一种多齿硬岩掘进机截割头的制作方法

本发明涉及一种掘进机截割头，尤其是一种多齿硬岩掘进机截割头，属于破岩机械装备，主要用于隧道或巷道的掘进工程。

背景技术：

我国是煤矿的开采与消费大国，与此同时我国对公路、铁路、隧道工程、水电工程等基础设施建设要求不断增强，这些工程中都面临对隧道或巷道的掘进。近年来，随着国内煤炭易采储量的不断减少，开拓巷道深度的需求迫在眉睫，然而，随着地层深度的增加，地质条件越发复杂，岩石硬度不断提高，断层问题不断加剧，硬岩巷道施工数量不断增加。

对于硬岩掘进，使用盾构机存在成本高，灵活性低的问题，使用悬臂式掘进机存在硬岩施工难、施工慢，截割头寿命短的问题，造成了炮掘工作量依然较大的现状。

目前，公知的悬臂式掘进机的掘进机构往往是由单一的截割头安装在切割臂的顶端，在截割头表面按照螺旋线排列有截齿，截割头的形状多为一体的圆锥台形或圆锥柱形。为了进一步提供破岩能力，还有双截割头的掘进机截割机构，在截割臂的前端平行或垂直设置两个截割头。现有的单一截割头或双头截割头，依然无法满足深度硬岩巷道的挖掘需要，存在硬岩截割困难，截齿磨损严重，机械系统故障率高等不足。

因此，实现硬岩巷道的快速机械化掘进成为煤炭开采工程中亟待解决的问题。

技术实现要素：

为了克服现有技术的上述不足，本发明提供一种多齿硬岩掘进机截割头，该截割头的硬岩破碎效果好，工作效率高，能够完成钻进工艺与横摆截割工艺，实现整个硬岩巷道的掘进。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：包括截割头安装架和截割机构，所述的截割机构为多组，并呈圆周布置在截割头安装架上，所有的截割机构集中向截割头的中轴线倾斜，使整体呈锥形；所述的截割头安装架通过其内部中心的安装孔与截割臂中动力输出轴配合连接。

相比现有技术，本发明的一种多齿硬岩掘进机截割头，由多组截割机构构成，方便拆卸更换与维修，并且整体呈锥形布置，通过截割头安装架与截割臂中动力输出轴的配合连接，高效地实现了钻进工艺与横摆截割工艺，工作寿命长，截齿磨损率低，硬岩破碎效果好，有效解决了硬岩巷道施工难、施工慢的问题，实现了整个硬岩巷道的掘进，根据不同的掘进机型号，设计不同的截割头尺寸参数，能够方便灵活地移植到现有掘进机上使用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明一个实施例安装在悬臂式掘进机上的结构示意图。

图2是本发明一个实施例的正视图。

图3是本发明一个实施例的左视图。

图4是本发明一个实施例中截割头安装架的结构示意图。

图5是本发明一个实施例中截割机构的结构示意图。

图6是本发明一个实施例中台形镶齿滚刀的布齿展开图。

图7是本发明一个实施例中锥形镶齿滚刀的布齿展开图。

图中：1、截割头安装架，1-1、筋板组，2、截割机构，2-1、截割机构安装座，2-2、台形镶齿滚刀，2-3、锥形镶齿滚刀，2-4、牙型截齿，3、悬臂式掘进机。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

图1至图7示出了本发明一个较佳的实施例的结构示意图。图2和图3中的一种多齿硬岩掘进机截割头，包括截割头安装架1和截割机构2，所述的截割机构2共为5组，并呈圆周布置在截割头安装架1上，所有的截割机构1集中向截割头的中轴线倾斜，使整体呈锥形，这样既能够完成钻进工艺，又能够完成横摆截割工艺；所述的截割头安装架1内部中心加工有内花键，与截割臂中动力输出轴配合连接。

如图5所示，每组所述的截割机构2包括截割机构安装座2-1、台形镶齿滚刀2-2和锥形镶齿滚刀2-3，截割机构安装座2-1固定连接在截割头安装架1上，台形镶齿滚刀2-2安装在截割机构安装座2-1内部，锥形镶齿滚刀2-3安装在截割机构安装座2-1的顶端，台形镶齿滚刀2-2和锥形镶齿滚刀2-3上安装有牙型截齿，牙型截齿的安装方式可以选择常规的各种的连接方式，例如焊接等。台形镶齿滚刀2-2和锥形镶齿滚刀2-3都以方便安装与拆卸的方式安装在截割机构安装座2-1；牙型截齿2-4的设置，在通过台形镶齿滚刀2-2和锥形镶齿滚刀2-3破碎岩石时，其自身由于受力能够绕轴线被动旋转，避免了传统的镐型截齿布齿空间的限制。

作为本实施例的进一步改进是，如图4所示，所述的截割头安装架1在安装截割机构2的位置焊有筋板组1-1，以提高截割头强度。

如图1所示，本实施例的多齿硬岩掘进机截割头的尺寸可根据不同的悬臂式掘进机3型号配套设计，并且要满足方便拆装、维修与更换的要求。

如图6、图7所示，所述的台形镶齿滚刀2-2中部采用螺旋布齿方式，提高滚刀滚压破岩的连续性，其两端各有一圈环形布齿；所述的锥形镶齿滚刀2-3由于体积较小，截齿较密集，可以直接采用环形布齿方式。

本发明实施例是利用的滚刀破岩机理，在滚刀上焊接牙型截齿2-4，避免了镐型截齿等布齿空间限制的问题，通过牙型截齿2-4对岩石的冲击与挤压，能够有效对硬度f＞10的岩石进行截割，工作效率高；该截割头采用模块化设计理念，截割头的各个部件易拆装，方便维修与更换；其能够有效的安装到悬臂式掘进机3的截割臂上，拆卸方便、灵活，可根据不同时悬臂式掘进机3型号设计不同的截割头大小；该截割头由多组截割机构2组成，每组截割机构2包括台形镶齿滚刀2-2和锥形镶齿滚刀2-3，整个截割头呈锥形，能够高效地实现钻进工艺与横摆截割工艺，并且工作寿命长，截齿磨损率低。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质，对以上实施例所做出任何简单修改和同等变化，均落入本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
一种多齿硬岩掘进机截割头，包括截割头安装架和截割机构，所述的截割机构为多组，并呈圆周布置在截割头安装架上，所有的截割机构集中向截割头的中轴线倾斜，使整体呈锥形；所述的截割头安装架通过其内部中心的安装孔与截割臂中动力输出轴配合连接。本发明能够方便有效地安装在悬臂式掘进机截割臂上，能够完成掘进机钻进工艺与横摆截割工艺，硬岩掘进效果好，有效解决了硬岩巷道施工难、施工慢的问题。

技术研发人员：吴洪状;刘送永;杜长龙;周方跃;崔新霞;汪红祥;王博文;王浩东;周达
受保护的技术使用者：中国矿业大学
技术研发日：2017.11.21
技术公布日：2018.05.04