一种滚刀式截割头的制作方法与工艺

本发明涉及一种滚刀式截割头，其是一种适用于矸石、小断层的岩石破碎以及破碎较大硬度的滚刀式截割头。

背景技术：
随着我国煤炭的大规模开采，巷道掘进作为其中的重要一环，占据了相当一部分作业时间，为了进一步减少掘进作业时间以及提高掘进机掘进较硬岩石时的工作效率和使用寿命，掘进机的改进研发逐渐被提上日程。因此，提高掘进机的掘进能力和掘进效率对提高采煤效率具有重要意义。目前，掘进机的掘进能力和已经能够达到破碎软岩和较软岩石的要求，但由于传统掘进机截割头本身的可靠性、破岩能力和结构方式的限制，仅能破碎常规岩石且损耗严重。为解决目前采掘进机截割头破岩能力差，刀具磨损消耗大的缺陷，需要开展对掘进机截割头的研究，探索新的破岩机构。目前国内使用的掘进机截割头上使用的刀具皆为镐型截齿，在截割硬质岩石时镐型截齿对硬质岩石的破碎能力有限，磨损严重。因此，为有效解决掘进机截割头破碎常规岩石、硬岩时存在的问题，利用滚刀极强的挤压磨碎能力，开发了一种强力、高效的滚刀式截割头。

技术实现要素：
技术问题：本发明的目的是克服已有掘进机截割头破岩能力不强、刀具消耗严重的缺点，提供一种结构合理、破岩能力强的滚刀式截割头。技术方案：为实现上述目的，本发明的滚刀式截割头，包括头体、设在头体上的镐型截齿，头体设在输入轴机构上，所述的镐型截齿以螺旋排列焊于头体的前端面上，所述头体的外缘周上均布有多个刀盘机构，头体的内部设有分别与多个刀盘机构相连的多个锥齿轮传动机构，多个锥齿轮传动机构分别与输入轴机构齿轮相连；所述输入轴机构前端通过防松螺栓与头体固定在一起；所述的输入轴机构包括截割头输入轴，截割头输入轴的中部设有截割头输入轴直齿轮，截割头输入轴的前部设有截割头输入轴花键、与截割头输入轴花键相配合的内花键套，内花键套的前端设有防松螺栓，防松螺栓穿过头体和内花键套与截割头输入轴固定在一起；截割头输入轴的后部设有套装在摇臂内的滚子轴承和套筒，所述的滚子轴承的端部和套筒的端部分别设有定位挡圈，滚子轴承通过挡圈、轴端以及套筒实现轴向定位，且套筒另一端通过挡圈定位；所述的锥齿轮传动机构包括小锥齿轮、轴承、挡尘环、小锥齿轮传动轴、大锥齿轮、大锥齿轮传动轴、套筒、传动轴直齿轮、球轴承和端盖；所述的大锥齿轮传动轴经球轴承设在与头体固定相连的轴承座上，球轴承通过套筒或轴肩实现轴向定位；大锥齿轮传动轴前部经平键所述的大锥齿轮设在大锥齿轮传动轴前部，所述的传动轴直齿轮设在大锥齿轮传动轴的后部，所述的小锥齿轮传动轴经轴承固定在头体上，小锥齿轮传动轴的前部设有与大锥齿轮相啮合的小锥齿轮，小锥齿轮传动轴的后部设有与刀盘机构相连接的花键。所述的刀盘机构包括中部带有凸台的刀盘，刀盘上设有呈环状布置的多个滚刀，多个滚刀分别经销钉固定在刀盘上，刀盘的中部开有与小锥齿轮传动轴相配合的阶梯通孔，阶梯通孔内设有端盖二，通过紧固螺栓穿过端盖二拧入小锥齿轮传动轴上，实现轴向固定。所述的多个刀盘机构和多个锥齿轮传动机构的数量为2～4个；所述的内花键套与截割头输入轴之间设有0型圈；所述的滚子轴承为双滚子轴承；所述的多个滚刀为6～8个。有益效果：本发明采用装有滚刀的刀盘，配合镐型截齿截割，通过镐型截齿和滚刀配合的方式，适用于普通岩石、硬岩石的破碎。与现有技术相比，能够破碎岩石的硬度得到了较大提升，刀具的损耗量明显降低。其结构简单紧凑、操作方便、破岩能力强，具有广泛的实用性。附图说明图1是本发明滚刀式截割头的主视结构图；图2是本发明滚刀式截割头的左视结构图；图3是本发明的输入轴机构结构图；图4是本发明的锥齿轮传动机构结构图；图5是本发明的刀盘机构结构图。图中：1-头体；2-镐型截齿；3-刀盘机构；4-输入轴机构；5-锥齿轮传动机构；3-1-滚刀盘；3-2-滚刀；3-3-销钉；3-4-端盖；3-5-紧固螺钉；4-1-放松螺栓；4-2-内花键套；4-3-O型圈；4-4-截割头输入轴；4-4-1-截割头输入轴花键；4-4-2-截割头输入轴直齿轮；4-5-滚子轴承；4-6-套筒；4-7-摇臂；4-8-定位挡圈；5-1-小锥齿轮；5-2-轴承；5-3-挡尘环；5-4-小锥齿轮传动轴；5-5-大锥齿轮；5-6-大锥齿轮传动轴；5-7-套筒；5-8-传动轴直齿轮；5-9-球轴承；5-10-花键。具体实施方式：下面结合附图对本发明的一个实施案例作进一步的描述：如图1、图2所示，本发明的滚刀式截割头，主要由头体1、镐型截齿2、刀盘机构3、输入轴机构4、锥齿轮传动机构5构成。所述的镐型截齿2和刀盘机构3位于头体1外侧；所述输入轴机构4和锥齿轮传动机构5位于头体1的内侧；所述的镐型截齿2以螺旋式排列焊于头体1的头部；所述的刀盘机构3有四个，均匀装于头体1侧面；根据现场不同情况，刀盘机构3可以是2个、3个或四个。所述输入轴机构4通过防松螺栓4-1固定于头体1；所述传四个锥齿轮传动机构5均匀装于头体1内，且其小锥齿轮传动轴5-4装有刀盘机构3，传动轴直齿轮5-8与输入轴机构4啮合；如图3所示，所述的输入轴机构4包括防松螺栓4-1、内花键套4-2、0型圈4-3、截割头输入轴4-4、截割头输入轴花键4-4-1、截割头输入轴直齿轮4-4-2、滚子轴承4-5、套筒4-6、摇臂4-7和挡圈4-8，截割头输入轴4-4的中部设有截割头输入轴直齿轮4-4-2，截割头输入轴4-4的前部设有截割头输入轴花键4-4-1、与截割头输入轴花键4-4-1相配合的内花键套4-2，内花键套4-2的前端设有防松螺栓4-1，防松螺栓4-1穿过头体1和内花键套4-2与截割头输入轴4-4固定在一起；截割头输入轴4-4的后部设有套装在摇臂4-7内的滚子轴承4-5和套筒4-6，截割头输入轴4-4上的截割头输入轴花键4-4-1与内花键套4-2通过花键连接，防松螺栓4-1穿过头体1和内花键套4-2拧入截割头输入轴4-4；0型圈4-3装于截割头输入轴4-4槽；所述截割头输入轴直齿轮4-4-2与四个传动轴直齿轮5-8啮合；截割头输入轴4-4通过滚子轴承4-5连接于摇臂4-7；滚子轴承4-5通过挡圈4-8、轴端以及套筒4-6实现轴向定位，且套筒4-6另一端通过挡圈4-8定位；所述的滚子轴承4-5为双滚子轴承；所述的内花键套4-2与截割头输入轴4-4之间设有0型圈4-3。如图4所示，所述的锥齿轮传动机构包括小锥齿轮5-1、轴承5-2、挡尘环5-3、小锥齿轮传动轴5-4、大锥齿轮5-5、大锥齿轮传动轴5-6、套筒5-7、传动轴直齿轮5-8、球轴承5-9和花键5-10，所述大锥齿轮传动轴5-6通过花键与传动轴直齿轮5-8连接，通过平键与大锥齿轮5-5连接且通过球轴承5-9连接于头体1；所述传动轴直齿轮5-8与截割头输入轴直齿轮4-4-2啮合，大锥齿轮5-5与小锥齿轮5-1啮合，球轴承5-9通过套筒5-7或轴端实现轴向定位；小锥齿轮传动轴5-4通过花键分别与小锥齿轮5-1、刀盘3-1连接且通过轴承5-2连接于头体1；所述小锥齿轮5-4与大锥齿轮5-6啮合，轴承5-2通过轴端、端盘实现轴向固定。如图2、图5所示，所述的刀盘机构3包括中部带有凸台的刀盘3-1，刀盘3-1上设有呈环状布置的多个滚刀3-2，多个滚刀3-2分别经销钉3-3固定在刀盘3-1上，刀盘3-1的中部开有与小锥齿轮传动轴5-4相配合的阶梯通孔，阶梯通孔内设有端盖二3-4，通过紧固螺栓3-5穿过端盖二3-4拧入小锥齿轮传动轴5-4，实现轴向固定。所述的多个滚刀3-2为6～8个，图示为8个，8个滚刀3-2通过销钉3-3均匀布置于刀盘3-1圆周。工作原理：本发明提出的滚刀式截割头采用镐型截齿与滚刀混合截割的方法，可增加破碎硬岩能力，进行高硬度岩截割时，输入轴机构通过螺栓连接和齿轮啮合将动力传给锥齿轮传动机构和头体，使头体做旋转运动，同时锥齿轮传动机构将动力传给刀盘机构从而使得刀盘和滚刀旋转，从而实现滚刀于镐型截齿配合运动实现破岩。解决了硬岩破碎的问题，能够满足岩石开采对破岩能力和刀具寿命的要求，提高了巷道掘进效率和刀具的使用寿命。