CN1051224A - 采矿机械特别是刨煤机用的刀具装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种采矿机械等用的刀具装置，特别 是用于刨煤机中，刀具可插装在刀架的插刀槽中，并 借助于一个保险元件将刀具固定在插刀槽中。按本 发明，保险元件通过操纵油缸的液压加载装置可进入 锁定位置和/或从锁定位置退回到去锁位置。在最 佳实施例中，将结构设计为可通过液压使多个刀具同 时锁定和/或去锁。

Description

本发明涉及一种采矿、采掘和掘进等机械使用的刀具装置，它装备有刀具，刀具装在插刀槽中，并用保险机构将刀具可靠固定在插刀槽中。

以往为了在以刨削方式工作的刨煤机和以切割方式工作的采矿或掘进机械（如滚筒式采煤机）中使用，提出了许多不同类型的刀具、相应的刀架和刀具保险装置的建议，实际上真正采用的只是少数。由于刀具工作时负荷大，磨损快，所以需要频繁和经常更换，甚至仅在一个作业班后便必须更换刀具。针对这种情况，主要致力于发展一种刀具装置，它能在可靠地将刀具固定在插刀槽中的情况下，可以尽量快速地在大多为空间狭窄拥挤的井下作业空间中更换刀具。现有技术中的许多刀具装置大多采用螺栓、单个楔或多部分组成的楔形传动件、衬垫、夹紧套筒或弹性紧固件等作为保险元件，同时还经常采用这些元件的组合形式（见DE-PS1239647、DE-GM1941306，DE-OS3242144、DE-AS2244977、DE-OS3209410、DE-OS3440448、DE-GM8633094、DE-OS2929852、DE-AS1188016）。

一方面刀具应可靠固定在插刀槽中，另一方面要能尽可能快速地更换刀具，在刨煤刀中这两个方面的问题有特别重要的意义。这是因为刨煤刀具使用时受极高的冲击负荷，再加上井下作业时处于工作面前的创煤刀难以接近。实际工作中被证明适用的创煤刀具装置中，刀具可借助于楔来夹紧在插刀槽中，从而可使刀具与插刀槽牢固地紧配合（DE-OS3440448）。显然，这里必须采用专门的辅助夹具，以保证防止这些零件松开和从插刀槽中脱出。刀具更换时比较难松开卡紧的楔。当采用楔的卡紧作为刀具的保险装置时，不能快速和不费力地进行刀具的更换。

本发明的目的是制成一种上述类型的刀具装置，它可快速和方便地更换刀具。

按本发明，达到此目的是通过采用一种由液压操纵的刀具保险机构和配属于此保险机构的液压加载操纵油缸。在最佳实施方案中，操纵油缸设在插刀槽周围。保险元件与一个在操纵油缸中移动的操纵活塞连接，或直接与操纵活塞构成。

本发明提出了一种带液压操纵刀具保险机构的刀具装置，这种保险机构可使刀具的更换快速和省力，并可毫无困难地以不同方式设计成使刀具可靠地固持在插刀槽中，必要时还可使刀具无间隙地与插刀槽紧配合。

具有液压操纵保险机构的本发明刀具装置可以有不同的实施方式。在最佳结构方案中，通过液压加载使保险机构处于锁定位置，并在操纵油缸中液压力作用下维持在这一位置下。这样便实现了快速夹紧刀具的目的，而且不需要有从外部进入插刀槽的保险机构或夹紧元件例如楔等。刀具可以自由置入插刀槽，然后用液压锁定在此槽中。液压锁定装置的松开可通过使操纵油缸卸压以及必要时加上复位弹簧的作用来实现，或同样通过液压的方法，对操纵活塞上沿松开方向作用的活塞面加载来进行。但也可以设计成只是保险元件复位到去锁位置时用液压的方式进行。锁紧机构可以例如用简单的弹性紧固件、用弹簧加载的锁紧零件（如锁销）构成，当刀具装入插刀槽中时，它们产生弹性变形，或在弹簧力作用下使它们插入刀柄上的孔或槽中。对于创煤机用的刀具装置而言最好是上述第一种形式，即保险机构用液压的方法锁定，并也用液压维持在锁定位置。

可以用不同方式实现保险机构操纵油缸的压力加载。例如，压力液体可以外部经过在外表上的液压接头和配属于它的单向阀流入操纵油缸。为了卸除操纵油缸内的压力，可以打开排出口。在最佳结构方案中，给操纵油缸压力加载采用了挤压活塞，它可装在插刀槽旁或最好设在安装插刀槽的刀具底座上。对于挤压活塞来说有一小活塞就够了，小尺寸的活塞易于安排。挤压活塞的操纵最好利用操纵螺栓来进行，在这种情况下，此挤压活塞还可以与操纵螺栓合成一个整体的螺栓式活塞。挤压活塞也可以采用其他方式来操纵，例如利用偏心轮，楔等。操纵活塞和挤压活塞的液压系统最好是一个注满液压介质对外封闭的系统，在系统内部借助于挤压活塞来排挤液压介质。

本发明另一个重要特点是，多个刀具的操纵油缸与一个公共的液压介质输入管相连，因此可以通过液压同时锁住一组刀具和/或解锁。在结构上设计成使刀具组内各刀具的操纵油缸与充满液压介质的一个公共的挤压活塞的充填腔相连通。因而得到了一种结构特别简单工作非常可靠的按本发明刀具装置的液压系统结构形式。

按本发明的刀具装置，为了将刀具牢固地固定在插刀槽中，不需要使用必须从外部插入插刀槽中的嵌件。确切地说，保险元件和有关的操纵油缸设在刀架上或插刀槽周围，所以更换刀具时不需要拆出。保险元件也可以有不同的形式，例如为简单的插销、止动销或托板等。在最佳结构形式中，保险元件与操纵活塞相连。此时，保险元件可与操纵活塞连接成一个整体的台阶状活塞。在锁定位置，它可将其构成保险元件的活塞小直径部分或活塞杆伸入插刀槽中，此外，最好将带操纵活塞的保险元件装在刀架壁内构成操纵油缸的孔或槽中。挤压活塞可以构成操纵油缸可活动的底部。但此底部最好是与配属于它的充填腔一起设在刀具底座中，例如设在刨刀刀座或切割齿条中等，在底座上用焊接固定着一个或最好为多个插刀槽。如果刀具组以及液压的操纵油缸组配备一个用于操纵保险机构的公共挤压活塞，则首先推荐采用上述这种结构。

本发明的刀具装置用在刨煤机中肯定是最好的，但也可用于切割滚筒中，用在刨煤机中时，其结构最好设计成刀具底座上具有多个上下排列带插刀槽的刀架，其中上下排列的各刀架的操纵油缸与刀具底座上一个公共的连接孔相连，此连接孔与设在刀具底座上的挤压活塞充填腔连接，挤压活塞和充填腔最好设在刀具底座的上部容易接近的位置。上述在刀具底座中的连接孔最好在其下部与一个向上引去的支孔连接，支孔上端用一个最好设有放气活门的可拆式堵头封闭。可经由这一支孔为液压系统充填液压介质。还可以通过此支孔为液压系统放气。

本发明还包括一种可用于本发明刀具装置中具有特殊优点的创煤刀和带有插刀槽的刀架设计。刨煤刀有平板状刀柄，刀柄可通过回转插入一个朝工作面开口的刀架上的插刀槽中，在刀具处于插入状态时，刀柄的背面支靠在刀架后支持面上。操纵活塞和它的操纵油缸最好设在刀架后壁中，这样，保险元件可伸到插刀槽内，并顶在刀柄上，从而将刀具牢固地固定在插刀槽中。刀架上最好在按切割方向看的前端有一个朝插刀槽突出的圆形支持面，在刀具的刀柄上设相应的与之相符的槽形支持面。上述支持面最好设计成大于180°的圆弧形，最好为200°至270°，它制在与刀架底部相隔一定距离的横壁上。刀具以其槽形支持面大体成钩形地勾住横壁，刀柄镶嵌在刀架底部和横壁之间的正面开口中。刀柄上有一个其走向最好大体与保险元件的操纵运动方向垂直的支持面，保险元件可顶靠在此支持面上。此外，保险元件最好设置成相对于由横壁支持面形成的回转支承偏心地顶靠在刀柄上，所以保险元件压迫刀具，使刀具以其背面压靠在刀架的后支持面上。因此保证了刀具牢固地固定在插刀槽中，在刨煤机作业时，从刀具来的力直接传给刀架后支持面，保险元件不受这些力。上述支持面和与之相应的刀架后面最好制成朝插刀槽开口端成锥形扩张的倾斜面，刀具背面也相应地设计成斜面。

本发明其他设计特点在各权利要求中说明。

下面结合其在刨煤机中的最佳应用详细说明本发明。附图包括：

图1  本发明刨煤刀装置的剖面图，剖面通过刨煤机刀架和刀具底座以及锁定在插刀槽中的刀具;

图2  说明图1的刀具装置中刨煤刀向内回转插入插刀槽的过程;

图3  图1的刀具装置从刨煤机的刨刀体方向看的视图，此刨煤机有多个成阶梯状上下排列在刀具底座上的刨煤刀插刀槽。

图中没有表示刨煤机和其可在刨刀导架上移动的刨体。通常在刨体上设刀具底座，它们设有多个上下排列的插刀槽。在现有的刨煤机中，这种刀具底座例如是一个刨刀刀座，它可摆动的支承在刨体上，使之可从其刨煤刀铲入工作面的作业位置转回到零位，在此位置下刀具从铲入采煤工作面的状态退出。这些刨刀刀座要如此支承在刨体上，即要使沿刨煤机纵程方向至少有一个刨刀刀座向外转入作业位置，并至少有一个刨刀刀座转回静止位置（零位）。但也可以不是这种情况，刀具底座也可以由一个与刨体连接的切割齿条或刨体的其他结构部分构成。

图1表示了一个设计为切割齿条或刨刀刀座的切割刀具底座的水平剖面。图1还表示了一个焊接在刀具底座工作面一侧上的刀架2，它制成一个设计成截槽式刨刀的刨煤刀4的插刀槽3。如所知的，刀具4有一个从插刀槽伸出带一字形钻头5的头部以及与此头部连成一体的平板状刀柄6，刀柄装入朝工作面开口的插刀槽3中，并被牢固地固定在此槽中。插刀槽3的形状与刀柄6的形状相配。插刀槽有一个按刀具切割方向看位于前方的横壁7，有一个位于沿刀具切割方向处于后方的刚性后壁8，一个处于刀具底座1一侧并焊在刀具底座1上的插刀槽底部9，以及两个平行侧壁，它们与插刀槽3的上下侧相连接。整个刀架2最好为一个整体铸件。底部9和前面的横壁7之间有正面开口10。刀架的上述这种基本结构是现有已知的。在这里主要是刀架和配属的刀具所具有的特殊的形状设计。

横壁7上有一个朝插刀槽3突出的圆形支持面11，它沿着接近270°的圆弧角延伸，并构成刀具的旋转和支承轴承。在刀具的平板状刀柄6上有一个相应的槽形支持面12，它通过刀柄上的凹入来构成，因而在刀柄6上构成了从后面扣住横壁7的钩状凸起13，凸起13插入正面开口10中。

装在插刀槽3中的刀具4以其头部的背面14支承在刀架2后壁8的支持面15上。刨煤机作业时，切削刀从刀具4直接传给刀架后壁8。支持面15制成倾斜面，此斜面使插刀槽3在其开口区成锥形扩张。刀具4的背面14也相应地倾斜。

在刀柄的后侧面上，与背面14相对并更靠插刀槽里面的地方，设置一个支持面16，可移动的保险元件17可顶靠在此支持面上，它将刀具4固定在刀架2的插刀槽3中，并能可靠地防止刀具脱落。支持面16垂直于保险元件17的运动方向，亦即大体上垂直于图上未表示的开采工作面。

图2表示刀具装入刀架2的插刀槽3中的过程。刀具4以其槽形支持面12从侧面放到构成旋转支承的横壁7上，然后沿箭头18的方向摆入插刀槽3中。这时保险元件17回缩在去锁位置，在这一位置下，保险元件没有或很少突出在插刀槽3中。当刀具4摆入插刀槽3中后，背面14与支持面15相贴合。前移保险元件17，直至它顶靠在刀柄6的支持面16上，使刀具固定并保险在插刀槽中，这就是图1所示的情况。

在保险元件17处于去锁位置时，通过将刀具朝图2中箭头18所示的反方向往外摆，可以将刀具从插刀槽3中取出。

由图1可见，保险元件17可偏心于由横壁支持面11所构成的旋转支承和旋转轴线顶靠在刀柄6的支持面16上，所以它在刀具4上施加了一个力矩，它压迫刀具4，并使刀具4的背面14压靠在支持面15上，从而在此处维持支承状态。刀具4可以被保险元件17牢固地卡紧在插刀槽3中。

保险元件17用液压操纵。为此，使它与一个操纵活塞19相连，活塞19在一个操纵油缸20内移动。在图中所表示的最佳实施例中，保险元件17和操纵活塞19连成一体。它们共同构成一个台阶状活塞，它的小直径部分构成销钉状的保险元件17，而直径较大的活塞部分则构成操纵活塞19。操纵油缸20由一个在刀架2后壁8中的台阶孔构成，从插刀槽3那里通过螺纹在孔中拧入一个带密封装置的导套21，构成保险元件17的活塞部分穿过此导套。导套21和操纵活塞19之间设有弹簧22，它作为压力弹簧对操纵活塞19加载，加载方向是使保险元件17趋向于回到原始的去锁位置。

在刀具底座1中设有台阶孔，该处构成了一个油缸腔或充填腔23，其中装入一个挤压活塞24，挤压活塞可压入充填腔中，以便将充填腔24的压力介质挤入操纵油缸20。挤压活塞装在导套25中，带有密封装置的导套从正面通过螺纹拧入刀具底座1中，导套25上有内螺纹26，内螺纹中拧入了一个设有外螺纹的挤压活塞24。挤压活塞构成螺栓状活塞，它在带密封装置的导套25孔中移动的圆柱形头部27中有一个内六角28，板手29或其他类似工具可将其外六角30插入此内六角中，以移动挤压活塞24。

充填腔23经由一个由横向孔构成的内部通道31与刀架后壁8中装有操纵活塞19和保险元件17的孔连通，在内通道31中设有一个跨在焊接接合面32上并配备有密封装置的接头39，所以在焊接接合面处不会漏油。内通道31通往后壁8的孔中操纵活塞19的后面。充填腔23和操纵油缸20之间的液压连系，通过台阶状活塞17、19中的径向孔33和轴向孔34来实现。

由充填腔23和操纵油缸20以及连接通道组成的液压系统，是一个对外界封闭并始终充满液压介质（最好为油）的系统。当借助于板手29拧动挤压活塞24而使之进入充填腔23时，压力介质从充填腔23，经内通道31和孔33、34，挤入操纵油缸20，其结果是使操纵活塞19克服弹簧22的复位力移动保险元件17，使保险机构处于如图1所示的锁定位置，在这一位置下，保险元件17顶靠在刀柄6支持面16上，并因而将刀具固定在插刀槽3中，保险元件17被液压力固定在其锁定位置上。为了解锁，利用板手29将挤压活塞24从充填腔23退出，回到其原始位置，于是压力介质可从操纵油缸20流回充填腔23。然后，在弹簧22复位力的作用下，使操纵活塞19与保险元件17一起退回如图2所示的去锁位置。在这一位置下，如前所述，刀具4可从插刀槽3中摆出。

如图3所示，在刀具底座1上设有多个上下排列的刀架2，它们各装有一个刀具4。各刀具4和它们的刀架2彼此相同，并相应地均有曾结合图1和图所介绍的结构。每个刀架2的后壁8中均设有一个操纵油缸20和操纵活塞19以及配属于它的保险元件17。设在刀具底座1上的所有刀架2的操纵油缸20，均经刀具底座1中的横向孔35与一个公共的液压介质输入管道，亦即公共孔36连通，公共孔从刀具底座1的下部通往上部，并在那里与公共的挤压活塞24的充填腔23连通。因此，操纵挤压活塞24可同时对设在刀具底座1上全部刀架的操纵油缸20液压加载，并因而可以使刀具组中所有刀具4的保险元件17同时处于锁定位置。当挤压活塞24回复原位时，相应地使刀具组的全部保险元件17均回到去锁位置。与公共充填腔23连通的连接孔36，在其下部与一个支孔37相连，支孔通往刀具底座1上部，支孔上端用密封堵头封闭。拆下密封堵头38时，整个液压系统可通过支孔37注入压力介质。但此液压系统也可以通过拆除挤压活塞24或经过别的在刀具底座1上的连接孔注入液压介质。系统的放气可通过支孔37进行。密封堵头38中可设置一个放气活门。

前面所介绍的最佳实施例中，保险元件17与操纵活塞19固定连接。但也可以与之不同，操纵活塞由保险元件本身构成，或保险元件也可以是一个与操纵活塞驱动连接的构件。具有一组刀具的底座1最好由一个可拆卸并可更换地装在刨体上的构件组成，此构件上带有操纵设在构件上全部刀具保险机构的整个挤压活塞系统。

Claims (25)

1、采矿、采掘和掘进等机械用的刀具装置，它制备有刀具，刀具装在插刀槽中，并用保险机构将刀具可靠固定在插刀槽中，其特征为：有一个液压操纵的刀具保险装置，它具有一个配属于保险元件(17)并可用液压加载的操纵油缸(20)。

2、按照权利要求1所述之刀具装置，其特征为：操纵油缸（20）设在插刀槽（3）的周围，保险元件（17）与可在操纵油缸内移动的操纵活塞（19）连接，或直接由此操纵活塞构成。

3、按照权利要求1或2所述之刀具装置，其特征为：为了对操纵油缸（20）加压，设置一个挤压活塞（24）。

4、按照权利要求3所述之刀具装置，其特征为：挤压活塞（24）可借助于操纵螺栓移动，最好将它设计成螺栓式活塞，或与操纵螺栓连接成一个整体。

5、按照权利要求1至4之一所述之刀具装置，其特征为：多个刀具（4）的各操纵油缸（20）与一个公共的液压介质输入管道连通。

6、按照权利要求5所述之刀具装置，其特征为：刀具组的操纵油缸（20）与公用挤压活塞（24）的充填有液压介质的充填腔（23）连通。

7、按照权利要求2至6之一所述之刀具装置，其特征为：一个或多个操纵活塞（19）和一个挤压活塞（24）的液压系统是一个对外封闭并充满液压介质的系统。

8、按照权利要求1至7之一所述之刀具装置，其特征为：保险元件（17）的操纵活塞（19）可在液压作用下克服弹簧（22）力而移动。

9、按照权利要求8所述之刀具装置，其特征为：操纵活塞（19）可沿着克服弹簧（22）的复位力并将保险元件（17）移至锁定位置的方向液压加载。

10、按照权利要求1至9之一所述之刀具装置，其特征为：保险元件（17）构成操纵活塞或与操纵活塞相连接。

11、按照权利要求10所述之刀具装置，其特征为：保险元件（17）与操纵活塞（19）连接成一个整体的台阶状活塞，它可以将其构成保险元件（17）的活塞部分插入到插刀槽（3）中。

12、按照权利要求1至11之一所述之刀具装置，其特征为：保险元件（17）和操纵活塞（19）设在刀架（2）壁中的一个构成操纵油缸（20）的孔中。

13、按照权利要求2至12之一所述之刀具装置，其特征为：挤压活塞（24）与配属于它的充填腔（23）设在一个最好设计为刨刀刀座、切割齿条等的刀具底座（1）中，刀具底座上设有用于一组刀具的多个插刀槽（3）。

14、按照权利要求12或13之一所述之刀具装置，其特征为：保险元件（17）可以密封地在导套（21）中移动，导套装在刀架（2）壁中构成操纵活塞油缸（20）的孔中，或用螺纹拧入此孔中。

15、按照权利要求1至14之一所述之刀具装置，其特征为：由保险元件（17）和操纵活塞（19）构成的台阶状活塞至少设有一个径向和轴向内孔（33、34），它们使操纵油缸（20）与一个通往挤压活塞（24）充填腔（23）的内通道（31）连通。

16、按照权利要求2至15之一所述之刀具装置，其特征为：挤压活塞（24）或构成挤压活塞的螺栓状活塞可密封地在导套（25）中移动，导套密封地装入刀具底座（1）的一个孔中。

17、按照权利要求1至16之一所述之刀具装置，其特征为：对于刨煤机，刀具底座（1）上设多个上下排列带插刀槽（3）的刀架（2），这些上下排列刀架的操纵油缸（20）与刀具底座（1）中一个公共的连接孔（36）连通，此连接孔与挤压活塞（24）的充填腔（23）连接。

18、按照权利要求17所述之刀具装置，其特征为：充填腔（23）和挤压活塞（24）设在刀具底座（1）上部。

19、按照权利要求17或18所述之刀具装置，其特征为：连接孔（36）下部与一个支孔（37）相连，支孔上端用一个可拆卸的密封堵头（38）封闭，最好在堵头上配设放气活门。

20、按照权利要求1至19之一所述之刀具装置，其特征为：在刨煤机中，刨煤刀或多个刨煤刀中的每一个刨煤刀（4）具有一个平板状刀柄（6），刀柄在刀架（2）的插刀槽（3）中以其背面（14）支靠在刀架后支持面（15）上，操纵活塞（19）设在刀架（2）后壁（8）上的孔中，保险元件（17）可顶靠在刀柄（6）上。

21、按照权利要求20所述之刀具装置，其特征为：在刀架（2）上按切割方向的前端有一个朝插刀槽（3）凸出的圆柱形支持面（11），刀具（4）在其刀柄（6）上有一个相应的槽形支持面（12），它贴靠在支持面（11）上。

22、按照权利要求21所述之刀具装置，其特征为：圆形支持面（11）沿大于180°的圆弧面延伸，最好为200°至270°，它由一个设在距刀架（2）底（9）有一定距离处的横壁（7）构成，刀柄（6）以其槽形支持面（12）象钩子似地勾住横壁（7），并插入底（9）和刀架横壁（7）之间的正面开口（10）中。

23、按照权利要求21或22所述之刀具装置，其特征为：保险元件（17）可相对于由横壁支持面（11）构成的旋转支承偏心地顶靠在刀柄（6）上，从而使刀具（4）以其背面（14）压靠在刀架后支持面（15）上。

24、按照权利要求21至23之一所述之刀具装置，其特征为：刀柄（6）后侧设有一个大体垂直于保险元件（17）作操纵运动方向的支持面（16），保险元件（17）可顶靠在此支持面上。

25、按照权利要求20至24之一所述之刀具装置，其特征为：刀架（2）后壁（8）上的支持面（15）设计成朝插刀槽（3）开口端扩张成锥形的倾斜面，刀具（4）上与之相配合的背面（14）相应地也制成倾斜面。

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