外壁上，或者所述截割齿与所述截割头是一体成型的构件。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

截岩性性能有突破性改善：现有技术的掘进机靠行走马达推动整机的惯性力切入岩石，因此遇到坚实的岩石工作面中小型掘进机就无能为力，而本发明是在截割机上装备冲击锤，截齿在转动一周之间获得一次对岩石的冲击力，可先将截齿所及的岩石斩碎，然后将未崩落的碎石切下，这个过程不再依赖掘进机的整体重量和行走马达的功率太小，因而本发明成功地解决了中小掘进机截割全岩断面的技术问题。

工作效率高：不管是截割岩石还是截割煤，工作面受到冲击后，一定深度和范围被震碎，截割的效果比单纯压迫截割要好得多。

适应范围广：本发明由于截割岩石性能好，不仅适用于巷道，隧道的掘进，而且可用于一切不便于爆破的土石方工程，为公路、铁路、城建、房地产开发、工程改造提供一种安全方便的掘进截割设备。

性价比高：本发明与一台45KW功率的掘进机配套，其工作效率比现有技术的105KW掘进机还要高，其性价比具有明显优势。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的截割器纵截面结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例

本实施例提供了一种掘进机的截割器，请参见图1，该截割器包括：截割电机1、截割机座2、减速器3、截割传动轴4、弹簧5、冲击锤6和截割头7，截割机座2为中空的管状结构，截割电机1、减速器3、截割传动轴4、弹簧5和冲击锤6依次安装在截割机座2内。

截割电机1设置在截割机座2内尾端，减速器3的第一端与截割电机1相连接，减速器3的第二端通过花键34与截割传动轴4的第一端相互连接。

弹簧5和冲击锤6套装在截割传动轴4上，弹簧5的第一端顶抵减速器3的第二端面设置，弹簧5的第二端顶抵冲击锤6的第一端面设置。

冲击锤6的第二端设置有第一圆柱凸轮61，截割传动轴4上设置有与第一圆柱凸轮61相适配的第二圆柱凸轮41，第一圆柱凸轮61和第二圆柱凸轮41的接触面均设置为倾斜面，第一圆柱凸轮61和第二圆柱凸轮41的倾斜面倾斜角度相等、倾斜方向相反，第一圆柱凸轮61与第二圆柱凸轮41的首尾相接处设置有回程间隙。

截割头7套装在截割机座2的外周上，截割头7的端部通过强力螺栓71与截割传动轴4的第二端固定相连。

优选地，冲击锤6的外壁上开设有沿轴向的滑键槽62，截割机座2上设置有与滑键槽62相适配的定位插销21。定位插销21用液压缸、电磁铁或机械手控制。

更优选地，冲击锤6的第二端开设有凸轮容纳凹槽，第一圆柱凸轮61设置在凸轮容纳凹槽内。

第二圆柱凸轮41与截割传动轴4通过焊接或者花键或者螺栓相互固定连接，或者第二圆柱凸轮41与截割传动轴4为一体成型的整体构件。

强力螺栓71为二个或者三个。强力螺栓71为二个时，二个强力螺栓71以截割传动轴4的轴线对称地并排安装。强力螺栓71为三个时，三个强力螺栓71以截割传动轴4的轴线呈正三角形地中心对称安装。

截割头7的外壁上设置有若干截割齿72，截割齿72是通过焊接或者螺栓栓固在截割头7外壁上，或者截割齿72与截割头7是一体成型的构件。

本发明的截割器安装在中小型掘进机的机车上使用。由于截割传动轴4有轴向自由移动的一段距离，在截割头7上没有压力时，弹簧5无法蓄积能量，当截割头7顶住岩面时，截割电机1启动后，截割传动轴4旋转过程中第一圆柱凸轮61和第二圆柱凸轮41相接触的面积随旋转角度的增加而减小，冲击锤6被迫压向减速器3一端，弹簧5吸收压缩能。当第一圆柱凸轮61和第二圆柱凸轮41转到间隙处时，第一圆柱凸轮61和第二圆柱凸轮41之间失去压力，弹簧5释放能量推动冲击锤6冲向截割头7。截割头7每转动一圈，冲击锤6冲击截割头7一次，因截割传动轴4可轴向移动，在行走油马达的作用下，截割头7始终是紧贴工作面的，在第一圆柱凸轮61和第二圆柱凸轮41接触的约350度的旋转时，截割齿72截割工作面，当第一圆柱凸轮61和第二圆柱凸轮41进入回程间隙时，截割头7突然失去压力，行走油马达及时跟进截割头7被压向减速器3一端，紧接着冲击锤6击向截割头7的冲击力就可完整地作用在截割齿72与工作面之间，对被截割面形成一股斩断冲击力，击碎截割齿72接触的岩石。截割头7继续转动，切落被崩碎的岩石。从上述的截割器工作过程可以看出，截割齿72切入岩石的力量主要是冲击锤6的冲击能量，这个能量是由冲击锤6的质量和弹簧5的压缩能量决定，弹簧5的压缩能量与机车的重量和行走马达的关系不大，因此，不管岩石的硬度多大，只要截割齿72能承受冲击不损坏，就能被顺利截割进去，达到中小掘进机切割全岩断面的目的。定位插销21插下时，按上述程序工作，定位插销21提出来后，冲击锤6与截割传动轴4同步转动，没有冲击动作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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 (6)

1.一种掘进机的截割器，其特征在于，包括：截割电机（1）、截割机座（2）、减速器（3）、截割传动轴（4）、弹簧（5）、冲击锤（6）和截割头（7），所述截割机座（2）为中空的管状结构，所述截割电机（1）、所述减速器（3）、所述截割传动轴（4）、所述弹簧（5）和冲击锤（6）依次安装在所述截割机座（2）内；

所述截割电机（1）设置在所述截割机座（2）内尾端，所述减速器（3）的第一端与所述截割电机（1）相连接，所述减速器（3）的第二端通过花键（34）与所述截割传动轴（4）的第一端相互连接；

所述弹簧（5）和冲击锤（6）套装在所述截割传动轴（4）上，所述弹簧（5）的第一端顶抵所述减速器（3）的第二端面设置，所述弹簧（5）的第二端顶抵所述冲击锤（6）的第一端面设置；

所述冲击锤（6）的第二端设置有第一圆柱凸轮（61），所述截割传动轴（4）上设置有与所述第一圆柱凸轮（61）相适配的第二圆柱凸轮（41），所述第一圆柱凸轮（61）和所述第二圆柱凸轮（41）的接触面均设置为倾斜面，所述第一圆柱凸轮（61）和所述第二圆柱凸轮（41）的倾斜面倾斜角度相等、倾斜方向相反，所述第一圆柱凸轮（61）与所述第二圆柱凸轮（41）的首尾相接处设置有回程间隙；

所述截割头（7）套装在所述截割机座（2）的外周上，所述截割头（7）的端部通过强力螺栓（71）与所述截割传动轴（4）的第二端固定相连。

2.根据权利要求1所述的掘进机的截割器，其特征在于，所述冲击锤（6）的外壁上开设有沿轴向的滑键槽（62），所述截割机座（2）上设置有与所述滑键槽（62）相适配的定位插销（21）。

3.根据权利要求1所述的掘进机的截割器，其特征在于，所述冲击锤（6）的第二端开设有凸轮容纳凹槽，所述第一圆柱凸轮（61）设置在所述凸轮容纳凹槽内。

4.根据权利要求1所述的掘进机的截割器，其特征在于，所述第二圆柱凸轮（41）与所述截割传动轴（4）通过焊接或者花键或者螺栓相互固定连接，或者所述第二圆柱凸轮（41）与所述截割传动轴（4）为一体成型的整体构件。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的掘进机的截割器，其特征在于，所述强力螺栓（71）为二个或者三个；

所述强力螺栓（71）为二个时，二个所述强力螺栓（71）以所述截割传动轴（4）的轴线对称地并排安装；

所述强力螺栓（71）为三个时，三个所述强力螺栓（71）以所述截割传动轴（4）的轴线呈正三角形地中心对称安装。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的掘进机的截割器，其特征在于，所述截割头（7）的外壁上设置有若干截割齿（72），所述截割齿（72）是通过焊接或者螺栓栓固在所述截割头（7）外壁上，或者所述截割齿（72）与所述截割头（7）是一体成型的构件。

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