CN107916931A - 一种用于硬岩工况的掘进机截割头及掘进机 - Google Patents

一种用于硬岩工况的掘进机截割头及掘进机 Download PDF

Info

Publication number
CN107916931A
CN107916931A CN201711282953.1A CN201711282953A CN107916931A CN 107916931 A CN107916931 A CN 107916931A CN 201711282953 A CN201711282953 A CN 201711282953A CN 107916931 A CN107916931 A CN 107916931A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cutterhead
pick
toothholder
head
hard rock
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201711282953.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107916931B (zh
Inventor
刘玉涛
宋雨
权金龙
张�浩
高春花
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xuzhou XCMG Foundation Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Xuzhou XCMG Foundation Construction Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xuzhou XCMG Foundation Construction Machinery Co Ltd filed Critical Xuzhou XCMG Foundation Construction Machinery Co Ltd
Priority to CN201711282953.1A priority Critical patent/CN107916931B/zh
Publication of CN107916931A publication Critical patent/CN107916931A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107916931B publication Critical patent/CN107916931B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21C—MINING OR QUARRYING
    • E21C25/00—Cutting machines, i.e. for making slits approximately parallel or perpendicular to the seam
    • E21C25/06—Machines slitting solely by one or more cutting rods or cutting drums which rotate, move through the seam, and may or may not reciprocate
    • E21C25/10—Rods; Drums
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21C—MINING OR QUARRYING
    • E21C35/00—Details of, or accessories for, machines for slitting or completely freeing the mineral from the seam, not provided for in groups E21C25/00 - E21C33/00, E21C37/00 or E21C39/00
    • E21C35/18—Mining picks; Holders therefor
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21C—MINING OR QUARRYING
    • E21C35/00—Details of, or accessories for, machines for slitting or completely freeing the mineral from the seam, not provided for in groups E21C25/00 - E21C33/00, E21C37/00 or E21C39/00
    • E21C35/18—Mining picks; Holders therefor
    • E21C35/183—Mining picks; Holders therefor with inserts or layers of wear-resisting material
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21C—MINING OR QUARRYING
    • E21C35/00—Details of, or accessories for, machines for slitting or completely freeing the mineral from the seam, not provided for in groups E21C25/00 - E21C33/00, E21C37/00 or E21C39/00
    • E21C35/18—Mining picks; Holders therefor
    • E21C35/19—Means for fixing picks or holders
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/10—Making by using boring or cutting machines
    • E21D9/1006—Making by using boring or cutting machines with rotary cutting tools

Abstract

本发明公开了一种用于硬岩的掘进机截割头，包括截割头头体、倒料板、多个截割头齿座和截齿；截割头头体包括圆柱段、圆锥段和球冠段依次形成的一体结构；截齿和截割头齿座以螺旋线的方式沿切割头头体从圆柱段向球冠段螺旋排布，截割头齿座固定连接在截割头头体上，每一截齿对应地装配于一截割头齿座中；倒料板沿截割头齿座的螺旋线方向分布，并分别与截割头头体和截割头齿座固定连接。该截割头能更好的满足硬岩工况作业，可有效降低截齿消耗提升截割效率，降低使用成本。

Description

一种用于硬岩工况的掘进机截割头及掘进机
技术领域
本发明涉及掘进机截割头，具体为一种用于硬岩工况的掘进机截割头。
背景技术
掘进机被广泛应用于煤矿巷道、山体隧洞、地铁隧道等地下空间施工领域。目前国内截割头大多仿制国外切割头，没有针对不同截割介质截割头定制化设计研究，导致截割头适应性差，无法突破复杂的地质，作业效率普遍不高。尤其是在遇到硬岩工况时，截割头局部受力较大，容易出现截齿断裂及截齿座开焊撕裂等问题，导致截割头失效，作业效率严重下降。
因此，本发明提供了一种适用于硬岩工况的掘进机截割头及齿座，该截割头及齿座能更好的满足硬岩工况作业，可有效降低截齿消耗提升截割效率，降低使用成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于硬岩施工作业的掘进机截割头及掘进机，该截割头能更好的满足硬岩工况作业，可有效降低截齿消耗提升截割效率，降低使用成本。
一种用于硬岩工况的掘进机截割头，其特征在于，包括截割头头体、倒料板、多个截割头齿座和截齿；
截割头头体包括圆柱段、圆锥段和球冠段依次形成的一体结构；
截齿和截割头齿座以螺旋线的方式沿切割头头体从圆柱段向球冠段螺旋排布，截割头齿座固定连接在截割头头体上，每一截齿对应地装配于一截割头齿座中；
倒料板沿截割头齿座的螺旋线方向分布，并分别与截割头头体和截割头齿座固定连接。
进一步，还包括沿圆周均布于截割头头体上圆柱段端部的耐磨块。
进一步，沿截割头头体轴线方向相邻的一组截齿及截割头齿座的高度差为轴线节距a，a的取值范围为20-30mm。
进一步，沿截割头头体径向方向相邻的一组截齿及截割头齿座的径向差为圆周节距b，b的取值范围为0-30mm。
进一步，螺旋线旋转一周时，相邻的一组截齿及截割头齿座间的距离为△L，
其中，a为相邻的一组截齿及截割头齿座沿截割头头体轴线方向的高度差即轴线节距，b为相邻的一组截齿及截割头齿座沿截割头头体径向方向的径向差即圆周节距；
△L取值范围为20-30mm。
进一步，截割头头体上各组截齿及截割头齿座的△L值均相等。
进一步，每个截割头齿座或截齿与其所在位置的截割头头体的切面之间的夹角为入岩角，入岩角范围为48°-58°。
进一步，圆锥段及圆柱段上的所有截割头齿座或截齿的入岩角均相等。
进一步，球冠段上的截割头齿座或截齿的入岩角大于圆柱段及圆锥段上的截割头齿座或截齿的入岩角2°-3°。
一种掘进机，其特征在于，包括以上任意一项所述的用于硬岩工况的掘进机截割头。
本发明的有益效果：
本发明的用于硬岩施工作业的掘进机截割头，使用专用硬岩型截齿座，加强齿座焊接面积，保证截割头截齿座的焊接强度；配套使用加强型镐型截齿，使截齿的受力分布更加合理，提升截齿的使用寿命；采用等齿尖点距离布齿，有效提升截割头的受力能力，提高截割头的破岩效率；截齿座后方配套加高型倒料板，保证截齿截割掉的岩石能顺利排出而不伤及截齿座，提升截齿座的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的硬岩型截割头的正视图；
图2为本发明的硬岩截割头的俯视图；
图3为本发明的齿座的后视图；
图4为本发明的齿座的右视图；
图5为本发明的齿座的正视图；
图6为本发明的入岩角示意图；
图中：1、截割头头体，2、截割头齿座，3、截齿，4、倒料板，5、耐磨块，6、大圆角，7、圆角，8、大接触面。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，本发明提供了硬岩截割头头体1，截割头齿座2，截齿3，倒料板4和耐磨块5等组成。截割头头体1包括圆柱段、圆锥段和球冠段依次形成的一体结构。截齿3和截割头齿座2以螺旋线的方式沿切割头头体1从圆柱段向球冠段以左螺旋排布，通过焊接的方式将截割头头体1与截割头齿座2固定在一起，截齿3装配与截割头齿座2中，倒料板4沿截割头齿座2螺旋线方向分布，并分别与截割头头体1和截割头齿座2焊接在一起，耐磨块5沿圆周均布于截割头头体1底部，并保证不与截割头齿座2干涉。
本实施例中采用的螺旋线为3条。
如图1所示，定义沿截割头头体轴线方向相邻的一组截齿及截割头齿座的高度差为轴线节距a，a＝L2-L1，L1为某一个齿的轴向定位距离，L2为与L1相邻、比L1大的相邻截齿的轴向定位距离。a的取值范围为20-30mm。
如图2所示，截割头底部到截割头顶部的过程中，截齿3及截齿座2的圆周半径排布呈逐渐减小趋势，定义沿截割头头体径向方向相邻的一组截齿及截割头齿座的径向差为圆周节距b，b＝R1-R2，R1为截割头上任意一齿的圆周半径，R2为与R1相邻、比R1小的相邻截齿的圆周半径。b的取值范围为0-30mm。
在本发明中，为保证截割头所截割岩石面积相等，螺旋线旋转一周时，相邻的一组截齿及截割头齿座间的距离为△L，取所有△L值是相等的，
且△L取值范围为20-30mm。
在本发明中，将每个截割头齿座2或截齿3均沿图5所示截齿座中面(即截齿座的对称中心面)投影，将会得到图示6所示的截割头齿座2的角度δ，即截割头齿座2或截齿3与其所在位置的截割头头体1的切面之间的角度定义为入岩角，为提高截割头的硬岩工况适应能力，取入岩角范围为48°-58°之间，为保证截割头在横切工况中的平稳性能，取圆锥段及圆柱段上的所有截割头齿座2的入岩角均相等，为保证截割头在钻进工况中的切入能力，取球冠段上的截割头齿座2及截齿3的入岩角大于圆柱段及圆锥段上的截割头齿座2的入岩角2-3°。
如图3所示，在截割头齿座与截割头头体之间的焊接面过渡处采用大圆角6设计，大圆角6的半径为R15mm-R20mm，保证截割头齿座在焊接时能平滑的过渡，降低截割头齿座焊接的应力集中，提升截割头齿座与截割头头体的焊接强度。
如图4所示，在截割头齿座焊接面与截齿座安装体之间采用圆角7过渡，即截齿后安装面与截齿座焊接面的过渡处，也就是说截齿座除大圆角外其余过渡区域均采用过渡圆角设计，以降低截齿座受力时的应力集中。过渡圆角为R2mm-R5mm，降低截齿座的应力集中。
如图5所示，截齿与截割头齿座安装孔径采用间隙配合，截割头齿座安装孔径设计为R21.1mm，配合的截齿为Φ42mm，提高截齿的安装强度，采用大接触面8设计截割头齿座，有效提高了截齿及截齿座的使用寿命。

Claims (10)

1.一种用于硬岩工况的掘进机截割头，其特征在于，包括截割头头体、倒料板、多个截割头齿座和截齿；
截割头头体包括圆柱段、圆锥段和球冠段依次形成的一体结构；
截齿和截割头齿座以螺旋线的方式沿切割头头体从圆柱段向球冠段螺旋排布，截割头齿座固定连接在截割头头体上，每一截齿对应地装配于一截割头齿座中；
倒料板沿截割头齿座的螺旋线方向分布，并分别与截割头头体和截割头齿座固定连接。
2.根据权利要求1所述的用于硬岩工况的掘进机截割头，其特征在于，还包括沿圆周均布于截割头头体上圆柱段端部的耐磨块。
3.根据权利要求1所述的用于硬岩工况的掘进机截割头，其特征在于，沿截割头头体轴线方向相邻的一组截齿及截割头齿座的高度差为轴线节距a，a的取值范围为20-30mm。
4.根据权利要求1所述的用于硬岩工况的掘进机截割头，其特征在于，沿截割头头体径向方向相邻的一组截齿及截割头齿座的径向差为圆周节距b，b的取值范围为0-30mm。
5.根据权利要求1所述的用于硬岩工况的掘进机截割头，其特征在于，螺旋线旋转一周时，相邻的一组截齿及截割头齿座间的距离为△L，
<mrow> <mi>&amp;Delta;</mi> <mi>L</mi> <mo>=</mo> <msqrt> <mrow> <msup> <mi>a</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mi>b</mi> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </msqrt> <mo>,</mo> </mrow>
其中，a为相邻的一组截齿及截割头齿座沿截割头头体轴线方向的高度差即轴线节距，b为相邻的一组截齿及截割头齿座沿截割头头体径向方向的径向差即圆周节距；
△L取值范围为20-30mm。
6.根据权利要求5所述的用于硬岩工况的掘进机截割头，其特征在于，截割头头体上各组截齿及截割头齿座的△L值均相等。
7.根据权利要求1所述的用于硬岩工况的掘进机截割头，其特征在于，每个截割头齿座或截齿与其所在位置的截割头头体的切面之间的夹角为入岩角，入岩角范围为48°-58°。
8.根据权利要求7所述的用于硬岩工况的掘进机截割头，其特征在于，圆锥段及圆柱段上的所有截割头齿座或截齿的入岩角均相等。
9.根据权利要求7所述的用于硬岩工况的掘进机截割头，其特征在于，球冠段上的截割头齿座或截齿的入岩角大于圆柱段及圆锥段上的截割头齿座或截齿的入岩角2°-3°。
10.一种掘进机，其特征在于，包括权利要求1－9中任意一项所述的用于硬岩工况的掘进机截割头。
CN201711282953.1A 2017-12-07 2017-12-07 一种用于硬岩工况的掘进机截割头及掘进机 Active CN107916931B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711282953.1A CN107916931B (zh) 2017-12-07 2017-12-07 一种用于硬岩工况的掘进机截割头及掘进机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711282953.1A CN107916931B (zh) 2017-12-07 2017-12-07 一种用于硬岩工况的掘进机截割头及掘进机

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107916931A true CN107916931A (zh) 2018-04-17
CN107916931B CN107916931B (zh) 2023-12-15

Family

ID=61898419

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711282953.1A Active CN107916931B (zh) 2017-12-07 2017-12-07 一种用于硬岩工况的掘进机截割头及掘进机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107916931B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109236288A (zh) * 2018-09-20 2019-01-18 辽宁工程技术大学 一种免斜切进刀式采煤机滚筒及其使用方法
CN110700824A (zh) * 2019-11-21 2020-01-17 安徽澳德矿山机械设备科技股份有限公司 一种截割头

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2833110Y (zh) * 2005-08-11 2006-11-01 佳木斯煤矿机械有限公司 掘进机内喷雾装置
CN101289936A (zh) * 2007-08-08 2008-10-22 三一重型装备有限公司 硬岩掘进机
CN201843612U (zh) * 2010-10-26 2011-05-25 煤炭科学研究总院太原研究院 硬岩掘进机用重载横轴式截割滚筒
CN104806261A (zh) * 2015-05-04 2015-07-29 宁波市恒通液压科技有限公司 一种铣挖机的铣挖头
CN105840191A (zh) * 2016-05-23 2016-08-10 上海信搿煤炭机械有限公司 用于掘进机的截割头
CN106150493A (zh) * 2015-07-08 2016-11-23 徐工集团工程机械股份有限公司 掘进机截割头和掘进机
CN106761803A (zh) * 2017-02-13 2017-05-31 徐工集团工程机械有限公司 掘进机用截割头及掘进机
CN107060754A (zh) * 2017-04-11 2017-08-18 中车株洲电力机车有限公司 一种顶钻截齿及其截割头
CN107143347A (zh) * 2017-07-12 2017-09-08 徐工集团工程机械有限公司 掘进机截割头和掘进机
CN208502754U (zh) * 2017-12-07 2019-02-15 徐州徐工基础工程机械有限公司 一种用于硬岩工况的掘进机截割头及掘进机

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2833110Y (zh) * 2005-08-11 2006-11-01 佳木斯煤矿机械有限公司 掘进机内喷雾装置
CN101289936A (zh) * 2007-08-08 2008-10-22 三一重型装备有限公司 硬岩掘进机
CN201843612U (zh) * 2010-10-26 2011-05-25 煤炭科学研究总院太原研究院 硬岩掘进机用重载横轴式截割滚筒
CN104806261A (zh) * 2015-05-04 2015-07-29 宁波市恒通液压科技有限公司 一种铣挖机的铣挖头
CN106150493A (zh) * 2015-07-08 2016-11-23 徐工集团工程机械股份有限公司 掘进机截割头和掘进机
CN105840191A (zh) * 2016-05-23 2016-08-10 上海信搿煤炭机械有限公司 用于掘进机的截割头
CN106761803A (zh) * 2017-02-13 2017-05-31 徐工集团工程机械有限公司 掘进机用截割头及掘进机
CN107060754A (zh) * 2017-04-11 2017-08-18 中车株洲电力机车有限公司 一种顶钻截齿及其截割头
CN107143347A (zh) * 2017-07-12 2017-09-08 徐工集团工程机械有限公司 掘进机截割头和掘进机
CN208502754U (zh) * 2017-12-07 2019-02-15 徐州徐工基础工程机械有限公司 一种用于硬岩工况的掘进机截割头及掘进机

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109236288A (zh) * 2018-09-20 2019-01-18 辽宁工程技术大学 一种免斜切进刀式采煤机滚筒及其使用方法
CN110700824A (zh) * 2019-11-21 2020-01-17 安徽澳德矿山机械设备科技股份有限公司 一种截割头
CN110700824B (zh) * 2019-11-21 2021-05-11 安徽澳德矿山机械设备科技股份有限公司 一种截割头

Also Published As

Publication number Publication date
CN107916931B (zh) 2023-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7559382B2 (en) Hard material head and rotary percussion drill bit
JP4829212B2 (ja) 建設車輌用ラジアルタイヤ
CN101321925B (zh) 挖掘用钻杆、钻头以及钻削工具
CN107916931A (zh) 一种用于硬岩工况的掘进机截割头及掘进机
CN105625439A (zh) 带有铰接式摆动齿的铣轮及铣槽机
CN208502754U (zh) 一种用于硬岩工况的掘进机截割头及掘进机
EP2851507A1 (en) Cutting bit and bit assembly
CN209067213U (zh) 一种高效掘进重型盾构刀盘
CN102168526A (zh) 带切削刃的柱齿及其钻头
CN106761803B (zh) 掘进机用截割头及掘进机
CN116988739B (zh) 一种高密度纵向布齿pdc钻头
CN101463856A (zh) 轴承挡圈
CA2595416A1 (en) Drill bit
CN107075913A (zh) 带有凹陷的切削面的钻头
CN104153775A (zh) 截楔式滚筒
CN209195420U (zh) 一种小直径常压换刀刀盘
CN110185445A (zh) 一种新型掘进机截割头
CN105922816B (zh) 一种可更换耐磨橡胶的实心轮胎
CN206592130U (zh) 掘进机用截割头及掘进机
CN209908974U (zh) 一种耐磨关节轴承结构以及杆端关节轴承和向心关节轴承
CN104314565A (zh) 一种采煤机强力滚筒
CN106368252A (zh) 撑杆和耳轴的连接结构以及推土机
CN202520319U (zh) 一种具有硬质合金刀刃的滚刀
JP5152022B2 (ja) 掘削工具
CN106854993A (zh) 双金属滚刀刀圈

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant