CN104405383B - 掘进机及其截割臂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种掘进机及其截割臂。本发明提供的掘进机截割臂，包括：截割头、截割主轴、悬臂筒和外筒；截割头与截割主轴通过花键连接；悬臂筒套于截割主轴的外部，且与截割主轴之间留有间隙；外筒套于悬臂筒的外部，且外筒的前端和悬臂筒的前端之间安装有圆柱滚子轴承，外筒的后端与悬臂筒的后端之间安装有回转支承轴承；截割头具有套装在外筒上的套筒部。本发明提供的掘进机截割臂，截割主轴本身不承担弯矩，只发挥传递扭矩的作用，有利于提高截割主轴的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿机械领域，更具体地，涉及一种掘进机及其截割臂。
背景技术
在机械化采煤作业中，掘进机是主要的采掘设备之一。现有技术的掘进机主要包括有本体架、固定安装在本体架上的悬臂筒、从悬臂筒中穿过的截割主轴和截割头，悬臂筒的前后端分别安装有用于支撑截割主轴的轴承，截割主轴在电机驱动下可相对悬臂筒转动，截割头位于截割主轴的前端并与截割主轴通过花键连接的方式同轴联动，通过截割头的旋转切割实现巷道的开掘。在切割过程中，截割主轴既要承担截割工作时的扭矩，又要承担侧向切割时的弯矩，不利于提高截割主轴的使用寿命。另外，掘进机工作时，截割头会深入到煤、岩石中进行截割，因此，煤、岩石粉末容易挤入截割主轴与悬臂筒前端的空隙，进而损坏悬臂筒前端的旋转密封件，并进入到安装轴承的腔体内部，致使轴承故障率高。
发明内容
本发明旨在提供一种能够有效降低截割主轴所受弯矩的掘进机截割臂。本发明还提供了一种掘进机。
本发明提供的一种掘进机截割臂，包括：截割头、截割主轴、悬臂筒和外筒；截割头与截割主轴通过花键连接；悬臂筒套于截割主轴的外部，且与截割主轴之间留有间隙；外筒套于悬臂筒的外部，且外筒的前端和悬臂筒的前端之间安装有圆柱滚子轴承，外筒的后端与悬臂筒的后端之间安装有回转支承轴承；截割头具有套装在外筒上的套筒部。
进一步地，悬臂筒的前端端部上通过第一螺栓安装有轴承压板，外筒的前端端部通过第二螺栓安装有轴承压盖，悬臂筒和外筒上还设置有用于对圆柱滚子轴承限位的台阶；截割头与截割主轴之间形成有用于容纳轴承压盖的腔体，截割头和轴承压盖具有相抵压的接触面，接触面所在的平面可与截割主轴的轴线相交。
进一步地，轴承压盖套装在截割主轴上，且与截割主轴通过键连接。
进一步地，截割主轴上螺接有止动螺母，截割头和轴承压盖之间形成有容纳止动螺母的凹槽。
进一步地，止动螺母包括圆螺母和止动垫圈。
进一步地，截割主轴上形成有用于与轴承压盖轴向上抵压接触的凸缘。
进一步地，截割头的前端端部与截割主轴的前端端部之间连接有轴向布置的第五螺栓，截割头上设置有用于容纳第五螺栓头部的沉孔。
进一步地，回转支承轴承的内圈或外圈与外筒通过第三螺栓连接，回转支承轴承的外圈或内圈与悬臂筒通过第四螺栓连接；外圈上安装有密封压盖，密封压盖与内圈、外圈围成容纳密封件的空间。
进一步地，密封件为浮动密封件或者唇型密封件。
本发明还提供了一种掘进机，设置有上述的掘进机截割臂。
本发明提供的掘进机截割臂，当截割头在工作过程受到径向力时，产生的弯矩可以直接传递给外筒，然后通过圆柱滚子轴承传递到悬臂筒上，以使截割主轴本身不承担弯矩，只发挥传递扭矩的作用，从而有利于提高截割主轴的使用寿命。另外，回转支承轴承的密封件布置于截割臂最后端，密封件远离煤泥、碎石，密封件的工作环境得以改善，避免煤石粉末进入润滑腔内，从而提高了密封件和轴承的使用寿命，有利于提高工作效率并节约截割臂的维修成本。
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示意性示出了本发明实施例提供的掘进机截割臂的局部剖视结构。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请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，示出了本发明实施例提供的掘进机截割臂的局部剖视结构。如图所示，该掘进机截割臂主要包括：截割头1、截割主轴2、悬臂筒3和外筒4。需要说明的是，本发明实施例中所涉及的“前”均指的是靠近截割头1的方向，所涉及的“后”均指的是远离截割头1的方向。
具体地，截割头1位于截割主轴2的前端，由图中可以看出，在截割主轴2上设置有外花键段21，截割头1与截割主轴2通过花键连接。悬臂筒3套于截割主轴2的外部，且与截割主轴2之间留有间隙，使得截割主轴2可以做轻微的径向摆动。外筒4套于悬臂筒3的外部，且外筒4的前端和悬臂筒3的前端之间安装有圆柱滚子轴承51(也即前轴承)，外筒4的后端与悬臂筒3的后端之间安装有回转支承轴承52(也即后轴承)，可以理解，回转支承轴承52的旋转中心线与截割主轴2的轴线基本重合。截割头1具有套装在外筒4上的套筒部12，该套筒部12也可称作止口。
本实施例提供的截割臂，改变了传统的截割主轴直接由安装在悬臂筒内的前后轴承支撑的方式，而是将截割主轴2与悬臂筒3之间留有可供截割主轴2径向摆动的间隙，然后将与截割主轴2花键连接的截割头1套在外筒4上，外筒4套于悬臂筒3外部并直接由安装于悬臂筒3外部的前后轴承支撑，这样，当截割主轴2带动截割头1作业时(外筒4可在摩擦力带动下随截割头1一起转动)，当截割头1受到径向力时可以允许截割主轴2发生轻微的径向摆动，截割头1的套筒部12则与外筒4发生径向的抵压接触，径向力所产生的弯矩直接传递给外筒4，外筒4再通过圆柱滚子轴承51传递给悬臂筒3，从而使截割主轴2自身不受弯矩的影响，仅用于传递扭矩，有利于提高截割主轴2的使用寿命和使用工作安全性。
需要说明的是，截割头1工作过程中，越靠近截割头1的位置弯矩力越大，本实施例中将圆柱滚子轴承51设置在前端，圆柱滚子轴承51相对于圆锥滚子轴承而言具有更高的径向承载能力，而且可以在更小的空间内布置，这样正好与外筒4前端在工作中受到的弯矩最大的实际情况相适配，进一步降低了前端轴承的故障率，并有利于使截割臂的结构更加紧凑。
优选地，本实施例中还示出了一种限制截割头1沿截割主轴2轴向移动的优选实施方式，如图所示，截割头1的前端端部与截割主轴2的前端端部之间连接有轴向布置的第五螺栓95。通过拧动第五螺栓95，即可方便地将截割头1从截割主轴2上拆卸下来进行维护更换。另外，为避免第五螺栓95的螺栓头部过度磨损，在截割头1上设置有用于容纳第五螺栓95头部的沉孔。
本实施例中对圆柱滚子轴承51的轴向限位是这样实现的：优选地，在本实施例中悬臂筒3的前端端部上通过第一螺栓91安装有轴承压板61，轴承压板61用于对圆柱滚子轴承51的内圈前端进行轴向限位，在悬臂筒3上设置用于对圆柱滚子轴承51的内圈后端进行轴向限位的台阶。外筒4的前端端部通过第二螺栓92安装有轴承压盖62，轴承压盖62用于对圆柱滚子轴承51的外圈前端进行轴向限位，在外筒4上设置用于对圆柱滚子轴承51的外圈后端进行轴向限位的台阶。截割头1与截割主轴2之间形成有用于容纳轴承压盖62的腔体，轴承压盖62位于该腔体内，优选地，截割头1和轴承压盖62具有相抵压的接触面，该接触面所在的平面可与截割主轴2的轴线相交，这样，截割头1在截割工作中所受到的轴向力可以通过轴承压盖62、回转支承轴承52直接传递给悬臂筒3，以分担截割主轴2所受到的轴向力，而且回转支承轴承52具有较强的轴向承载能力，不易发生损坏，从而保证截割臂整体结构紧凑的同时，提高了截割臂的整体承载能力以及安全性。
优选地，本实施例中，回转支承轴承52的内圈522与外筒4通过第三螺栓连接，回转支承轴承52的外圈521与悬臂筒3通过第四螺栓连接。当然，在其他实施例中，内圈522和外圈521的安装位置可以互换，即，外圈521安装在外筒4上，内圈522安装在悬臂筒3上。另外，由图中可以看出，在悬臂筒3和外筒4之间形成的有润滑腔，为保证润滑油脂能够有效地储存在润滑腔内，无论外圈521与悬臂筒3或者内圈522连接，优选地，在外圈521上安装有密封压盖81，密封压盖81与内圈522、外圈521围成容纳密封件82的空间，该密封件82可以为浮动密封件或者唇型密封件，能够有效避免润滑油外漏。需要说明的是，本实施例中通过将截割头部1套装于外筒4上且二者同步转动，外筒4通过回转支承轴承52支撑于悬臂筒3上，相当于将截割主轴2与悬臂筒3的相对旋转位置后移，布置在回转支承轴承52上的密封件82即作为旋转密封件使用，因密封件82处于远离煤泥、碎石的位置，密封件82的工作环境得以改善，有助于提高密封件82的使用寿命，避免煤石粉末进入润滑腔内，进而提高了前、后轴承的使用寿命，达到提高工作效率并节约截割臂的维修成本的效果。
优选地，图1中可以看出，本实施例中轴承压盖62套装在截割主轴2上，且与截割主轴2例如通过平键72连接的方式连接，这样，当截割主轴2带动截割头1旋转时，轴承压盖62、外筒4可以随截割主轴2一起同步转动，进一步降低截割头1和外筒4之间的磨损。
另外，本实施例中还示出了一种限制截割主轴2自身轴向移动的优选实施方式，由图中可以看出，在截割主轴2上设置有螺纹段22，在该螺纹段22上螺接有止动螺母71，截割头1和轴承压盖62之间形成有容纳止动螺母71的凹槽，该凹槽的轴向长度与止动螺母71的轴向长度相匹配。在截割作业时，截割头1顶在巷道迎头，止动螺母22的轴向移动被限制，截割主轴2的轴向移动即被限制。优选地，该止动螺母22例如包括圆螺母和止动垫圈，圆螺母和止动垫圈以公知的方式安装在截割主轴2上，圆螺母在止动垫圈的作用下，工作过程不会相对截割主轴2发生轴向移动。
优选地，在截割主轴2上形成有用于与轴承压盖62轴向上抵压接触的凸缘23，这样可以平衡轴承压盖62的受力，使轴承压盖62的状态更稳定。
本发明实施例还提供了一种掘进机，该掘进机设置有上述的掘进机截割臂。因本发明实施例提供的掘进机截割臂可以达到上述技术效果，设置有该截割臂的掘进机也应具备相应的技术效果，在此不再赘述。
以上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 (8)
1.一种掘进机截割臂，其特征在于，包括：
截割头(1)、截割主轴(2)、悬臂筒(3)和外筒(4)；
所述截割头(1)与所述截割主轴(2)通过花键连接；所述截割头(1)的前端端部与所述截割主轴(2)的前端端部之间连接有轴向布置的第五螺栓(95)，所述截割头(1)上设置有用于容纳所述第五螺栓(95)头部的沉孔；
所述悬臂筒(3)套于所述截割主轴(2)的外部，且与所述截割主轴(2)之间留有间隙；
所述外筒(4)套于所述悬臂筒(3)的外部，且所述外筒(4)的前端和所述悬臂筒(3)的前端之间安装有圆柱滚子轴承(51)，所述外筒(4)的后端与所述悬臂筒(3)的后端之间安装有回转支承轴承(52)；所述回转支承轴承(52)的内圈(522)或外圈与所述外筒(4)通过第三螺栓连接，所述回转支承轴承(52)的外圈(521)或内圈与所述悬臂筒(3)通过第四螺栓连接；所述外圈(521)上安装有密封压盖(81)，所述密封压盖(81)与所述内圈(522)、所述外圈(521)围成容纳密封件(82)的空间；
所述截割头(1)具有套装在所述外筒(4)上的套筒部(12)。
2.根据权利要求1所述的掘进机截割臂，其特征在于，
所述悬臂筒(3)的前端端部上通过第一螺栓(91)安装有轴承压板(61)，所述外筒(4)的前端端部通过第二螺栓(92)安装有轴承压盖(62)，所述悬臂筒(3)和所述外筒(4)上还设置有用于对所述圆柱滚子轴承(51)限位的台阶；
所述截割头(1)与所述截割主轴(2)之间形成有用于容纳所述轴承压盖(62)的腔体，所述截割头(1)和所述轴承压盖(62)具有相抵压的接触面(11)，所述接触面(11)所在的平面可与所述截割主轴(2)的轴线相交。
3.根据权利要求2所述的掘进机截割臂，其特征在于，所述轴承压盖(62)套装在所述截割主轴(2)上，且与所述截割主轴(2)通过键连接。
4.根据权利要求2所述的掘进机截割臂，其特征在于，所述截割主轴(2)上螺接有止动螺母(71)，所述截割头(1)和所述轴承压盖(62)之间形成有容纳所述止动螺母(71)的凹槽。
5.根据权利要求4所述的掘进机截割臂，其特征在于，所述止动螺母(71)包括圆螺母和止动垫圈。
6.根据权利要求2所述的掘进机截割臂，其特征在于，所述截割主轴(2)上形成有用于与所述轴承压盖(62)轴向上抵压接触的凸缘(23)。
7.根据权利要求1所述的掘进机截割臂，其特征在于，所述密封件(82)为浮动密封件或者唇型密封件。
8.一种掘进机，其特征在于，设置有权利要求1至7中任一项所述的掘进机截割臂。
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| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Tunnel boring machine and its cutting arm Effective date of registration: 20231212 Granted publication date: 20170419 Pledgee: Shenyang Santaizi Sub Branch of China Everbright Bank Co.,Ltd. Pledgor: Sany Heavy Equipment Co.,Ltd. Registration number: Y2023210000343 |
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