掘进机伸缩式切割机构的制作方法

本实用新型涉及一种煤矿用掘进机伸缩式切割机构，可安装在煤矿悬臂式巷道掘进机上，主要用于执行煤矿巷道掘进时的掏槽及落料作业。

背景技术：

传统的煤矿用掘进机伸缩式切割机构，其伸缩式结构主要有两种，一种是矩形框架式，一种是圆筒式动力部分体内伸缩。前者的缺点是加工困难、滑动副间隙难保证、易磨损、不易维护，后者的缺点是结构复杂、可靠性和可维护性差。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种掘进机伸缩式切割机构，其结构简单、易于加工制造，且可靠性高、可维护性好。

本实用新型的主要技术方案有：

一种掘进机伸缩式切割机构，包括由前向后依次同轴连接的截割头、工作臂、减速器和截割电机，所述减速器和截割电机均固定安装在伸缩臂内，所述伸缩臂插接于固定臂的前部内孔中并与所述固定臂前后滑动配合，所述固定臂的后部的内部横向的一侧安装有一个推进油缸，所述推进油缸的缸筒和缸杆一个与所述固定臂连接，一个与所述伸缩臂连接，所述推进油缸的伸缩方向为前后方向。

所述伸缩臂与固定臂滑动配合处的横截面形状为圆形。

所述截割电机采用空心轴电机，内喷雾水管从电机中心孔穿过。

所述伸缩臂与固定臂之间还设有多处导向装置。

所述导向装置包括导向平键和与所述导向平键滑动配合的导向键槽，所述导向平键安装在所述伸缩臂的后部外表面上，所述导向键槽设置在所述固定臂的前部内孔的后段孔壁上，所述导向平键和导向键槽前后延伸。

所述导向平键有两处，在所述伸缩臂的后部圆周方向间隔180度设置，并分别位于所述推进油缸的横向的两侧。

所述掘进机伸缩式切割机构还优选包括抱紧装置，所述抱紧装置包括闸片和闸片座，所述闸片采用高强度弹簧钢，所述闸片座的主体和所述闸片均为圆筒形结构，所述闸片同轴固定在所述闸片座的主体上，所述闸片的内表面为圆柱面，所述闸片的前部外表面为前小后大的外圆锥面，安装状态下位于所述闸片座的前方，所述闸片座的主体的外周与多个活塞缸的缸杆或缸筒固定连接，所述活塞缸的缸筒或缸杆相对所述固定臂固定安装，所述多个活塞缸沿圆周方向间隔分布，且其缸杆的伸缩方向均沿着所述闸片的轴向，所述抱紧装置套在所述伸缩臂上，并位于所述固定臂靠近轴心的轴向中断处，所述固定臂紧邻中断处的前部的内孔设置为内圆锥面，其锥度等于所述闸片的前部外表面的锥度，通过将所述闸片的前部插入所述固定臂紧邻中断处的前部内孔中，消除所述固定臂与伸缩臂之间的间隙。

所述闸片座可以由两片中部呈圆弧形、两端带耳座的闸片座单元拼接组成，所述耳座沿中部的圆弧形的径向向外延伸，两个闸片座单元之间两个耳座贴合固定，所述闸片座的主体的外周通过所述耳座与所述活塞缸的缸杆或缸筒固定连接。

所述闸片上沿整个圆周均匀设有多个前缺口和多个后缺口，所述前缺口和后缺口均为沿所述闸片的轴向延伸的窄缝结构，其长度大于所述闸片的轴向尺寸的一半，所述前缺口的唯一开口在所述闸片的前边缘，所述后缺口的唯一开口在所述闸片的后边缘，所述前缺口和后缺口一一间隔排列。

本实用新型的有益效果是：

由于截割头、工作臂、减速器、伸缩臂和截割电机连接成一个整体，该整体内部部件之间不再有伸缩，而是整体相对固定臂进行伸缩，也相应取消了传统切割机构伸缩时的花键导向的复杂结构，使本实用新型的切割机构的结构更加简单，加工制造更加容易，动力部刚性更好，伸缩行程还可以设计得更大。

由于截割电机采用空心轴电机，且电机内置于伸缩臂，内喷雾水管可从截割电机的中心孔穿过，显著减小了内喷雾水封的尺寸，提高了内喷雾系统的可靠性和可维护性。

由于将推进油缸置于固定臂的内部，可以使推进油缸得到充分的保护。

由于伸缩滑动的导向部分采用圆筒形式，两侧设有导向键，相比传统的矩形框架式伸缩结构，更易于制造，且可靠性高，相比传统的圆筒式动力部分体内伸缩式伸缩结构，结构更简单，可靠性更高，也更易于维护。

附图说明

图1为本实用新型的一个实施例的分解结构示意图；

图2为过图1的伸缩轴心线的纵向截面示意图(伸出状态)；

图3为过图1的伸缩轴心线的水平截面示意图(伸出状态)；

图4为所述截割头、工作臂、减速器、伸缩臂和截割电机组成的单元整体的外部结构示意图；

图5为所述固定臂的外部结构示意图；

图6为所述抱紧装置的一个实施例的结构示意图。

附图标记说明：

1.截割头；2.工作臂；3.减速器；4.伸缩臂；5.截割电机；6.固定臂；7.推进油缸；8.导向平键；9.导向键槽；10.抱紧装置；101.闸片；102.闸片座；103.活塞缸；104.螺纹联接件。

具体实施方式

本实用新型公开了一种掘进机伸缩式切割机构(可简称切割机构)，如图1-5所示，包括由前向后依次同轴连接的截割头1、工作臂2、减速器3和截割电机5，所述减速器和截割电机均固定安装在伸缩臂4内，所述伸缩臂插接于固定臂6的前部内孔中并与所述固定臂前后滑动配合，所述固定臂的后部的内部横向一侧安装有一个推进油缸7，所述推进油缸的缸筒和缸杆一个与所述固定臂连接，一个与所述伸缩臂连接，所述推进油缸的伸缩方向为前后方向。

本实施例中所述推进油缸的缸筒固定在固定臂上，缸杆与所述伸缩臂固定连接，所述推进油缸伸缩时，缸杆带动所述伸缩臂相对所述固定臂前后伸缩。与传统的切割机构中设置两个左右对称布置的推进油缸相比，结构更为简单。由于所述截割头、工作臂、减速器、伸缩臂和截割电机安装成为一个单元整体(如图4所示)，当伸缩臂前后移动时该单元内部各组成部分同步移动，相互间无伸缩运动，省去了传统切割机构中体内伸缩时的复杂的花键导向结构，不仅使切割机构的结构得到了简化，提高了切割机构的工作可靠性，还提高了伸缩结构的刚性。

所述伸缩臂与固定臂滑动配合处的横截面形状为圆形。

所述截割电机采用空心轴电机，内喷雾水管从电机中心孔穿过，与传统的采用实心轴电机且内喷雾水管通过胶管直接连接到工作臂相比，可以显著减小内喷雾水封的尺寸，提高内喷雾系统的可靠性和可维护性。

所述伸缩臂与固定臂之间还优选设有多处导向装置，起导向作用，使伸缩运动更加平稳、顺畅，同时还能防止所述伸缩臂与固定臂之间发生相对转动。

所述导向装置可以包括导向平键8和与所述导向平键滑动配合的导向键槽9，所述导向平键安装在所述伸缩臂的后部外表面上，所述导向键槽设置在所述固定臂的前部内孔的后段孔壁上，所述导向平键和导向键槽前后延伸。图3中右侧导向平键表示所述导向键槽的右端起点。所述导向平键可以通过螺栓固定连接在所述伸缩臂上。本实施例中所述导向键槽处可以设置成镂空结构。

本实施例中，所述导向平键有两处，在所述伸缩臂的后部圆周方向间隔180度设置，并分别位于所述推进油缸的横向的两侧。

所述掘进机伸缩式切割机构还优选包括抱紧装置10，如图6所示，所述抱紧装置包括闸片101和闸片座102，所述闸片座的主体和所述闸片均为圆筒形结构，所述闸片同轴固定在所述闸片座的主体上。所述闸片的内表面为圆柱面，所述闸片的前部外表面为前小后大的外圆锥面，安装状态下位于所述闸片座的前方，所述闸片座的主体的外周与多个活塞缸103的缸杆或缸筒固定连接，所述活塞缸的缸筒或缸杆相对所述固定臂固定安装，所述多个活塞缸沿圆周方向间隔分布，且其缸杆的伸缩方向均沿着所述闸片的轴向，也即前后方向。所述抱紧装置套在所述伸缩臂上，并位于所述固定臂靠近轴心的轴向中断处(所述固定臂在远离轴心的部分仍然保持为前后连续的整体)。所述固定臂紧邻中断处的前部的内孔设置为内圆锥面，其锥度等于所述闸片的前部外表面的锥度，通过将所述闸片的前部楔入所述固定臂紧邻中断处的前部内孔，消除伸缩臂与固定臂之间的间隙，使固定臂和伸缩臂之间无相对运动，即实现了“抱紧”。采用抱紧装置可以明显提高切割机构的刚性，降低切割时的振动冲击，减少磨损，提升切割机构的可靠性和寿命。

所述闸片座的主体的内径应大于所述闸片的内径。

所述闸片的材料优选采用高强度弹簧钢。

缸杆相对缸筒伸缩时，所述闸片座带动所述闸片前后往复移动，所述闸片靠前和靠后两个位置分别对应所述抱紧装置处于抱紧和松开两种状态。

本实施例中，所述活塞缸有两个，互成180度布置。

所述闸片座可以由两片中部呈圆弧形、两端带耳座的闸片座单元拼接组成，所述耳座沿中部的圆弧形的径向向外延伸，两个闸片座单元之间两个耳座贴合，并通过螺纹联接件104固定，所述闸片座的主体的外周通过所述耳座与所述活塞缸的缸杆或缸筒固定连接。

所述活塞缸优选采用单作用、单出杆活塞缸，其有杆腔内置有碟形弹簧。所述碟形弹簧套在缸杆上。流体介质通过接头进入无杆腔，推动缸杆外伸。当流体介质通过接头回油时，有杆腔内的碟形弹簧回弹，使缸杆缩回。

所述闸片的后部可以设有外圆柱面，外圆锥面与外圆柱面前后邻接，所述闸片的后部固定嵌装在所述闸片座中，安装状态下所述外圆柱面的前部优选外露于所述闸片座的前方。所述外圆柱面的外径通常等于所述外圆锥面的最大直径。

本实施例中，所述闸片的后部具体可以是外圆柱面上还优选设有一圈径向外凸的环台，所述闸片座的主体的内孔壁上对应设有一圈环槽，所述环台径向嵌入所述环槽中，以此实现所述闸片与闸片座的主体的固定连接。所述环槽对闸片可以起到很好的径向和轴向双方向的限位作用。拆卸时，至少先拆下一个所述闸片座单元，再取出所述闸片。

所述闸片上沿整个圆周均匀设有多个前缺口和多个后缺口，所述前缺口和后缺口均为沿所述闸片的轴向延伸的窄缝结构，其长度大于所述闸片的轴向尺寸的一半，所述前缺口的唯一开口在所述闸片的前边缘，所述后缺口的唯一开口在所述闸片的后边缘，所述前缺口和后缺口一一间隔排列，组成s型缺口。利用s型缺口的变形，当所述抱紧装置处于抱紧状态时，所述闸片的前部与内外相邻其他零件之间可以楔得更紧，因此可以使抱紧更可靠。

在做伸缩动作前，先让所述抱紧装置的活塞缸的无杆腔进油，活塞和缸杆带动闸片座和闸片向后移动，从而解锁抱紧装置的锥形的闸片，使固定臂与伸缩臂之间恢复间隙，确保伸缩动作顺利进行。当伸缩动作停止后、切割机构准备作业前，使抱紧装置的活塞缸的无杆腔回油，通过活塞缸有杆腔内的碟形弹簧推动闸片座和闸片向前移动，闸片向前抱紧所述伸缩臂，消除固定臂和伸缩臂之间的滑动副间隙，保持准刚性，有效降低切割时的振动冲击，提升切割机构的工作可靠性和使用寿命。

通过设置所述抱紧装置，作业时固定臂与伸缩臂之间保持相对静止，因此可以减少固定臂内孔壁上固定的耐磨套的磨损，提高切割机构的使用寿命。