帶耙齒的掘進機截割頭及其伸縮結構和附帶鑽具的製作方法
2023-05-28 04:46:51 3
本實用新型是一種帶耙齒的掘進機截割頭及其伸縮結構和附帶鑽具，具體的說涉及一種掘進機，屬於礦山設備類。
(二)
背景技術：
現在的掘進機煤巷和軟巖掘進性能優良，巖石掘進時，基本是不行的，以260型巖石掘進機為例，把伸縮的截割頭，改為了固定的不伸縮的，原因是伸縮的花鍵處，著力面積受限，抗不住巖石掘進的側向壓力，把內噴霧系統改成了外噴霧，原因是內噴霧系統的高壓水封，因直徑過大和轉動間隙範圍內的振動劇烈，密封圈容易磨損損壞，又更換困難，巖石掘進能冒出火星，截齒急需降溫，但外噴霧系統做不到，載齒處在高溫狀態下工作，容易磨損，截割頭不會伸縮扒渣困難，左右側前端在支護時，更是靠人工挖坑栽樁，影響效率。硬巖和特硬巖掘進，明顯不現實，於是用鑽裝機彌補這一缺陷，但能打硬巖的鑽裝機打軟巖又劣勢明顯，兩種機械同時買，企業明顯不划算；但地殼是由無數的折皺組成的，在變質巖和巖漿巖區尤為明顯，折皺又是由不同巖性組成的層狀結構，這就註定巖性必然是有硬有軟，交替出現，特別是在多期次的巖漿活動區、破碎帶區、接近礦體或斷層的蝕變區更是軟硬變化頻繁，即便在沉積巖區變化也是很大的，會有較軟的泥(炭)質頁巖和很硬的矽化較強的奧陶系灰巖出現，如何在軟、硬巖區都能輕鬆掘進，現實中是一個急待解決的問題，市場急需這樣的機器，地勘單位在某些植被特別發育區地貌和地理環境特別惡劣區，物探難做，驗證化探異常和區域性地質推測也需要低成本高速度的掘進機，比起一個鑽孔要花二、三十萬元，低成本高速度巷探是划算的。
(三)
技術實現要素：
本實用新型解決了上述問題。
具體方案是這樣的：帶耙齒的掘進機截割頭及其伸縮結構和附帶鑽具是現有的掘進機的截割臂和截割頭改制而成，現以某種260型掘進機為例說明，特徵是：仍使用原來煤巷掘進時的伸縮結構，伸縮活動量增至1米或更長，套筒花鍵部分，隨之加長，且前端帶有滾珠擋蓋、圓環密封圈和壓蓋，它們的內側形狀與花鍵心軸的外側吻合，用螺絲固定，花鍵最小套合長度大於35公分，花鍵心軸採用軸承鋼材質，前沿與截割頭連接尾端加裝直徑15公分，長1.9米的軸承鋼材質的圓鋼心軸，花鍵心軸與圓鋼心軸實際是一體的同心臺階軸，圓鋼心軸上套有軸承鋼材質的半軸承軸套，半軸承軸套兩側有防止滾珠外攢的軸承鋼材質的擋板，擋板有螺絲杆固定在軸承座上，以便心軸縱向自由移動，其尾部帶有壓力軸承和高壓水封，內有過水孔，高壓水可通過水封、水孔從截割頭噴水孔噴出，此時動力傳遞及減速，不再使用行星輪結構，而採用外嚙合齒合結構，電機位置上移，電動機出軸的齒輪與配重輪也是大盤齒輪嚙合，大盤齒輪附帶的軸承座內鑲有半軸承軸套，半軸承軸套承託心軸，大齒盤與套筒是一體的或焊接，花鍵套筒被兩個軸承固定，兩個軸承被截割臂外殼固定，在外殼前端設有圓環型密封圈和壓蓋，有螺絲固定。電機軸心也可與心軸軸心重合，心軸從太陽輪和電機軸內穿過，動力傳遞系統不變，仍使用原來的行星輪結構，行星轉輪靠輪心部位加裝有固定心軸的半軸承軸套，其餘不變。
上述方案中，截割頭加裝了前排耙齒、後排耙齒和兩排左右撥動的耙齒，兩排左右撥動的耙齒均外斜，以方便清理兩側，扒渣時安上耙齒，縱向扒渣時前排耙齒、後排耙齒工作，橫向撥渣時，截割頭轉180度，左右結構的兩排耙齒工作，耙齒的安裝部略帶梯形可方便裝卸，安裝部附帶的強磁鐵使耙齒在工作時不會掉下，不扒渣時拽下耙齒並把強磁鐵處戴上木質護套，防止因磁鐵吸引撞擊傷人；刮板、刮板槽規格及動力加大，可去掉掘進機前端的兩個轉盤，使用扒渣機的運渣結構，刮板槽上增設能隨時拿掉的能拉動大石塊的跑板，截割頭的吊孔能吊動大石塊放在跑板上，在刮板槽尾端的上方有能拉動跑板的液壓電機。
上述方案中，推動心軸活動的多節液壓缸固定在截割臂的託架的適當位置，多節液壓缸的伸出端頭，通過拉架套環推動壓力軸承，壓力軸承推動心軸前推，另一個套環拉動心軸後退，此套環與拉架是通過螺絲杆活動連接的，以方便拆裝；心軸尾端裝高壓水封即減小磨損又方便拆裝。
上述方案中，所有淺孔鑽基本是一個樣，淺孔鑽的液壓動力可交替使用原來的動力，或將液壓動力再增大些，高壓風是洞裡現成的，將風管擰上就行，淺孔鑽可選用DX700型進口的，這種淺孔鑽用7、8年也不會壞，速度極快，用100毫米直徑的錘擊鑽頭打硬花崗巖，進1米只用1分鐘多點，淺孔鑽都能使用不同直徑的鑽杆，可將普通六稜鑽杆卡頭的尾端，上在淺孔鑽的螺絲頭上，用普通六稜鑽杆、一字42鑽頭打爆破孔，以及打數排幫助硬巖裂開的空孔，打孔時裝上鑽杆，不打卸下，打大孔時使用錘擊鑽頭或套筒式錘擊鑽頭，以便快速掏心。
上述方案中，電動機與心軸不同心時，總長度與寬度與原來基本沒有變化，故仍可使用原來的託架承重結構，本實用新型基本是定性設計，待精密的力學計算後，機械尺寸可以適當調整，多出的重量可以調整其它部件來抵消；打黃油的位置基本與原來一致不再多述，只是半軸承軸套的外側擋板上有螺絲固定的活動擋蓋，打黃油時取下，打完蓋上。
本實用新型與現有技術相比優點是：集合了掘進機和鉆裝機的優點，克服了它們的缺點，比它們的掘進速度更快更實用，能伸縮比不會伸縮的截割頭更方便，縱向的的兩排前後耙齒比一個挖鬥更快，左右兩排耙齒比一個挖鬥左右撥動更方便，兩邊清理的更乾淨，相當於液壓缸直接可控的推動截割頭，避免了靠行走推力要麼撞斷截齒要麼推力不夠的缺點，DX700型淺孔鑽之所以快速，在於它有液氮助推，能提供足夠的撞擊力，微觀上這種撞擊是大壓強的壓碎過程，在壓碎過程中前進，液壓缸能幾乎直接給截齒同樣的壓強，故本實用新型能使截齒也快速吃進，這種結構縱向上掘進硬巖是沒有問題的，原因也在於巖石巨大的反推力，是通過機架到地上，其它工作單位幾乎是不受這種力的，故掘進機的磨損程度小，縱向上，經濟截割巖石抗壓強度，會極大的提高，直至數百MPa，這才真正實現了硬巖掘進，縱向上它能迅速挖一個2.7米深的縱槽，給出一個理想的硬巖爆破自由面，使爆破省力省藥，砰渣距離縮小，這是鉆裝機做不到的，軟巖的掘進效率就不必說了，事實上金屬礦床掘進遇到的硬巖，如灰巖、二長花崗巖、花崗巖、玄武巖等，都能當建材使用，如上述迅速挖一個2.7米深的縱槽，再用淺孔鑽迅速打數排幫助硬巖定向裂開的空孔，小型爆破或液壓鱉便可開出微帶梯形的石條，這就是建材毛胚，每立方米的價值在數百元以上，這彌補掘進費用是足夠了，實際上實現了零成本快速掘進，還有賺的。
(四)附圖說明
圖1是帶耙齒的掘進機截割頭及其伸縮結構和附帶鑽具的承重結構、兩側附帶鑽具的外觀示意圖。
圖2是帶耙齒的掘進機截割頭及其伸縮結構和附帶鑽具的淺孔鑽具及液壓缸的俯視示意圖。
圖3是帶耙齒的掘進機截割頭及其伸縮結構和附帶鑽具的活動心軸尾端的壓力軸承及液壓缸結構示意圖
圖4是帶耙齒的掘進機截割頭及其伸縮結構和附帶鑽具的電動機軸心與心軸軸心同心時結構示意圖。
圖5是帶耙齒的掘進機截割頭及其伸縮結構和附帶鑽具的截割頭回縮時及耙齒剖面示意圖。
圖6是帶耙齒的掘進機截割頭及其伸縮結構和附帶鑽具的截割頭伸展時及耙齒剖面示意圖。
圖7是帶耙齒的掘進機截割頭及其伸縮結構和附帶鑽具的耙齒及固定方式示意圖。
圖8是帶耙齒的掘進機截割頭及其伸縮結構和附帶鑽具的花鍵套筒與花鍵心軸處由滾珠連接橫剖結構示意圖。
圖9是帶耙齒的掘進機截割頭及其伸縮結構和附帶鑽具的半軸承軸套結構的剖面示意圖。
圖10是帶耙齒的掘進機截割頭及其伸縮結構和附帶鑽具的花鍵套筒前端密封示意圖。
上述附圖中：1是電動機，2是截割臂的外殼，3是截割頭，4是截割頭內的過水孔，5是過水孔，6是橫向撥動的耙齒，7是縱向撥動的前排耙齒，8是縱縱向撥動的後排耙齒，9是強磁鐵，10是花鍵心軸，11是花鍵套筒，12是滾珠或滾柱，13是環形密封壓蓋，14是環形橡膠密封圈，15是軸承鋼材質的滾珠封蓋，16是固定螺絲，17是軸承，18是錐形軸承，19是環形密封壓蓋，20是環形橡膠密封圈，21是固定螺絲，22是大盤錐形齒輪，23是大齒盤齒輪預設的軸承座，24是半軸承軸套，25是心軸，26是滾珠或滾柱，27是壓力軸承，28是液壓缸附帶的推動壓力軸承的套環拉架，29是拉動心軸後退的套環，30是高壓水封，31是油封，32是帶帽的錐形齒輪，33是電機軸，34是油封，35是截割臂的上下活動的軸心，36是大轉盤外殼，37是截割臂的託架，38是液壓缸，39是液壓缸，40是淺孔鑽，41是淺孔鑽的跑軌，42是淺孔鑽，43是淺孔鑽的跑軌，44是液壓缸，45是大盤齒輪的密閉鋼板殼體，46是吊孔，47是液壓缸，48是太陽輪，49是行星輪，50是拉架，51是行星轉輪，52是油封，53是1公分厚的儲油密封鋼板，54是油封。
(五)具體實施方式
下面結合附圖和實施例進一步說明本實用新型。
上述附圖中：示出了本實用新型使用時的第一種實施例的構造；參見附圖，其基本構造是：帶耙齒的掘進機截割頭及其伸縮結構和附帶鑽具是現有的掘進機的截割臂和截割頭改制而成，現以某種260型掘進機為例說明，特徵是：仍使用原來煤巷掘進時的伸縮結構，伸縮活動量增至1米或更長，約外徑480毫米內徑200毫米的花鍵套筒11部分，隨之加長，且前端帶有約外徑350毫米內徑200毫米的滾珠擋蓋15、圓環密封圈14、和壓蓋13，它們的內側形狀與外徑200毫米的花鍵心軸10的外側吻合，用外徑50毫米的螺絲16固定，花鍵處最小套合長度大於35公分，外徑200毫米的花鍵心軸10採用軸承鋼材質，前沿與截割頭3連接，尾端加裝外徑150毫米，長1.9米的軸承鋼材質的圓鋼心軸25，花鍵心軸10與圓鋼心軸25實際是一體的同心臺階軸，圓鋼心軸25被外徑370毫米內徑150毫米的油封31密封，油封31和油封34及其油封座，固定在鋼板殼體45上，鋼板殼體45內側的底部儲存有齒輪油，在圓鋼心軸25上套有軸承鋼材質的外徑400毫米內徑150毫米寬200毫米的半軸承軸套24，半軸承軸套24兩側有防止滾珠26外攢的軸承鋼材質的50毫米厚的擋板，擋板有數個直徑30毫米的螺絲杆固定在軸承座23上，以便心軸25縱向自由移動，其尾部帶有外徑350毫米內徑120毫米厚120毫米的壓力軸承27和高壓水封30，內有直徑20毫米的過水孔5，高壓水可通過水封30、過水孔5從截割頭3噴水孔噴出，此時動力傳遞及減速，不再使用行星輪結構，而採用外嚙合齒合結構，電機1位置上移，帶有油封34的電動機出軸33的外徑130毫米寬150毫米的帶帽齒輪32，與外徑1300毫米，齒合面厚400毫米，T型邊沿的配重輪也是大盤齒輪22嚙合，大盤齒輪22附帶的外徑400毫米內徑150毫米深150毫米的軸承座23內鑲有半軸承軸套24，半軸承軸套24承託心軸25，大盤齒輪22與花鍵套筒11是一體的或焊接，花鍵套筒11被兩個軸承18、17固定，軸承18的外徑850毫米內徑550毫米厚250毫米，軸承17的外徑680毫米內徑400毫米厚250毫米，兩個軸承18、17被厚120毫米的截割臂外殼2固定，在外殼2前端設有圓環型密封圈20和壓蓋19，有直徑50毫米的螺絲21固定。
上述方案中，截割頭轉速調整為50100rpm，通過齒輪的速比調整實現，截割頭3外徑調整為800毫米，加裝了耙齒，耙齒是約70毫米見方中間較寬的尖頭耐磨方鋼或圓鋼，工作部位長約400毫米，有前排耙齒8、後排耙齒7和兩排左右撥動的耙齒6，兩排左右撥動的耙齒6均外斜，以方便清理兩側，扒渣時安上耙齒，縱向扒渣時前排耙齒8、後排耙齒7工作，橫向撥渣時，截割頭3轉180度，左右結構的兩排耙齒6工作，耙齒6、7、8的安裝部結構是一樣的，是長120毫米、約70毫米見方的耐磨方鋼或圓鋼，略帶梯形可方便裝卸，安裝部端頭鑲入的約直徑40毫米長50毫米的強磁鐵9使耙齒在工作時不會掉下，當然也可採用其它的、多樣的方便拆裝的活動固定方法如錐形螺絲式，不扒渣時拽下耙齒並把強磁鐵處戴上木質護套，防止因磁鐵吸引撞擊傷人；刮板、刮板槽規格及動力再加大些，可去掉掘進機前端的兩個轉盤，使用扒渣機的運渣結構，刮板槽上增設能隨時拿掉的能拉動大石塊的跑板，截割頭的吊孔46能吊動大石塊放在跑板上，在刮板槽尾端的上方有能拉動跑板的液壓電機。
上述方案中，推動心軸25活動的30噸力量的多節液壓缸47固定在截割臂2的託架37的適當位置，多節液壓缸47的伸出端頭，通過能承受60噸力量的拉架50的套環28推動壓力軸承27，壓力軸承27推動心軸25前推，另一個套環29拉動心軸後退，此套環29與拉架50是通過螺絲杆活動連接的，以方便拆裝；心軸25尾端裝高壓水封30即減小磨損又方便拆裝。
上述方案中，所有淺孔鑽是一個樣，可選用DX700型進口的，操控杆都放在現有的操作盤位置，液壓動力使用原來的因工作時間互換閒置的動力，或再增加動力，這種DX700型淺孔鑽用7、8年也不會壞，速度極快，用100毫米直徑的錘擊鑽頭打硬花崗巖，進1米只用1分鐘多點，淺孔鑽都能使用不同直徑的鑽杆，可將普通六稜鑽杆卡頭的尾端，上在淺孔鑽的螺絲頭上，用普通六稜鑽杆、一字42鑽頭打爆破孔，以及打數排幫助硬巖定向裂開的空孔，速度是極快的，打孔時裝上鑽杆，不打卸下，打大孔時使用錘擊鑽頭或套筒式錘擊鑽頭，以便快速掏心；上述所有推拉淺孔鑽的液壓缸力量，以適配DX700型淺孔鑽為準，液壓動力使用原來的因工作時間互換閒置的動力，或再增加動力。
上述方案中，本實用新型的總長度與寬度與原來基本沒有變化，故仍可使用原來的託架承重結構，使其豎向活動的液壓缸38及其承託結構不變；本實用新型基本是定性設計，待精密的力學計算後，機械尺寸可以適當調整，多出的重量可以調整其它部件來抵消；打黃油的位置基本與原來一致不再多述，只是半軸承軸套24的外側擋板45上有螺絲固定的活動擋蓋，打黃油時取下，打完蓋上。
上述附圖中：示出了本實用新型使用時的第二種實施例的構造；參見附圖，其基本構造是：電動機1軸心與心軸25軸心重合，外徑150毫米的心軸25從外徑520毫米內徑200毫米寬150毫米的太陽輪48和外徑300毫米內徑200毫米的電機軸33內穿過，仍使用原來的行星輪49結構，動力傳遞系統不變，行星轉輪51靠輪心部位，鑲嵌有固定心軸25的外徑400毫米內徑150毫米寬200毫米的半軸承軸套24，半軸承軸套24兩側有防止滾珠26外攢的軸承鋼材質的擋板，擋板有數個直徑30毫米的螺絲杆固定在行星轉輪51上，第一實施例是擋板固定在軸承座23上，其結構是一樣的；密封齒輪油的油封52、油封54分別用螺絲杆固定在密封鋼板53和電動機的密封鋼板上；其餘與第一實施例完全相同，此種結構因電動機1轉子軸承過大、截割臂系統過長，只適宜打大規格巷道。