CN107676090B - 一种液压缸定位限位的复合式破碎煤岩的悬臂式工作机构 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种液压缸定位限位的复合式破碎煤岩的悬臂式工作机构，属于采掘装备领域。本发明所述的一种液压缸定位限位的复合式破碎煤岩的悬臂式工作机构结构巧妙，具有弹簧系统及液压缸定位限位机构，其结构简单可靠，便于维护，液压缸能够平衡弹簧系统的弹簧力。振动箱体往复振动时带动花键轴往复运动，从而推动液压缸活塞沿轴向往复运动，液压缸内充满液压油，两个液压腔体相通，在实现左右冲击振动截割的同时，对冲击振动截割的振幅进行限位。本发明机构能够截割硬岩，适用于煤矿巷道掘进及岩石隧道掘进等领域，具有掘进效率高和便于维护等特点。

Description

一种液压缸定位限位的复合式破碎煤岩的悬臂式工作机构

技术领域

本发明涉及一种采掘装备领域，特别是一种液压缸定位限位的复合式破碎煤岩的悬臂式工作机构。

背景技术

在煤炭行业纲领性文件《关于促进煤炭工业健康发展的若干意见》中，在全国煤炭工业科学技术大会上以及国家发改委出台的煤炭行业结构调整政策中，都涉及到发展大型煤炭井下综合采煤设备等内容。掘进和回采是煤矿生产的重要生产环节，国家的方针是：采掘并重，掘进先行。煤矿巷道的快速掘进是煤矿保证矿井高产稳产的关键技术措施。高效机械化掘进是保证矿井实现高产高效的必要条件之一，也是巷道掘进技术的发展方向。我国煤巷高效掘进方式中最主要的掘进机械为悬臂式掘进机。悬臂式掘进机是集截割、装运、行走、操作等功能于一体，主要用于截割任意形状断面的井下岩石、煤或半煤岩巷道。现在国内的掘进机设计基本能满足国内的需求，但离国际先进技术还有一定距离。且国内目前岩巷施工仍以钻爆法为主，重型悬臂式掘进机用于大断面岩巷的掘进在我国处于试验阶段。炮掘技术存在安全性低、巷道二次破坏、粉尘大、掘进速度慢、服务年限短、维修费用高等问题。因此，能够胜任截割硬岩的悬臂式掘进机急需技术创新。截割头是掘进机的执行部件，其性能优劣，直接决定了煤炭开采的经济效益。为了加快高效掘进装备的国产化进程，提高煤岩截割效率，对截割头进行结构设计势在必行。

悬臂式部分断面掘进机主要用于煤巷及半煤岩巷道掘进，工作方式灵活、对巷道的形状和煤岩的赋存情况适用性强，可以形成矩形、拱形、梯形等多种断面形状巷道，并能实现选择性截割，外形尺寸重量小，生产效率高，便于巷道支护，能耗低。目前悬臂式部分断面掘进机的工作机构采用多截齿配置的截割头，从截割性能上，难以很好地满足截割f>8以上的全岩巷，不仅刀具磨损十分严重，粉尘量大能耗明显增高，机器的振动加剧，每年巷道掘进总长为9000 km，其中全岩巷道为20%～30%，其90%采用炮掘，研制适用于全岩巷道的悬臂式部分断面掘进机工作机构，十分迫切。

发明内容

本发明专利的目的在于提供一种液压缸定位限位的复合式破碎煤岩的悬臂式工作机构，通过液压缸定位限位实现机械振动冲击振幅和频率的控制，通过机械截割与水射流辅助切削复合破碎煤岩，提高煤岩截割效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种液压缸定位限位的复合式破碎煤岩的悬臂式工作机构，所述破碎煤岩机构包括定位套，连接轴，轴端挡圈，两个连接耳板，若干螺钉堵头，若干弹簧垫圈，法兰盘，若干连接螺钉，若干垫圈，若干螺母，振动箱外箱体，振动箱体，若干弹簧支撑柱，若干弹簧，截割头轴滑动轴承，密封圈，截割头，右偏心齿轮，右偏心轮轴，右偏心块，中间偏心齿轮，中间偏心轮轴，中间偏心块，左偏心齿轮，左偏心轮轴，左偏心块，马达法兰盘，若干法兰盘连接螺钉，若干销钉，花键轴套，花键轴，两个连接耳板轴套，截割头轴，若干左弹簧支撑柱，若干左弹簧，活塞，液压缸透盖，透盖密封圈一，透盖密封圈二，缸体密封圈，活塞与缸体密封圈一，活塞与缸体密封圈二，缸体，液压缸焖盖，透盖与缸体连接螺钉，透盖与缸体连接垫圈。

进一步地，所述花键轴与活塞轴线重合，两端面接触，振动箱体往复振动时带动花键轴往复运动，从而推动活塞沿轴向往复运动，液压缸内充满液压油，两个液压腔体相通，当活塞沿轴向向左运动时，左侧腔体出油，右侧腔体进油，当活塞沿轴向向右运动时，右侧腔体出油，左侧腔体进油，如此反复，在实现左右冲击振动截割的同时，对冲击振动截割的振幅进行限位。

进一步地，所述右偏心齿轮，右偏心轮轴，右偏心块，中间偏心齿轮，中间偏心轮轴，中间偏心块，左偏心齿轮，左偏心轮轴，左偏心块均安装在振动箱体内，马达法兰盘通过若干法兰盘连接螺钉和若干销钉与振动箱体连接，安装在振动箱体外，动力由液压马达传递给左偏心轮轴，左偏心齿轮与中间偏心齿轮啮合，中间偏心齿轮同时与右偏心齿轮啮合，从而在截割头轴轴向产生冲击载荷，带动截割刀具沿着其轴向运动，高压水从A出口进入，B出口喷出，进行振动冲击与水射流辅助切割的复合截割。

进一步地，所述振动箱体与花键轴及截割头轴采用焊接的方式连接，分别位于振动箱体两侧，振动箱体中间有凸缘状结构，振动箱体凸缘左端面与若干左弹簧支撑柱及若干左弹簧接触，振动箱体凸缘右端面与若干弹簧支撑柱及若干弹簧接触，在振动箱体及其内部零件整体沿着轴向振动过程中，弹簧发生弹性变形，受到压缩，弹簧刚度影响振动频率，压缩量影响振动振幅。

进一步地，所述法兰盘与振动箱外箱体通过若干连接螺钉，若干垫圈，若干螺母，若干法兰盘定位销钉连接在一起，法兰盘具有若干圆孔，一部分圆孔用来安装连接螺钉，一部分圆孔用来安装若干螺钉堵头，振动箱体中部具有凸缘状结构，凸缘状结构左右两侧分别安装有若干弹簧支撑柱，弹簧支撑柱上套有若干弹簧，两侧的弹簧支撑柱及弹簧能够保证左右冲击振动。

进一步地，所述两个连接耳板上具有孔状结构，两个连接耳板轴套外孔分别安装在两个连接耳板孔状结构中，内孔分别套在连接轴两侧的圆柱表面，定位套与轴端挡圈安装在连接轴上，实现连接轴的定位与紧固，两个连接耳板与法兰盘焊接在一起。

进一步地，所述花键轴套与花键轴安装在一起，花键轴套安装在法兰盘内。

进一步地，所述振动箱外箱体上具有不通孔，用来安装若干弹簧支撑柱，若干弹簧，振动箱外箱体底部具有圆形通孔，用来安装截割头轴滑动轴承，截割头轴滑动轴承安装在截割头轴上，密封圈对截割头轴滑动轴承进行密封。

本发明有益效果：

本发明所述一种液压缸定位限位的复合式破碎煤岩的悬臂式工作机构具有：1，本发明所述的一种液压缸定位限位的复合式破碎煤岩的悬臂式工作机构，实现了机械振动冲击截割与水射流辅助切削复合破碎，破碎效率较现有掘进机提高60%。2，本发明所述的一种液压缸定位限位的复合式破碎煤岩的悬臂式工作机构结构巧妙，具有弹簧系统及液压缸定位限位机构，其结构简单可靠，便于维护，液压缸能够平衡弹簧系统的弹簧力。3，本发明所述的一种液压缸定位限位的复合式破碎煤岩的悬臂式工作机构，由于使用了水射流辅助切削，大大降低了工作过程中的粉尘，改善了工作环境。4，本发明所述的一种液压缸定位限位的复合式破碎煤岩的悬臂式工作机构，其振动冲击振幅与频率通过弹簧系统及液压缸定位限位机构控制实现。

附图说明

图1为本发明所述一种液压缸定位限位的复合式破碎煤岩的悬臂式工作机构示意图。

1，定位套；2，连接轴；3，轴端挡圈；4，两个连接耳板；5，若干螺钉堵头；6，若干弹簧垫圈；7，法兰盘；8，若干连接螺钉；9，若干垫圈；10，若干螺母；11，振动箱外箱体；12，振动箱体；13，若干弹簧支撑柱；14，若干弹簧；15，截割头轴滑动轴承；16，密封圈；17，截割头；18，右偏心齿轮；19，右偏心轮轴；20，右偏心块；21，中间偏心齿轮；22，中间偏心轮轴；23，中间偏心块；24，左偏心齿轮；25，左偏心轮轴；26，左偏心块；27，马达法兰盘；28，若干法兰盘连接螺钉；29，若干销钉；30，花键轴套；31，花键轴；32，两个连接耳板轴套；33，截割头轴；34，若干左弹簧支撑柱；35，若干左弹簧；101，活塞； 102，液压缸透盖；103，密封圈一；104，透盖密封圈二；105，缸体密封圈；106，活塞与缸体密封圈一；107，活塞与缸体密封圈二；108，缸体；109，液压缸焖盖；110，透盖与缸体连接螺钉；111，透盖与缸体连接垫圈。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明不受实施例的限制。

如图1所示，一种液压缸定位限位的复合式破碎煤岩的悬臂式工作机构，所述复合式破碎煤岩方法能够实现振动冲击截割与水射流辅助切削，液压缸能够平衡弹簧系统的弹簧力。一种液压缸定位限位的复合式破碎煤岩的悬臂式工作机构包括定位套1，连接轴2，轴端挡圈3，两个连接耳板4，若干螺钉堵头5，若干弹簧垫圈6，法兰盘7，若干连接螺钉8，若干垫圈9，若干螺母10，振动箱外箱体11，振动箱体12，若干弹簧支撑柱13，若干弹簧14，截割头轴滑动轴承15，密封圈16，截割头17，右偏心齿轮18，右偏心轮轴19，右偏心块20，中间偏心齿轮21，中间偏心轮轴22，中间偏心块23，左偏心齿轮24，左偏心轮轴25，左偏心块26，马达法兰盘27，若干法兰盘连接螺钉28，若干销钉29，花键轴套30，花键轴31，两个连接耳板轴套32，截割头轴33，若干左弹簧支撑柱34，若干左弹簧35，活塞101，液压缸透盖102，密封圈一103，透盖密封圈二104，缸体密封圈105，活塞与缸体密封圈一106，活塞与缸体密封圈二107，缸体108，液压缸焖盖109，透盖与缸体连接螺钉110，透盖与缸体连接垫圈111。

所述花键轴31与活塞101轴线重合，两端面接触，振动箱体12往复振动时带动花键轴31往复运动，从而推动活塞101沿轴向往复运动，液压缸内充满液压油，两个液压腔体相通，当活塞101沿轴向向左运动时，左侧腔体出油，右侧腔体进油，当活塞101沿轴向向右运动时，右侧腔体出油，左侧腔体进油，如此反复，在实现左右冲击振动截割的同时，对冲击振动截割的振幅进行限位。

所述右偏心齿轮18，右偏心轮轴19，右偏心块20，中间偏心齿轮21，中间偏心轮轴22，中间偏心块23，左偏心齿轮24，左偏心轮轴25，左偏心块26均安装在振动箱体12内，马达法兰盘27通过若干法兰盘连接螺钉28和若干销钉29与振动箱体12连接，安装在振动箱体12外，动力由液压马达传递给左偏心轮轴25，左偏心齿轮24与中间偏心齿轮21啮合，中间偏心齿轮21同时与右偏心齿轮18啮合，从而在截割头轴33轴向产生冲击载荷，带动截割刀具172沿着其轴向运动，高压水从入口进入，B出口喷出，进行振动冲击与水射流辅助切割的复合截割。

所述振动箱体12与花键轴31及截割头轴33均采用焊接的方式连接，分别位于振动箱体12两侧，振动箱体12中间有凸缘状结构，振动箱体12凸缘左端面与若干左弹簧支撑柱34及若干左弹簧35接触，振动箱体12凸缘右端面与若干弹簧支撑柱13及若干弹簧14接触，在振动箱体12及其内部零件整体沿着轴向振动过程中，弹簧发生弹性变形，受到压缩，弹簧刚度影响振动频率，压缩量影响振动振幅。

进一步地，所述法兰盘7与振动箱外箱体11通过若干连接螺钉8，若干垫圈9，若干螺母10，若干法兰盘定位销钉连接在一起，法兰盘7上均布若干圆孔。

所述两个连接耳板4上具有孔状结构，两个连接耳板轴套32外孔分别安装在两个连接耳板4孔状结构中，内孔分别套在连接轴2两侧的圆柱表面，定位套1与轴端挡圈3安装在连接轴2上，实现连接轴2的定位与紧固，两个连接耳板4与法兰盘7焊接在一起。

所述花键轴套30与花键轴31安装在一起，花键轴套30安装在法兰盘7内。

所述振动箱外箱体11上具有不通孔，用来安装若干弹簧支撑柱13，若干弹簧14，振动箱外箱体11底部具有圆形通孔，用来安装截割头轴滑动轴承15，截割头轴滑动轴承15安装在截割头轴33上，密封圈16对截割头轴滑动轴承15进行密封。

虽然本发明已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (1)

1.一种液压缸定位限位的复合式破碎煤岩的悬臂式工作机构，其特征在于包括定位套(1)，连接轴（2），轴端挡圈（3），两个连接耳板（4），若干螺钉堵头（5），若干弹簧垫圈（6），法兰盘（7），若干连接螺钉（8），若干垫圈（9），若干螺母（10），振动箱外箱体（11），振动箱体（12），若干弹簧支撑柱（13），若干弹簧（14），截割头轴滑动轴承（15），密封圈（16），截割头（17），右偏心齿轮（18），右偏心轮轴（19），右偏心块（20），中间偏心齿轮（21），中间偏心轮轴（22），中间偏心块（23），左偏心齿轮（24），左偏心轮轴（25），左偏心块（26），马达法兰盘（27），若干法兰盘连接螺钉（28），若干销钉（29），花键轴套（30），花键轴（31），两个连接耳板轴套（32），截割头轴（33），若干左弹簧支撑柱（34），若干左弹簧（35），活塞（101），液压缸透盖（102），透盖密封圈一（103），透盖密封圈二（104），缸体密封圈（105），活塞与缸体密封圈一（106），活塞与缸体密封圈二（107），缸体（108），液压缸焖盖（109），透盖与缸体连接螺钉（110），透盖与缸体连接垫圈（111）；花键轴（31）与活塞（101）轴线重合，两端面接触，振动箱体（12）往复振动时带动花键轴（31）往复运动，从而推动活塞（101）沿轴向往复运动，两个液压腔体相通；右偏心齿轮（18），右偏心轮轴（19），右偏心块（20），中间偏心齿轮（21），中间偏心轮轴（22），中间偏心块（23），左偏心齿轮（24），左偏心轮轴（25），左偏心块（26）均安装在振动箱体（12）内，马达法兰盘（27）通过若干法兰盘连接螺钉（28）和若干销钉（29）与振动箱体（12）连接，马达法兰盘（27）安装在振动箱体（12）外，动力由液压马达传递给左偏心轮轴（25），左偏心齿轮（24）与中间偏心齿轮（21）啮合，中间偏心齿轮（21）同时与右偏心齿轮（18）啮合，从而在截割头轴（33）轴向产生冲击载荷，带动截割刀具（172）沿着其轴向运动，高压水从入口进入，出口喷出，进行振动冲击与水射流辅助切割的复合截割；振动箱体（12）与花键轴（31）及截割头轴（33）均采用焊接的方式连接，花键轴（31）及截割头轴（33）分别位于振动箱体（12）两侧，振动箱体（12）凸缘左端面与若干左弹簧支撑柱（34）及若干左弹簧（35）接触，振动箱体（12）凸缘右端面与若干弹簧支撑柱（13），若干弹簧（14）接触，在振动箱体（12）及其内部零件整体沿着轴向振动过程中，弹簧发生弹性变形，受到压缩；花键轴套（30）与花键轴（31）安装在一起，花键轴套（30）安装在法兰盘（7）内；振动箱外箱体（11）上具有不通孔，用来安装若干弹簧支撑柱（13），若干弹簧（14），振动箱外箱体（11）底部具有圆形通孔，用来安装截割头轴滑动轴承（15），截割头轴滑动轴承（15）安装在截割头轴（33）上，密封圈（16）对截割头轴滑动轴承（15）进行密封；法兰盘（7）与振动箱外箱体（11）通过若干连接螺钉（8），若干垫圈（9），若干螺母（10），若干法兰盘定位销钉连接在一起，法兰盘（7）上均布若干圆孔，一部分圆孔用来安装连接螺钉（8），一部分圆孔用来安装若干螺钉堵头（5），两个连接耳板（4）上具有孔状结构，两个连接耳板轴套（32）外孔分别安装在两个连接耳板（4）孔状结构中，内孔分别套在连接轴（2）两侧的圆柱表面，定位套（1）与轴端挡圈（3）安装在连接轴（2）上，实现连接轴（2）的定位与紧固，两个连接耳板（4）与法兰盘（7）焊接在一起。