截割机构和掘进机的制作方法

本发明涉及隧道开掘技术领域，更具体地，涉及一种截割机构和掘进机。

背景技术：

目前，截割机构主要应用在盾构机、掘进机等隧道开掘设备：盾构机截割刀盘上设置有滚齿，但滚齿上的滚刀轮片只能滚动，而滚齿本身不能沿机构本身轴线转动；掘进机截割头上通常挂有镐形截齿，没有挂滚齿形式的刀具，其可以绕自身齿柄轴线周向转动，但不能滚动。针对硬岩隧道，若采用上述的截割机构，对于盾构机和掘进机分别存在以下缺点：

1)盾构机滚齿的滚刀轮片只能滚动，不能沿自身安装在截割装置的轴的轴线旋转，这导致滚刀在滚动的同时受到掰弯力，从而减小滚刀轮片的使用寿命，增加了截割装置的功率输出；

2)掘进机截割装置上安装的截割刀具为镐齿，截割硬岩时，镐齿虽能沿自身轴线转动，但是不能滚动，导致镐齿与岩壁间主要为滑动摩擦，导致镐齿损耗大，且截割阻力相对较大，增加了截割装置的功率输出。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的第一个方面提供了一种截割机构。

本发明的第二个方面提供了一种掘进机。

有鉴于此，本发明的第一个方面提出了一种截割机构，用于掘进机，包括：截割头体；至少一个滚齿组件，可转动地设置在截割头体上，至少一个滚齿组件设置有滚齿和可相对于滚齿转动的刀头。

本发明提供的一种截割机构，包括截割头体和设置在截割头体上的至少一个滚齿组件，其中至少一个滚齿组件可以在截割头体上转动，同时至少一个滚齿组件设置有滚齿和可相对于滚齿转动的刀头。这样的结构设计实现了至少一个滚齿组件本身可以绕自身轴线进行转动，同时其刀头可滚动进行截割。当掘进机工作时，截割头体旋转，此时至少一个滚齿组件跟随截割头体沿头体轴线旋转进行截割岩石，由于至少一个滚齿组件可绕自身轴线转动，故，至少一个滚齿组件可自适应调整转动，使至少一个滚齿组件中的刀头转动方向与截割头体的旋转方向一致，使至少一个滚齿组件的施力完全作用于岩石上，提高了压破岩石的工作效率，避免了因至少一个滚齿组件与截割头体转动方向不一致而产生侧向弯力，进而增大至少一个滚齿组件损耗的情况发生，降低了截割机构的功率输出；同时，至少一个滚齿组件中的刀头可以转动，在截割过程中，刀头转动使得刀头与岩壁之间主要为滚动摩擦，而不是滑动摩擦，减少了刀头的损耗，提高了刀头的使用寿命，且降低了整体的截割阻力，从而减少了截割机构的功率输出。本发明提供的截割机构通过将至少一个滚齿组件可转动地设置在截割头体上，且使至少一个滚齿组件的刀头可相对于滚齿转动，进而实现刀头相对于截割头体进行多方位、多角度及多维度地转动，进而使得刀头始终正压于硬岩上，保证了掘进机高效的工作状态，提升了产出的使用性能及用户体验。

另外，根据本发明提供的上述的截割机构，还可以具有以下附加技术特征：

在上述技术方案中，优选地，滚齿为叉形滚齿；其中，安装轴穿过刀头将刀头安装在叉形滚齿上。

在该技术方案中，滚齿为叉形滚齿且刀头通过安装轴安装在叉形滚齿上，从而实现刀头可绕安装轴滚动，使得刀头与岩壁之间的摩擦主要为滚动摩擦，进而减小了对刀头的损耗延长了刀头及滚齿的使用寿命，同时降低了截割机构的输出功率，进而降低了生产成本。解决了相关技术中，掘进机截割机构上安装的截割刀具为镐齿，且镐齿不能相对于安装镐齿的安装轴而滚动，进而导致镐齿损耗及截割阻力较大，进而增加截割机构的功率输出的问题。同时，该结构设置合理，有效地利用了刀头相对于滚齿的安装空间，减小了至少一个滚齿组件的体积，降低了生产成本，且便于后续的拆解及维护。

在上述任一技术方案中，优选地，安装轴与刀头的配合处设置有衬套。

在该技术方案中，安装轴与刀头的配合安装处设置有衬套，衬套的设置使刀头与安装轴的安装更加稳定，避免连接处出现空隙，影响工作过程中刀头滚动时与安装轴出现较大的摩擦力或碰撞，造成刀头与安装轴的磨损，进而影响到刀头和滚齿的使用寿命的情况发生。

在上述任一技术方案中，优选地，叉形滚齿的叉口处设置有倒角。

在该技术方案中，在叉形滚齿的叉口处设置有倒角，倒角的设置方便刀头的安装，在安装过程中起到导向作用，避免安装过程中的安装不便，同时在工作过程中，倒角的设置避免了叉形滚齿与刀头的接触摩擦，从而对刀头造成损伤或划伤，保护了刀头，避免了刀头的损伤。

在上述任一技术方案中，优选地，滚齿远离刀头一端设置有定位槽。

在该技术方案中，在滚齿远离刀头一端设置有定位槽，定位槽在滚齿安装时起到定位作用，易于滚齿的安装，同时使滚齿可固定于截割机构中，方便整体的安装与拆卸。

在上述任一技术方案中，优选地，截割机构还包括：安装座，设置在截割头体上，至少一个滚齿组件可转动地设置在安装座上。

在该技术方案中，截割机构中设置有安装座，且安装座设置在截割头体上，用于来安装至少一个滚齿组件，使得至少一个滚齿组件可转动的安装在安装座上，至少一个滚齿组件相对于截割头体转动的设置利于截割过程中的至少一个滚齿组件的自适应调整，进而减少了刀头的损耗，提升了产品的使用性能。

在上述任一技术方案中，优选地，至少一个滚齿组件可转动地设置在截割头体的安装孔内。

在该技术方案中，至少一个滚齿组件可转动的设置在截割头体的安装孔内，截割头体设置有安装至少一个滚齿组件的安装孔，至少一个滚齿组件直接与截割头体的安装孔内连接，节省了一定的安装空间，同时方便了至少一个滚齿组件的固定与安装，简单易于装卸。

在上述任一技术方案中，优选地，刀头为圆刀片。

在该技术方案中，至少一个滚齿组件中的刀头设置为圆刀片，由于刀片在截割工作过程中是滚动状态，因此圆形的刀片更易于刀头的滚动截割，使其作用力均匀稳定的作用于岩石，不会因受力不平衡导致刀头或者至少一个滚齿组件的磨损加剧，减少了刀头工作过程中的摩擦损耗，降低了刀头与岩壁之间的阻力，进而减少了截割机构的输出功率。

在上述任一技术方案中，优选地，至少一个滚齿组件均布在截割头体上。

在该技术方案中，至少一个滚齿组件均匀分布在截割头体上，在截割过程中，截割头体绕其轴线旋转，而至少一个滚齿组件的均匀分布使其在截割过程中，与岩壁接触的滚齿组件持续均匀的对岩壁施力压破，不会出现一侧施力过大导致截割不均匀，从而导致截割机构受到较大阻力，进而增加了截割机构的能耗的问题，同时，减少了对至少一个滚齿组件的损耗，延长了其寿命。

在上述任一技术方案中，优选地，截割头体为圆盘式截割头体或圆锥式截割头体。

在该技术方案中，截割头体设置为圆盘式或圆锥式，而圆锥式或圆盘式易于整体截割机构的掘进，且周侧与岩壁接触均匀，受力相同，易于压破硬岩，提高整体的破岩效率，同时圆盘或圆锥式的截割头体可以提供更大的表面来放置至少一个滚齿组件，进而提高掘进效果，大大提升工作效率。

本发明的第二个方面提出了一种掘进机，包括第一方面中任一技术方案中所述的截割机构。

本发明提供的掘进机，因包括如第一方面中任一项所述的截割机构，因此具有上述截割机构的全部有益效果，在此不做一一陈述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明的一个实施例的截割机构的结构示意图；

图2是本发明的一个实施例的截割机构的结构示意图；

图3是本发明的一个实施例中滚齿组件的结构示意图。

其中，图1至图3中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1截割机构，12截割头体，14滚齿组件，142滚齿，144刀头，146定位槽，16安装座。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图3描述根据本发明一些实施例所述截割机构1和掘进机。

如图1至图3所示，根据本发明的第一方面实施例提出了一种截割机构1，用于掘进机，包括：截割头体12；至少一个滚齿组件14，可转动地设置在截割头体12上，至少一个滚齿组件14设置有滚齿142和可相对于滚齿142转动的刀头144。

本发明提供的一种截割机构1，包括截割头体12和设置在截割头体12上的至少一个滚齿组件14，其中至少一个滚齿组件14可以在截割头体12上转动，同时至少一个滚齿组件14设置有滚齿142和可相对于滚齿142转动的刀头144。这样的结构设计实现了至少一个滚齿组件14本身可以绕自身轴线进行转动，同时其刀头144可滚动进行截割。当掘进机工作时，截割头体12旋转，此时至少一个滚齿组件14跟随截割头体12沿头体轴线旋转进行截割岩石，由于至少一个滚齿组件14可绕自身轴线转动，故，至少一个滚齿组件14可自适应调整转动，使至少一个滚齿组件14中的刀头144转动方向与截割头体12的旋转方向一致，使至少一个滚齿组件14的施力完全作用于岩石上，提高了至少一个滚齿组件14压破岩石的效率，避免了至少一个滚齿组件14与截割头体12转动方向不一致而产生的侧向弯力，降低了至少一个滚齿组件14的损耗，减少了截割机构的功率输出；同时，至少一个滚齿组件14中的刀头144可以转动，在截割过程中，刀头144转动使得刀头144与岩壁之间主要为滚动摩擦，而不是滑动摩擦，减少了刀头144的损耗，提高了刀头144的使用寿命，且降低了整体的截割阻力，从而减少了截割机构1的功率输出。本发明提供的截割机构1通过将至少一个滚齿组件14可转动地设置在截割头体12上，且使至少一个滚齿组件14的刀头可相对于滚齿142转动，进而实现刀头144相对于截割头体12进行多方位、多角度及多维度地转动，进而使得刀头144始终正压于硬岩上，保证了掘进机高效的工作状态，提升了产出的使用性能及用户体验。

在本发明的一个实施例中，优选地，如图3所示，滚齿142为叉形滚齿142；其中，安装轴穿过刀头144将刀头144安装在叉形滚齿142上。

在该实施例中，滚齿142为叉形滚齿142且刀头144通过安装轴安装在叉形滚齿142上，从而实现刀头144可绕安装轴滚动，使得刀头144与岩壁之间的摩擦主要为滚动摩擦，进而减小了对刀头144的损耗延长了刀头144及滚齿142的使用寿命，同时降低了截割机构1的输出功率，进而降低了生产成本。解决了相关技术中，掘进机截割机构上安装的截割刀具为镐齿，且镐齿不能相对于安装镐齿的安装轴而滚动，进而导致镐齿损耗及截割阻力较大，进而增加截割机构1的功率输出的问题。同时，该结构设置合理，有效地利用了刀头144相对于滚齿142的安装空间，减小了至少一个滚齿组件14的体积，降低了生产成本，且便于后续的拆解及维护。

在本发明的一个实施例中，优选地，安装轴与刀头144的配合处设置有衬套。

在该实施例中，安装轴与刀头144的配合安装处设置有衬套，衬套的设置使刀头144与安装轴的安装更加稳定，避免连接处出现空隙，影响工作过程中刀头144滚动时与安装轴出现较大的摩擦力或碰撞，造成刀头144与安装轴的磨损，进而影响到刀头144和滚齿142的使用寿命的情况发生。

如图3所示，在本发明的一个实施例中，优选地，叉形滚齿142的叉口处设置有倒角。

在该实施例中，在叉形滚齿142的叉口处设置有倒角，倒角的设置方便刀头144的安装，在安装过程中起到导向作用，避免安装过程中的安装不便，同时在工作过程中，倒角的设置避免了叉形滚齿142与刀头144的接触摩擦，从而对刀头144造成损伤或划伤，保护了刀头144，避免了刀头144的损伤。

在本发明的一个实施例中，优选地，滚齿142远离刀头144一端设置有定位槽146。

在该实施例中，在滚齿142远离刀头144一端设置有定位槽146，定位槽146在滚齿142安装时起到定位作用，易于滚齿142的安装，同时使滚齿142可固定于截割机构1中，方便整体的安装与拆卸。

如图1所示，在本发明的一个实施例中，优选地，截割机构1还包括：安装座16，设置在截割头体12上，至少一个滚齿组件14可转动地设置在安装座16上。

在该实施例中，截割机构1中设置有安装座16，其设置在截割头体12上，用于来安装至少一个滚齿组件14，使至少一个滚齿组件14可转动的安装在安装座16上，至少一个滚齿组件14相对于截割头体12转动的设置利于截割过程中的至少一个滚齿组件14的自适应调整，进而减少了刀头144的损耗，提升了产品的使用性能。

在本发明的一个实施例中，优选地，至少一个滚齿组件14可转动地设置在截割头体12的安装孔内。

在该实施例中，至少一个滚齿组件14可转动的设置在截割头体12的安装孔内，截割头体12设置有安装至少一个滚齿组件14的安装孔，至少一个滚齿组件14直接与截割头体12伸入孔内连接，节省了一定的安装空间，同时方便了至少一个滚齿组件14的固定与安装，简单易于装卸。

如图3所示，在本发明的一个实施例中，优选地，刀头144为圆刀片。

在该实施例中，滚齿组件14中的刀头144设置为圆刀片，由于刀片在截割工作过程中是滚动状态，因此圆形的刀片更易于刀头144的滚动截割，使其作用力均匀稳定的作用于岩石，不会因受力不平衡导致刀头144或者至少一个滚齿组件14的磨损加剧，减少了刀头144工作过程中的摩擦损耗，降低了与岩壁之间的阻力，进而减少了截割机构1的输出功率。

在本发明的一个实施例中，优选地，至少一个滚齿组件14均布在截割头体12上。

在该实施例中，至少一个滚齿组件14均匀分布在截割头体12上，这样，在截割过程中，截割头体12绕轴线旋转，而至少一个滚齿组件14的均匀分布使其在截割过程中，与岩壁接触的至少一个滚齿组件14持续均匀的对岩壁施力压破，不会出现一侧施力过大导致截割不均匀，从而导致截割机构1受到较大阻力，进而增加了截割机构1的能耗的问题，减少了对至少一个滚齿组件14的损耗，延长了其寿命。

在本发明的一个实施例中，优选地，截割头体12为圆盘式截割头体12或圆锥式截割头体12。

在该实施例中，如图1和图2所示，截割头体12设置为圆盘式或圆锥式，而圆锥式或圆盘式易于整体截割机构1的掘进，且周侧与岩壁接触均匀，受力相同，易于压破硬岩，提高整体的破岩效率，同时圆盘或圆锥式的截割头体12可以提供更大的表面来放置至少一个滚齿组件14，进而提高掘进效果，大大提升工作效率。

具体实施例中，截割机构中的至少一个滚齿组件14既可以自适应转动，使得至少一个滚齿组件14的刀头144的滚动方向与截割机构1的转动方向一致，从而有效提高刀头144的碾压岩石的效率，降低刀头144所受侧弯力，进而降低滚齿142的损耗，降低损耗成本；同时，刀头144可绕安装轴滚动，使得刀头与岩壁之间的摩擦主要为滚动摩擦，进而减小了对刀头144的损耗延长了刀头及滚齿142的使用寿命，降低了截割机构1的输出功率，进而降低了生产成本。解决了相关技术中，截割机构1上安装的截割刀具为镐齿，且镐齿不能相对于安装镐齿的安装轴而滚动，进而导致镐齿损耗及截割阻力较大，进而增加截割机构的功率输出的问题。

根据本发明的第二方面实施例，还提出了一种掘进机，包括本发明的第一方面实施例所述的截割机构1。

本发明提供的掘进机，因包括第一方面实施例所述的截割机构1，因此具有上述截割机构1的全部有益效果，在此不做一一陈述。

在本发明的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。