本發(fā)明涉及地下空間工程的隧道開(kāi)挖、煤炭與礦產(chǎn)采掘領(lǐng)域，特別是涉及一種帶有雙截割頭的掘進(jìn)機(jī)截割機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

在地下空間工程的隧道開(kāi)挖、煤炭與礦產(chǎn)采掘等領(lǐng)域，巷道的掘進(jìn)是其中的重要環(huán)節(jié)，掘進(jìn)作業(yè)往往占據(jù)了工程建設(shè)的大部分時(shí)間。為了進(jìn)一步縮減掘進(jìn)作業(yè)時(shí)間，提高掘進(jìn)機(jī)的破巖掘進(jìn)能力和工作效率，掘進(jìn)機(jī)研發(fā)機(jī)構(gòu)與生產(chǎn)部門(mén)往往通過(guò)增大電機(jī)功率實(shí)現(xiàn)效率的提升，但勢(shì)必將加大整機(jī)生產(chǎn)成本與井下運(yùn)行成本，嚴(yán)重制約我國(guó)地下空間工程的高效、高產(chǎn)施工作業(yè)。

目前，地下空間工程施工中多采用懸臂式掘進(jìn)機(jī)，該類型掘進(jìn)機(jī)截割部多采用單截割臂、單截割頭結(jié)構(gòu)，適用于截割硬度在80MPa以下的巖層。對(duì)于高硬度的巖層上述截割機(jī)無(wú)法截割，且很可能造成截割機(jī)的損壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種提升掘進(jìn)機(jī)工作效率，快速掘進(jìn)、節(jié)約成本的帶有雙截割頭的掘進(jìn)機(jī)截割機(jī)構(gòu)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種帶有雙截割頭的掘進(jìn)機(jī)截割機(jī)構(gòu)，包括截割臂，所述截割臂的前端設(shè)有兩個(gè)截割頭，所述截割臂中心設(shè)有主軸，所述主軸上固定有第一錐齒輪，所述第一錐齒輪的一側(cè)設(shè)有第二錐齒輪，所述主軸上于所述第一錐齒輪的前方套設(shè)有第三錐齒輪，所述第三錐齒輪和所述第一錐齒輪同時(shí)與所述第二錐齒輪相嚙合，所述第三錐齒輪通過(guò)平鍵連接于轉(zhuǎn)盤(pán)，所述轉(zhuǎn)盤(pán)的前端設(shè)有第一直齒輪，所述第一直齒輪套接固定于所述主軸，所述第一直齒輪的兩側(cè)分別設(shè)有第二直齒輪與所述第一直齒輪相嚙合，每個(gè)所述第二直齒輪套接固定于一副軸，所述副軸的一端通過(guò)第一圓錐滾子軸承連接于所述轉(zhuǎn)盤(pán)，每個(gè)所述副軸的另一端安裝一個(gè)所述截割頭。

進(jìn)一步，所述截割臂的后端通過(guò)螺栓連接于行星齒輪減速器。

進(jìn)一步，所述截割臂的內(nèi)側(cè)通過(guò)第二圓錐滾子軸承連接于所述主軸。

進(jìn)一步，所述第一錐齒輪、所述第一直齒輪均通過(guò)鍵連接于所述主軸。

進(jìn)一步，所述第二錐齒輪一體延伸設(shè)有錐齒輪軸，所述截割臂的內(nèi)側(cè)設(shè)有第一通孔供所述錐齒輪軸進(jìn)入，所述錐齒輪軸通過(guò)角接觸軸承連接于所述第一通孔的內(nèi)壁。

進(jìn)一步，所述轉(zhuǎn)盤(pán)包括直徑不同的第一圓柱段和第二圓柱段，以及連接所述第一圓柱段和所述第二圓柱段之間的臺(tái)階段，所述第一圓柱段通過(guò)深溝球軸承套設(shè)于所述主軸上，所述第二圓柱段設(shè)置于所述第二直齒輪外圍，所述第二圓柱段的直徑大于所述第一圓柱段的直徑。

進(jìn)一步，所述臺(tái)階段設(shè)有第二通孔供所述副軸的端部進(jìn)入，所述副軸的端部通過(guò)所述第一圓錐滾子軸承連接于所述第二通孔的內(nèi)壁，所述副軸的端部設(shè)有端蓋，所述端蓋與所述轉(zhuǎn)盤(pán)固定連接。

進(jìn)一步，所述第一圓柱段的外圍設(shè)有套筒，所述套筒固定于所述截割臂，所述套筒通過(guò)第三圓錐滾子軸承連接于所述第一圓柱段。

進(jìn)一步，所述第三圓錐滾子軸承設(shè)有兩列，安裝方向相反。

進(jìn)一步，所述截割頭包括固定于所述副軸呈球錐柱形的切割頭，所述切割頭的頂端球面焊接有截割座，所述切割頭側(cè)壁錐柱面焊接有螺旋葉片，所述螺旋葉片朝向所述切割頭頂端的一側(cè)均勻布置有多個(gè)所述截割座，每一所述截割座上設(shè)有截齒。

本發(fā)明的有益效果：

通過(guò)第一錐齒輪、第二錐齒輪和第三錐齒輪之間的相互嚙合使轉(zhuǎn)盤(pán)相對(duì)主軸公轉(zhuǎn)，且與主軸的轉(zhuǎn)向相反，同時(shí)，主軸帶動(dòng)第一直齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，第二直齒輪與第一直齒輪相嚙合，帶動(dòng)截割頭自轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)方向與主軸轉(zhuǎn)向相反。雙截割頭繞主軸公轉(zhuǎn)，同時(shí)進(jìn)行同向自轉(zhuǎn)，增大了截割半徑和截割面積，提高了截割能力，使得在掘進(jìn)過(guò)程中更加容易破巖，達(dá)到快速掘進(jìn)的目的，能夠提高地下空間工程的破巖能力，縮短施工進(jìn)度時(shí)間，提高截割效率。本發(fā)明掘進(jìn)機(jī)截割機(jī)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)緊湊、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、破巖效果好，有效降低了掘進(jìn)比能耗。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明帶有雙截割頭的掘進(jìn)機(jī)截割機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中錐齒輪變向機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1中截割頭加速機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，1—截割臂、2—行星齒輪減速器、3—主軸、4—第一錐齒輪、5—第二錐齒輪、6—第三錐齒輪、7—錐齒輪軸、8—第一通孔、9—角接觸軸承、10—第一端蓋、11—平鍵、12—轉(zhuǎn)盤(pán)、13—第一圓柱段、14—第二圓柱段、15—臺(tái)階段、16—深溝球軸承、17—第二通孔、18—第一圓錐滾子軸承、19—第二端蓋、20—第一直齒輪、21—鍵、22—第二直齒輪、23—副軸、24—第二圓錐滾子軸承、25—套筒、26—第三圓錐滾子軸承、27—截割頭、28—切割頭、29—截割座、30—螺旋葉片、31—截齒、32—支撐座。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

需要說(shuō)明，本發(fā)明實(shí)施例中所有方向性指示(諸如上、下、左、右、前、后……)僅用于解釋在某一特定姿態(tài)(如附圖所示)下各部件之間的相對(duì)位置關(guān)系、運(yùn)動(dòng)情況等，如果該特定姿態(tài)發(fā)生改變時(shí)，則該方向性指示也相應(yīng)地隨之改變。

另外，在本發(fā)明中涉及“第一”、“第二”等的描述僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示其相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。另外，各個(gè)實(shí)施例之間的技術(shù)方案可以相互結(jié)合，但是必須是以本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)為基礎(chǔ)，當(dāng)技術(shù)方案的結(jié)合出現(xiàn)相互矛盾或無(wú)法實(shí)現(xiàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種技術(shù)方案的結(jié)合不存在，也不在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。

如圖1，本發(fā)明提供一種帶有雙截割頭的掘進(jìn)機(jī)截割機(jī)構(gòu)，包括截割臂1，截割臂1通過(guò)高強(qiáng)度螺栓連接于行星齒輪減速器2，行星齒輪減速器2后端連接于動(dòng)力機(jī)構(gòu)，一般為電機(jī)，截割臂1的前端設(shè)有兩個(gè)截割頭27，用于截割巖壁或煤層等。

截割臂1為圓筒狀金屬結(jié)構(gòu)，尾部外壁面擁有加強(qiáng)筋，內(nèi)部貫通，其中心設(shè)有主軸3，截割臂1中部有支撐座32，支撐座32通過(guò)雙列第二圓錐滾子軸承24連接于主軸3，實(shí)現(xiàn)截割臂1對(duì)主軸3的支承作用。行星齒輪減速器2輸出軸與主軸3之間通過(guò)聯(lián)軸器聯(lián)接，本實(shí)施例中行星齒輪減速器2由高速級(jí)與低速級(jí)兩部分組成。

如圖1及圖2，截割臂1內(nèi)設(shè)有錐齒輪變向機(jī)構(gòu)和截割頭加速機(jī)構(gòu)，截割頭加速機(jī)構(gòu)設(shè)置于錐齒輪變向機(jī)構(gòu)的前方。錐齒輪變向機(jī)構(gòu)包括位于支撐座32前方、套接于主軸3的第一錐齒輪4，第一錐齒輪4通過(guò)鍵21與主軸3連接，兩者共同轉(zhuǎn)動(dòng)。第一錐齒輪4的一側(cè)設(shè)有第二錐齒輪5，主軸3上于第一錐齒輪4的前方套設(shè)有第三錐齒輪6，第三錐齒輪6和第一錐齒輪4同時(shí)與第二錐齒輪5相嚙合，通過(guò)第一錐齒輪4、第二錐齒輪5和第三錐齒輪6的相互嚙合，使得第三錐齒輪6的轉(zhuǎn)向與主軸3的轉(zhuǎn)向相反，實(shí)現(xiàn)前端截割頭加速機(jī)構(gòu)的換向。第二錐齒輪5一體的延伸設(shè)有錐齒輪軸7，截割臂1的內(nèi)側(cè)設(shè)有第一通孔8供錐齒輪軸7進(jìn)入，錐齒輪軸7通過(guò)角接觸軸承9連接于第一通孔8的內(nèi)壁，因此可以將第二錐齒輪5設(shè)置在截割臂1上，錐齒輪軸7的外側(cè)設(shè)有第一端蓋10，第一端蓋10固定于截割臂1上，且遮住錐齒輪軸7的端部。第三錐齒輪6通過(guò)平鍵11連接于轉(zhuǎn)盤(pán)12，因此轉(zhuǎn)盤(pán)12與第三錐齒輪6共同轉(zhuǎn)動(dòng)。

如圖1及圖3，截割頭加速機(jī)構(gòu)設(shè)置于主軸3的前端，主軸3的前端套接有第一直齒輪20，第一直齒輪20通過(guò)鍵21連接于主軸3，第一直齒輪20的兩側(cè)分別設(shè)有第二直齒輪22，第二直齒輪22與第一直齒輪20相嚙合，每個(gè)第二直齒輪22套接固定于一副軸23，副軸23的一端通過(guò)第一圓錐滾子軸承18連接于轉(zhuǎn)盤(pán)12，每個(gè)副軸23的另一端安裝一個(gè)截割頭27。在本實(shí)施例中，第一直齒輪20的直徑是第二直齒輪22直徑的2倍，則第一直齒輪20與第二直齒輪22的傳動(dòng)比為1:2，因此第二直齒輪22的轉(zhuǎn)速是第一直齒輪20轉(zhuǎn)速的2倍，即截割頭27的轉(zhuǎn)速是主軸3轉(zhuǎn)速的2倍，且轉(zhuǎn)向相反，通過(guò)直齒輪的嚙合作用使得截割頭27的轉(zhuǎn)速增加，提高其破巖能力，能夠快速掘進(jìn)。

轉(zhuǎn)盤(pán)12包括直徑不同的第一圓柱段13和第二圓柱段14，以及連接第一圓柱段13和第二圓柱段14之間的臺(tái)階段15，第一圓柱段13的端部通過(guò)深溝球軸承16套設(shè)于主軸3上，第二圓柱段14設(shè)置于第二直齒輪22外圍，第二圓柱段14的直徑大于第一圓柱段13的直徑。第一圓柱段13的外圍設(shè)有套筒25，套筒25的外側(cè)固定于截割臂1，套筒25的內(nèi)側(cè)通過(guò)第三圓錐滾子軸承26連接于第一圓柱段13，以對(duì)轉(zhuǎn)盤(pán)12起到支承作用。在本實(shí)施例中，第三圓錐滾子軸承26設(shè)有兩列，安裝方向相反。臺(tái)階段15設(shè)有第二通孔17供副軸23的端部進(jìn)入，副軸23的端部通過(guò)第一圓錐滾子軸承18連接于第二通孔17的內(nèi)壁，副軸23的端部設(shè)有第二端蓋19，第二端蓋19與轉(zhuǎn)盤(pán)12固定連接。

如圖1，截割頭27包括固定于副軸23上、呈球錐柱形的切割頭28，切割頭28的頂端球面焊接有截割座29，切割頭28側(cè)壁錐柱面焊接有螺旋葉片30，螺旋葉片30為多段葉片，螺旋葉片30自切割頭28的柱面底端向錐面頂端方向、沿切割頭28的外周壁面延伸，螺旋葉片30在切割頭28柱面外壁呈圓柱螺旋線線型排布焊接，在切割頭28錐面外壁呈圓錐螺旋線線型排布焊接。螺旋葉片30朝向切割頭28頂端的一側(cè)均勻布置有多個(gè)截割座29，每一截割座29上設(shè)有截齒31，通過(guò)截割頭27上設(shè)置的多個(gè)截齒31可以對(duì)煤巖進(jìn)行截割。

本發(fā)明的工作過(guò)程是：動(dòng)力經(jīng)由行星齒輪減速器2傳遞到主軸3，通過(guò)錐齒輪變向機(jī)構(gòu)使截割頭加速機(jī)構(gòu)相對(duì)主軸3反向公轉(zhuǎn)，通過(guò)截割頭加速機(jī)構(gòu)的直齒輪外嚙合使兩截割頭27反向加速自轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)雙截割頭27繞主軸3公轉(zhuǎn)，同時(shí)進(jìn)行同向自轉(zhuǎn)，截割頭27自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速是公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的兩倍。

本發(fā)明通過(guò)在截割臂1前端設(shè)置雙截割頭27，且雙截割頭27繞主軸3公轉(zhuǎn)，同時(shí)進(jìn)行同向自轉(zhuǎn)，且增加了自轉(zhuǎn)速度，增大了截割半徑和截割面積，同時(shí)增加了截齒31的截割力，使得在掘進(jìn)過(guò)程中更加容易破巖，達(dá)到快速掘進(jìn)的目的，能夠提高地下空間工程的破巖能力，縮短施工進(jìn)度時(shí)間，提高截割效率。本發(fā)明掘進(jìn)機(jī)截割機(jī)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)緊湊、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、破巖效果好，有效降低了掘進(jìn)比能耗。

以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。