CN111828000A - 一种掘进机水射流冲击加截齿复合动力破岩截割机构 - Google Patents

一种掘进机水射流冲击加截齿复合动力破岩截割机构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种掘进机水射流冲击加截齿复合动力破岩截割机构，包括依次连接的驱动装置、高压水输送系统、截割臂和截割头，驱动装置驱动输出轴转动；高压水输送系统通过内设的高压水流道向截割头供水；本发明在保留截割头的基础上，引入了高压水射流系统，结构紧凑，设计合理，可以在减少刀具截割磨损的同时，实现对坚硬岩层的高效破碎，提高破岩截割的工作效率。

Description

一种掘进机水射流冲击加截齿复合动力破岩截割机构
技术领域
本发明涉及掘进机破岩截割机构领域，具体涉及一种掘进机水射流冲击加截齿复合动力破岩截割机构。
背景技术
随着煤矿、矿山及隧道工程等巷道机械化掘进技术的发展，迅速迭代的机械化掘进设备仍不能满足生产的需求。目前应用于煤层半煤岩、夹矸和小断层煤岩、矿山掘进的小功率掘进机掘进效率低，但在截割机构不变的情况下采用加大功率的方法来解决以上存在的问题势必会造成刀具磨损严重，并存在安全隐患，基于此急需研发一种掘进机水射流冲击加截齿复合动力破岩截割机构。
发明内容
针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种掘进机水射流冲击加截齿复合动力破岩截割机构，其在保留截割头的基础上，引入了高压水射流系统，结构紧凑，设计合理，可以在减少刀具截割磨损的同时，实现对坚硬岩层的高效破碎，提高破岩截割的工作效率。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种掘进机水射流冲击加截齿复合动力破岩截割机构，包括设有连接架的截割主体，所述截割主体还包括转动连接在连接架上的传动轴、驱动传动轴转动的驱动装置、保护传动轴伸出段并将其包裹的截割臂以及截割头，所述截割头固定在传动轴伸出端端面并与截割臂转动连接，所述截割主体内还设有高压水输送系统，所述高压水输送系统包括设在连接架内的壳体，所述壳体下端面开有凸型腔，所述凸型腔的下腔嵌入有压紧块，所述压紧块固定在壳体下端面，所述压紧块上端面设有与凸型腔适配的轴环，所述轴环腰部与凸型腔的下腔滑动连接，所述轴环腰部与压紧块之间的环形间隙内设有止推轴承，所述轴环上端与凸型腔的上腔滑动连接，所述压紧块上端面内嵌有用于支撑止推轴承的弹性垫片，所述轴环的内壁螺纹连接旋转轴，所述旋转轴下端穿过压紧块后同轴线固定在传动轴顶部端面上，所述旋转轴上端面开有环形腔，所述环形腔内从下到上依次设有压簧、推环、动环密封圈以及动环，所述动环上端面抵紧有静环，所述静环上端面嵌入壳体内，所述静环、动环、旋转轴、传动轴上均开有相互连通并且与截割头内水腔连通的高压水流道，所述壳体上嵌入有连通高压水流道的高压水管Ⅰ和连通凸型腔上腔的泄漏孔，所述高压水管Ⅰ其中一端伸出壳体外连接过滤器，所述过滤器入口连接外部输入管道。
优选地，所述驱动装置包括固定在连接架上端的电机，所述连接架的两侧分别转动连接一个齿轮轴，所述齿轮轴通过上下两个轴承Ⅰ与连接架转动连接，所述齿轮轴的上下两端还分别设有齿轮Ⅱ和齿轮Ⅲ，所述电机的输出轴通过滑键固定有一个同时与两个齿轮Ⅱ啮合的齿轮Ⅰ，所述传动轴上固定有齿轮Ⅳ，齿轮Ⅳ同时与两个齿轮Ⅲ啮合。
优选地，所述的截割臂包括固定在连接架下端的外壳,所述外壳内部空腔的上下两端通过轴承Ⅱ转动连接传动轴，所述传动轴底部设有底板并且所述底板通过大直径推力轴承与外壳下端面转动连接，所述底板下端面固定有用于连接截割头的连接法兰。
优选地，所述的截割头包括内部设有与水腔的焊接总成，焊接总成与连接法兰固定，焊接总成上设有若干通过输出管道与水腔连通的截割齿，截割齿的前端结构的内部设有喷嘴。
优选地，所述旋转轴下端嵌入传动轴顶部端面内并且两者之间设有O型密封圈Ⅰ，所述旋转轴上设有环形台，所述环形台通过固定螺钉Ⅰ固定在传动轴顶部端面。
优选地，所述压紧块通过固定螺钉Ⅱ固定在壳体下端面。
优选地，所述轴环上端与凸型腔的上腔滑动连接并且两者之间设有O型密封圈Ⅱ。
优选地，所述旋转轴与压紧块之间通过轴承Ⅲ与轴用挡圈转动连接。
优选地，所述静环上端面深入壳体内与其滑动连接并且两者之间设有静环密封圈。
本发明的有益效果在于：
本发明在保留截割头的基础上，引入了高压水射流系统，结构紧凑，设计合理，达到了刀具截割寿命高，工作效率高的目的，具有广泛的实用性；
本发明在截割困难的情况下，利用高压水射流系统对岩石进行冲击弱化，降低岩石的强度，进而方便掘进机截割头截割；
本发明通过压簧、推环、动环和静环等结构的相互配合，形成旋转密封结构，并且压簧可以防止因为磨损而出现的密封减弱现象，保证密封效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种掘进机水射流冲击加截齿复合动力破岩截割机构的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的高压水输送系统结构示意图；
附图标记说明：
1-1、连接架，1-2、电机，1-3、输出轴，1-4、齿轮Ⅰ，1-5、齿轮Ⅱ，1-6、齿轮轴，1-7、齿轮Ⅲ，1-8、轴承Ⅰ，1-9、滑键，2-1、输入管道，2-2、过滤器，2-3、O型密封圈Ⅰ，2-4、固定螺钉Ⅰ，2-5、旋转轴，2-6、轴承Ⅲ，2-7、压紧块，2-8、轴用挡圈，2-9、弹性垫片，2-10、止推轴承，2-11、轴环，2-12、O型密封圈Ⅱ，2-13、壳体，2-14、静环密封圈，2-15、静环，2-16、动环，2-17、泄漏孔，2-18、动环密封圈，2-19、推环，2-20、压簧，2-21、固定螺钉Ⅱ，2-22、高压水管Ⅰ，2-23、高压水流道，2-24、输出管道，3、3-1、齿轮Ⅳ，3-2、轴承Ⅱ，3-3、传动轴，3-4、外壳，3-5、大直径推力轴承，3-6、连接法兰，4-1、焊接总成，4-2、截割齿，4-3、喷嘴。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图2所示，一种掘进机水射流冲击加截齿复合动力破岩截割机构，包括设有连接架1-1的截割主体，所述截割主体还包括转动连接在连接架1-1上的传动轴3-3、驱动传动轴3-3转动的驱动装置、保护传动轴3-3伸出段并将其包裹的截割臂以及截割头，所述截割头固定在传动轴3-3伸出端端面并与截割臂转动连接，所述截割主体内还设有高压水输送系统，所述高压水输送系统包括设在连接架1-1内的壳体2-13，所述壳体2-13下端面开有凸型腔，所述凸型腔的下腔嵌入有压紧块2-7，所述压紧块2-7固定在壳体2-13下端面，所述压紧块2-7上端面设有与凸型腔适配的十字型轴环2-11，所述轴环2-11腰部与凸型腔的下腔滑动连接，所述轴环2-11腰部与压紧块2-7之间的环形间隙内设有止推轴承2-10，所述轴环2-11上端与凸型腔的上腔滑动连接，所述压紧块2-7上端面内嵌有用于支撑止推轴承2-10的弹性垫片2-9，所述轴环2-11的内壁螺纹连接旋转轴2-5，所述旋转轴2-5下端穿过压紧块2-7后同轴线固定在传动轴3-3顶部端面上，所述旋转轴2-5上端面开有环形腔，所述环形腔内从下到上依次设有压簧2-20、推环2-19、动环密封圈2-18以及动环2-16，所述动环2-16上端面抵紧有静环2-15，所述静环2-15上端面深入壳体2-13内与其滑动连接，所述静环2-15、动环2-16、旋转轴2-5、传动轴3-3上均开有相互连通并且与截割头内水腔连通的高压水流道2-23，所述壳体2-13上嵌入有连通高压水流道2-23的高压水管Ⅰ2-22和连通凸型腔上腔的泄漏孔2-17，所述高压水管Ⅰ2-22其中一端伸出壳体2-13外连接过滤器2-2，所述过滤器2-2入口连接外部输入管道2-1。
所述驱动装置包括固定在连接架1-1上端的电机1-2，所述连接架1-1的两侧分别转动连接一个齿轮轴1-6，所述齿轮轴1-6通过上下两个轴承Ⅰ1-8与连接架1-1转动连接，所述齿轮轴1-6的上下两端还分别设有齿轮Ⅱ1-5和齿轮Ⅲ1-7，所述电机1-2的输出轴1-3通过滑键1-9固定有一个同时与两个齿轮Ⅱ1-5啮合的齿轮Ⅰ1-4，所述传动轴3-3上固定有齿轮Ⅳ3-1，齿轮Ⅳ3-1同时与两个齿轮Ⅲ1-7啮合。
所述的截割臂包括固定在连接架1-1下端的外壳3-4,所述外壳3-4内部空腔的上下两端通过轴承Ⅱ3-2转动连接传动轴3-3，所述传动轴3-3底部设有底板并且所述底板通过大直径推力轴承3-5与外壳3-4下端面转动连接，所述底板下端面固定有用于连接截割头的连接法兰3-6。
所述的截割头包括内部设有与水腔的焊接总成4-1，焊接总成4-1与连接法兰3-6固定，焊接总成4-1上设有若干通过输出管道2-24与水腔连通的截割齿4-2，截割齿4-2的前端结构的内部设有喷嘴4-3。
所述旋转轴2-5下端嵌入传动轴3-3顶部端面内并且两者之间设有O型密封圈Ⅰ2-3，所述旋转轴2-5上设有环形台，所述环形台通过固定螺钉Ⅰ2-4固定在传动轴3-3顶部端面。
所述压紧块2-7通过固定螺钉Ⅱ2-21固定在壳体2-13下端面。
所述轴环2-11上端与凸型腔的上腔滑动连接并且两者之间设有O型密封圈Ⅱ2-12，泄漏孔(2-17)和O型密封圈Ⅱ(2-12)共同确保泄漏的水可以及时排除，不会四处流走。
所述旋转轴2-5与压紧块2-7之间通过轴承Ⅲ2-6与轴用挡圈2-8转动连接。
所述静环2-15上端面深入壳体2-13内与其滑动连接并且两者之间设有静环密封圈2-14。
使用时，连接架1-1上的电机1-2将动力通过输出轴1-3、齿轮Ⅰ1-4、齿轮Ⅱ1-5、齿轮轴1-6、齿轮Ⅲ1-7传输到传动轴3-3，带动整个截割头4旋转截割；与此同时高压水输送系统设置在输入管道2-1上的过滤器2-2将水流中杂质过滤，通过高压水管Ⅰ2-22，经过动环2-16和静环2-15旋转密封从而使得高压水进入高压水流道2-23，高压水经过输出管道2-14进入喷嘴4-3，形成高压水射流，用于冲击破岩。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种掘进机水射流冲击加截齿复合动力破岩截割机构，其特征在于，包括设有连接架(1-1)的截割主体，所述截割主体还包括转动连接在连接架(1-1)上的传动轴(3-3)、驱动传动轴(3-3)转动的驱动装置、保护传动轴(3-3)伸出段并将其包裹的截割臂以及截割头，所述截割头固定在传动轴(3-3)伸出端端面并与截割臂转动连接，所述截割主体内还设有高压水输送系统，所述高压水输送系统包括设在连接架(1-1)内的壳体(2-13)，所述壳体(2-13)下端面开有凸型腔，所述凸型腔的下腔嵌入有压紧块(2-7)，所述压紧块(2-7)固定在壳体(2-13)下端面，所述压紧块(2-7)上端面设有与凸型腔适配的轴环(2-11)，所述轴环(2-11)腰部与凸型腔的下腔滑动连接，所述轴环(2-11)腰部与压紧块(2-7)之间的环形间隙内设有止推轴承(2-10)，所述轴环(2-11)上端与凸型腔的上腔滑动连接，所述压紧块(2-7)上端面内嵌有用于支撑止推轴承(2-10)的弹性垫片(2-9)，所述轴环(2-11)的内壁螺纹连接旋转轴(2-5)，所述旋转轴(2-5)下端穿过压紧块(2-7)后同轴线固定在传动轴(3-3)顶部端面上，所述旋转轴(2-5)上端面开有环形腔，所述环形腔内从下到上依次设有压簧(2-20)、推环(2-19)、动环密封圈(2-18)以及动环(2-16)，所述动环(2-16)上端面抵紧有静环(2-15)，所述静环(2-15)上端面嵌入壳体(2-13)内，所述静环(2-15)、动环(2-16)、旋转轴(2-5)、传动轴(3-3)上均开有相互连通并且与截割头内水腔连通的高压水流道(2-23)，所述壳体(2-13)上嵌入有连通高压水流道(2-23)的高压水管Ⅰ(2-22)和连通凸型腔上腔的泄漏孔(2-17)，所述高压水管Ⅰ(2-22)其中一端伸出壳体(2-13)外连接过滤器(2-2)，所述过滤器(2-2)入口连接外部输入管道(2-1)。
2.如权利要求1所述的一种掘进机水射流冲击加截齿复合动力破岩截割机构，其特征在于，所述驱动装置包括固定在连接架(1-1)上端的电机(1-2)，所述连接架(1-1)的两侧分别转动连接一个齿轮轴(1-6)，所述齿轮轴(1-6)通过上下两个轴承Ⅰ(1-8)与连接架(1-1)转动连接，所述齿轮轴(1-6)的上下两端还分别设有齿轮Ⅱ(1-5)和齿轮Ⅲ(1-7)，所述电机(1-2)的输出轴(1-3)通过滑键(1-9)固定有一个同时与两个齿轮Ⅱ(1-5)啮合的齿轮Ⅰ(1-4)，所述传动轴(3-3)上固定有齿轮Ⅳ(3-1)，齿轮Ⅳ(3-1)同时与两个齿轮Ⅲ(1-7)啮合。
3.如权利要求1所述的一种掘进机水射流冲击加截齿复合动力破岩截割机构，其特征在于，所述的截割臂包括固定在连接架(1-1)下端的外壳(3-4)，所述外壳(3-4)内部空腔的上下两端通过轴承Ⅱ(3-2)转动连接传动轴(3-3)，所述传动轴(3-3)底部设有底板并且所述底板通过大直径推力轴承(3-5)与外壳(3-4)下端面转动连接，所述底板下端面固定有用于连接截割头的连接法兰(3-6)。
4.如权利要求3所述的一种掘进机水射流冲击加截齿复合动力破岩截割机构，其特征在于，所述的截割头包括内部设有与水腔的焊接总成(4-1)，焊接总成(4-1)与连接法兰(3-6)固定，焊接总成(4-1)上设有若干通过输出管道(2-24)与水腔连通的截割齿(4-2)，截割齿(4-2)的前端结构的内部设有喷嘴(4-3)。
5.如权利要求1所述的一种掘进机水射流冲击加截齿复合动力破岩截割机构，其特征在于，所述旋转轴(2-5)下端嵌入传动轴(3-3)顶部端面内并且两者之间设有O型密封圈Ⅰ(2-3)，所述旋转轴(2-5)上设有环形台，所述环形台通过固定螺钉Ⅰ(2-4)固定在传动轴(3-3)顶部端面。
6.如权利要求1所述的一种掘进机水射流冲击加截齿复合动力破岩截割机构，其特征在于，所述压紧块(2-7)通过固定螺钉Ⅱ(2-21)固定在壳体(2-13)下端面。
7.如权利要求1所述的一种掘进机水射流冲击加截齿复合动力破岩截割机构，其特征在于，所述轴环(2-11)上端与凸型腔的上腔滑动连接并且两者之间设有O型密封圈Ⅱ(2-12)。
8.如权利要求1所述的一种掘进机水射流冲击加截齿复合动力破岩截割机构，其特征在于，所述旋转轴(2-5)与压紧块(2-7)之间通过轴承Ⅲ(2-6)与轴用挡圈(2-8)转动连接。
9.如权利要求1所述的一种掘进机水射流冲击加截齿复合动力破岩截割机构，其特征在于，所述静环(2-15)上端面深入壳体(2-13)内与其滑动连接并且两者之间设有静环密封圈(2-14)。
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