CN108035731A - 一种悬臂式隧道掘进机硬岩截割臂 - Google Patents

一种悬臂式隧道掘进机硬岩截割臂 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种悬臂式隧道掘进机硬岩截割臂，包括截割主轴，位于截割主轴上的盘根座、密封座、截割臂联接筒、迷封环和迷封架，密封座与截割臂联接筒固定连接，迷封架与盘根座固定连接，迷封环与截割臂联接筒固定连接，盘根座与密封座动连接，迷封架与迷封环动连接。本发明的截割臂能够有效阻挡截割硬岩时出现的细小带棱角的硬颗粒，保护浮动密封及轴承，避免渣料破坏浮动密封，并保证浮动密封一直处于润滑降温状态。

Description

一种悬臂式隧道掘进机硬岩截割臂
技术领域
本发明涉及悬臂式隧道掘进机，具体是一种悬臂式隧道掘进机硬岩截割臂。
背景技术
悬臂式隧道掘进机是一种山体隧道施工的专用岩石巷道掘进设备，主要由行走机构、本体架、工作机构等组成。截割臂为工作机构的重要部件之一，工作机构通过截割臂内主轴旋转带动切割头旋转进行切割岩石，切割臂可以上下左右截割。现有技术中，截割臂内部为一整个腔体，截割臂扬起施工时浮动密封出现缺油现象，容易出现骨架烧结，橡胶圈融化等现象，进而截割臂漏油损坏。现有技术中（图1），截割臂浮动密封外仅是唇口橡胶和盘根防尘，隧道掘进机在截割硬岩时容易出现细小带棱角的硬颗粒，使用很短的一段时间后盘根和唇口橡胶密封即被细小带棱角的硬颗粒损坏，进而将浮动密封的橡胶圈破坏，出现截割臂漏油，细小硬颗粒进入截割臂内部，破坏轴承等造成重大损失。截割臂的损坏将迫使设备停产，影响生产进度，带来人力和物力的浪费。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种悬臂式隧道掘进机硬岩截割臂，能够实现浮动油封有效润滑降温，并能够有效阻挡截割硬岩时出现的细小带棱角的硬颗粒，保护浮动密封及轴承。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种悬臂式隧道掘进机硬岩截割臂，包括截割主轴，位于截割主轴上的盘根座、密封座、截割臂联接筒、迷封环和迷封架，其特征在于，密封座与截割臂联接筒固定连接，迷封架与盘根座固定连接，迷封环与截割臂联接筒固定连接，盘根座与密封座动连接，迷封架与迷封环动连接。
所述截割主轴与截割臂联接筒之间形成油腔，盘根座、密封座、浮动密封、第二油封和截割主轴形成半封闭前油腔。
所述密封座上设置有3个通孔用于连通前后油腔，第二油封用第二挡圈固定于密封座上，装配时将密封座上一个通孔置于顶部，可以确保浮动密封一直有油进行润滑降温。
所述盘根座上设置有第一凹槽，第一填料密封固定在盘根座的第一凹槽内；所述盘根座上用第一挡圈固定有第一油封，防止渣料进入；所述盘根座上开有螺纹顶丝吊装孔，外端面用螺塞或螺堵封堵，避免渣料进入。
所述迷封架由上迷封架、下迷封架和连接键块组成，上迷封架和下迷封架在联接处设置第三凹槽，连接键块嵌入第三凹槽内并固定，确保迷封架在旋转时不剪切连接键块与上迷封架、下迷封架的固定螺栓。
所述迷封架与盘根座在彼此对置的孔内设置有抗剪装置，确保迷封架与盘根座一起旋转时不剪切固定螺栓。
所述迷封架套于迷封环外部，迷封环和迷封架之间通过凹槽和突起配合形成迷宫，防止大块的渣料进入破坏第一填料密封、第二填料密封和第一油封。
迷封环上的第二凹槽内设置小凹槽，第一填料密封和第二填料密封入迷封环的小凹槽内并固定；所述迷封环上小凹槽设置在第二凹槽底部和第二凹槽侧面处。
所述迷封环上开有长圆孔，迷封环在截割臂联接筒前后移动，调节迷封环与迷封架之间的间隙然后使迷封环固定在截割臂联接筒上。
所述截割臂联接筒、第一填料密封、第二填料密封、迷封架、迷封环形成密封腔，密封腔内为润滑剂；所述截割臂联接筒筒体壁内有若干油孔，油孔从截割臂联接筒尾部通到所述的密封腔内；所述若干油孔连接掘进机的集中润滑装置。
相对于现有技术，本发明的截割臂能够有效阻挡截割硬岩时出现的细小带棱角的硬颗粒，保护浮动密封及轴承，避免渣料破坏浮动密封，并保证浮动密封一直处于润滑降温状态。
附图说明
图1为现有技术截割臂结构示意图；
图2为本发明中截割臂结构示意图；
图3为图2的II放大图；
图4为本发明中迷封架与盘根座连接示意图；
图5为本发明中迷封环示意图；
图6为迷封架的的结构示意图；
图7为密封座示意图；
图8为迷封架的凹槽结构示意图；
图中：1、盘根座，2、浮动油封，3、第一油封，4、第一填料密封，5、迷封架，6、第二填料密封，7、迷封环，8、截割臂联接筒，9、密封座，10、第一挡圈，11、第二油封，12、第二挡圈， 13、截割主轴，14、螺塞或螺堵，15、抗剪装置，16第二凹槽，17、小凹槽，18、第一凹槽，19第三凹槽， 5-1、下迷封架，5-2、连接键块，5-3、上迷封架。
具体实施方式
以下根据说明书附图和具体实施例，对本发明的技术方案进行说明。
根据图2-8，一种悬臂式隧道掘进机硬岩截割臂，包括截割主轴13，位于截割主轴上的盘根座1、密封座9、截割臂联接筒8、迷封环7和迷封架5，密封座9与截割臂联接筒8固定连接，迷封架5与盘根座1固定连接，迷封环7与截割臂联接筒8固定连接，盘根座1与密封座9动连接，盘根座1旋转带动油封3、浮动油封的一半一起旋转，而密封座9固定，同时浮动油封的另一半也固定，迷封架5与迷封环7动连接（即迷封环7固定，迷封架5旋转）。密封座9位于盘根座1与截割臂联接筒8之间，迷封架5与迷封环7位于截割臂联接筒8外侧，迷封架5与迷封环7通过相互配合的凹槽和凸起实现连接。
所述截割主轴13与截割臂联接筒8之间形成油腔，油腔包括前油腔和后油腔。盘根座1、密封座9、浮动密封2、第二油封11和截割主轴13形成半封闭前油腔。半封闭是指密封座9上设置有3个通孔连通后面的油腔，但是前油腔底部能存油。后油腔的位置如图2所示，位于截割主轴13与截割臂联接筒8之间。
所述密封座9上设置有3个通孔用于连通前、后油腔，第二油封11用第二挡圈12固定于密封座9上（即密封座内部），装配时将密封座9上的一个通孔（图2、图3）置于顶部（即孔朝上设置），可以确保浮动密封2一直有油进行润滑降温。
所述盘根座1上设置有第一凹槽18，第一填料密封4固定在盘根座1的第一凹槽18内。可以有效防止渣料进入。所述盘根座1上用第一挡圈10固定有第一油封3，防止渣料进入并破坏浮动密封2。所述盘根座1上开有螺纹顶丝吊装孔，外端面用螺塞或螺堵14封堵，避免渣料进入。第一填料密封4除了位于盘根座的第一凹槽内还位于迷封环的小凹槽内。
所述迷封架5由上迷封架5-3、下迷封架5-1和连接键块5-2组成，上迷封架5-3和下迷封架5-1在联接处设置第三凹槽19（图8），连接键块5-2嵌入第三凹槽内并固定，确保迷封架5在旋转时不剪切连接键块5-2与上迷封架5-3、下迷封架5-1的固定螺栓。
所述迷封架5与盘根座1在彼此对置的孔内设置有抗剪装置15，抗剪装置15一部分位于迷封架5的孔内，另一个位于盘根座的孔内，确保迷封架5与盘根座1一起旋转时不剪切固定螺栓。抗剪装置15可以为抗剪销。
所述迷封架5套于迷封环7外部，迷封环7和迷封架5之间通过凹槽和突起配合形成迷宫，防止大块的渣料进入破坏第一填料密封4、第二填料密封6和第一油封3。迷封环7的不同位置设有若干第二凹槽，迷封架5的不同位置设有若干突起，第二凹槽与凸起相互配合形成迷宫式结构（迷宫为凹槽与凸起之间的小间隙）。
所述迷封环7上的第二凹槽16内设置若干小凹槽17，第一填料密封4和第二填料密封6嵌入迷封环7的小凹槽17内并固定，可以有效减少细小粉尘的进入。所述迷封环7上小凹槽17设置在第二凹槽16底部和第二凹槽侧面处，凹槽侧面处阻挡较大颗粒粉尘。
所述迷封环7上开有长圆孔，迷封环7可在截割臂联接筒8前后移动，调节迷封环7与迷封架5之间的间隙然后使迷封环7固定在截割臂联接筒8上，间隙的调节一方面减小两者间的间隙防止大颗粒进入，另一方面调节第二凹槽16侧面的盘根（即第一填料密封4）的压实情况，同时确保迷封环7与迷封架5不接触摩擦。
所述截割臂联接筒8、第一填料密封4、第二填料密封6、迷封架5、迷封环7形成的密封腔（即图2中的腔体），腔体内为润滑剂，阻挡细小颗粒进入。若干第一填料密封4位于盘根座与密封座之间、盘根座与截割臂联接筒之间以及迷封架5与迷封环7之间，若干第二填料密封6位于迷封架5与迷封环7之间。
所述截割臂联接筒8筒体壁内有若干油孔（图2），图2中的油孔从截割臂联接筒8尾部通到前述的密封腔内。
所述若干油孔连接掘进机的集中润滑装置，实现润滑剂的持续供给，并且润滑剂有一定的压力，这样可将细小的粉尘通过进入的润滑剂的流动，从迷封环7与迷封架5之间的间隙流出。这样一方面可以阻挡粉尘的进入，一方面对第一填料密封4、第二填料密封6进行润滑。集中润滑装置需设置一定压力和流量确保这一功能。
本发明公开了一种悬臂式隧道掘进机硬岩截割臂，包括截割主轴13，截割主轴上的盘根座1、密封座9、截割臂联接筒8、迷封环7和迷封架5，密封座9与截割臂联接筒8固定连接，迷封架5与盘根座1固定连接且之间设置有抗剪装置，迷封环7与截割臂联接筒8固定连接，盘根座1与密封座9动连接，迷封架5与迷封环7动连接，截割主轴13与截割臂联接筒8之间形成油腔，盘根座1、密封座9、浮动密封2、第二油封11和截割主轴13形成半封闭前油腔，密封座9上设置有3个通孔用于连通前后油腔，第二油封11用第二挡圈12固定于密封座9上，装配时将密封座9上一个孔置于顶部，第一油封3用第一挡圈10固定于盘根座1上，第一填料密封4固定在盘根座1的槽内，迷封架5由上迷封架5-3、下迷封架5-1和连接键块5-2组成，上迷封架5-3和下迷封架5-1在联接处设置凹槽，连接键块5-2嵌入凹槽内并固定，迷封架5套于迷封环7外部，迷封环7和迷封架5之间留有间隙，第一填料密封4和第二填料密封6嵌入迷封环7的凹槽内并固定，迷封环7上开有长圆孔，迷封环7在截割臂联接筒8前后移动调节与迷封架5之间的间隙然后固定在截割臂联接筒8上，截割臂联接筒8筒体壁内有若干油孔，润滑剂通过截割臂联接筒8筒体壁内油孔进入到截割臂联接筒8、填料密封4、填料密封6、迷封架5、迷封环7形成的密封腔内。
本发明的截割臂能够有效阻挡截割硬岩时出现的细小带棱角的硬颗粒，保护浮动密封及轴承，避免渣料破坏浮动密封2，并保证浮动密封2一直处于润滑降温状态。
本发明的工作过程为：在掘进机开机时自动润滑泵工作，液压油通过联接筒8上的油孔从后端进入腔体，然后盘根座1带动迷封架5旋转，润滑油通过迷封架5与迷封环7之间的间隙流出，液压油的压力阻挡渣料进入。
上述实施例仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和等同替换，这些对本发明权要求进行改进和等同替换后的技术方案，均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种悬臂式隧道掘进机硬岩截割臂，包括截割主轴（13），位于截割主轴上的盘根座（1）、密封座（9）、截割臂联接筒（8）、迷封环（7）和迷封架（5），其特征在于，密封座（9）与截割臂联接筒（8）固定连接，迷封架（5）与盘根座（1）固定连接，迷封环（7）与截割臂联接筒（8）固定连接，盘根座（1）与密封座（9）动连接，迷封架（5）与迷封环（7）动连接。
2.根据权利要求1所述的一种悬臂式隧道掘进机硬岩截割臂，其特征在于，所述截割主轴（13）与截割臂联接筒（8）之间形成油腔，盘根座（1）、密封座（9）、浮动密封（2）、油封（11）和截割主轴（13）形成半封闭前油腔。
3.根据权利要求2所述的一种悬臂式隧道掘进机硬岩截割臂，其特征在于，所述密封座（9）上设置有3个通孔用于连通前后油腔，第二油封（11）用第二挡圈（12）固定于密封座（9）上，装配时将密封座（9）上一个通孔置于顶部，可以确保浮动密封（2）一直有油进行润滑降温。
4.根据权利要求1所述的一种悬臂式隧道掘进机硬岩截割臂，其特征在于，所述盘根座（1）上设置有第一凹槽，第一填料密封（4）固定在盘根座（1）的第一凹槽内；所述盘根座（1）上用第一挡圈（10）固定有第一油封（3），防止渣料进入；所述盘根座（1）上开有螺纹顶丝吊装孔，外端面用螺塞或螺堵（14）封堵，避免渣料进入。
5.根据权利要求1所述的一种悬臂式隧道掘进机硬岩截割臂，其特征在于，所述迷封架（5）由上迷封架（5-3）、下迷封架（5-1）和连接键块（5-2）组成，上迷封架（5-3）和下迷封架（5-1）在联接处设置第三凹槽，连接键块（5-2）嵌入第三凹槽内并固定，确保迷封架（5）在旋转时不剪切连接键块（5-2）与上迷封架（5-3）、下迷封架（5-1）的固定螺栓。
6.根据权利要求1所述的一种悬臂式隧道掘进机硬岩截割臂，其特征在于，所述迷封架（5）与盘根座（1）在彼此对置的孔内设置有抗剪装置（15），确保迷封架（5）与盘根座（1）一起旋转时不剪切固定螺栓。
7.根据权利要求1所述的一种悬臂式隧道掘进机硬岩截割臂，其特征在于，所述迷封架（5）套于迷封环（7）外部，迷封环（7）和迷封架（5）之间通过凹槽和突起配合形成迷宫，防止大块的渣料进入破坏第一填料密封（4）、第二填料密封（6）和第一油封（3）。
8.根据权利要求5所述的一种悬臂式隧道掘进机硬岩截割臂，其特征在于，迷封环（7）上的第二凹槽（16）内设置小凹槽（17），第一填料密封（4）和第二填料密封（6）嵌入迷封环（7）的小凹槽（17）内并固定；所述迷封环（7）上小凹槽（17）设置在第二凹槽底部和第二凹槽侧面处。
9.根据权利要求5所述的一种悬臂式隧道掘进机硬岩截割臂，其特征在于，所述迷封环（7）上开有长圆孔，迷封环（7）在截割臂联接筒（8）前后移动，调节迷封环（7）与迷封架（5）之间的间隙然后使迷封环（7）固定在截割臂联接筒（8）上。
10.根据权利要求1所述的一种悬臂式隧道掘进机硬岩截割臂，其特征在于，所述截割臂联接筒（8）、第一填料密封（4）、第二填料密封（6）、迷封架（5）、迷封环（7）形成密封腔，密封腔内为润滑剂；所述截割臂联接筒（8）筒体壁内有若干油孔，油孔从截割臂联接筒（8）尾部通到所述的密封腔内；所述若干油孔连接掘进机的集中润滑装置。
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