截割部及掘进机的制作方法

本发明涉及施工机械技术领域，尤其是涉及一种截割部及掘进机。

背景技术：

掘进机是用来掘进矿上巷道、工程隧道、城市地下工程的机械设备。掘进机包括行走机构、工作机构、装运机构和转载机构，随着行走机构向前推进，工作机构中的截割部不断破碎岩石，并将碎岩运走。

如图1所示，现有的掘进机的截割部包括截割臂1’和驱动机构2’，截割臂1’包括锥形的中空的截割头10’、截割主轴11’、套筒12’和内壁设置有花键齿的花键套13’。截割主轴11’套接在截割头10’中，且截割主轴11’的其中一端通过螺栓固定在截割头10’的尖端的内壁上。花键套13’固定在截割头10’的尖端处的内侧壁上，并套接在截割主轴11’上设置有花键齿的部分上，花键套13’内壁上的花键齿与截割主轴11’上的花键齿啮合。截割头10’的远离尖端的一端与套筒12’连通，驱动机构2’穿过套筒12’后伸进截割头10’中，且驱动机构2’与截割主轴11’的侧壁连接。

其中，截割主轴11’的侧壁上还套接有浮动密封座3’，浮动密封座3’的背离截割头10’尖端的一侧与驱动机构2’抵接，浮动密封座3’的靠近截割头10’尖端的一侧与花键套13’的远离截割头10’尖端的一端抵接。浮动密封座3’的靠近驱动机构2’的一侧上安装有密封圈，密封圈用于防止灰尘从驱动机构2’与截割主轴11’的连接处进入到花键套13’与截割主轴11’之间的啮合处。浮动密封座3’的靠近花键套13’的一侧用于支撑花键套13’。

但是当掘进机在做钻进工作时，截割头10’需要在岩石中不断前进和后退，此时驱动机构2’驱动截割主轴11’沿其轴向移动，由于岩石较坚硬，截割头10’会不断受到岩石的反作用力而承受较大的轴向振动，并会将该轴向振动传递给花键套13’。由于截割主轴11’与截割头10’之间是通过螺栓连接，二者之间易松动，且花键套13’并不是固定在截割主轴11’上的，因而花键套13’易在截割主轴11’上因轴向振动而产生轴向位移并不断撞击与之抵接的浮动密封座3’，使得浮动密封座3’一直承受轴向动荷载，进而导致浮动密封座3’一侧的驱动机构2’被不断撞击，不仅易损坏驱动机构2’还会加剧截割部受到的振动和晃动，使得截割部不能保持正常的运行状态。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种截割部及掘进机，以缓解现有技术中存在的掘进机在做钻进工作时，掘进机的截割部中的浮动密封座一直承受轴向动荷载，导致浮动密封座一侧的驱动机构被不断撞击，不仅易损坏驱动机构还会加剧截割部受到的振动和晃动，使截割部不能保持正常的运行状态的技术问题。

本发明提供的截割部包括截割主轴、传动套、密封件、缓冲件和驱动机构；

驱动机构位于截割主轴的一端的一侧，并与截割主轴的侧壁连接；

缓冲件和密封件均为环形，沿截割主轴的轴向，传动套、缓冲件和密封件依次套接在截割主轴上，且密封件的背离缓冲件的一侧与驱动机构抵接；

缓冲件与密封件之间存在间隔，且缓冲件与传动套的靠近密封件的一端抵接，缓冲件能够支撑传动套。

进一步的，沿缓冲件的环向，缓冲件的与传动套抵接的一侧上设置有环形的第一凹槽，第一凹槽中安装有第一密封圈，第一密封圈能够与第一凹槽的侧壁抵接，以及与传动套的侧壁抵接。

进一步的，截割部还包括配水组件，配水组件包括环形的连接部；

连接部套接并固定在截割主轴上，且连接部位于缓冲件和密封件之间；连接部与密封件的靠近缓冲件的一侧抵接；

沿截割主轴的轴向，缓冲件与配水组件之间存在间隔。

进一步的，连接部与截割主轴之间设置有环形的阻隔件，阻隔件套接并固定在截割主轴上，连接部套接并固定在阻隔件上。

进一步的，传动套的靠近缓冲件的端面上设置有环形的避让槽，且避让槽设置在传动套的中空位置处；

沿截割主轴的径向，避让槽的远离截割主轴的一面和缓冲件的靠近截割主轴的一面之间的径向间距，大于阻隔件的远离截割主轴的一面和缓冲件的靠近截割主轴的一面之间的径向间距；

缓冲件的背离阻隔件的一侧与传动套的端部抵接，并用于封堵避让槽的开口；缓冲件的靠近阻隔件的一侧与阻隔件抵接，且缓冲件的靠近阻隔件的一侧与连接部之间存在间隔；

第一凹槽设置在缓冲件的背离阻隔件的一侧上。

进一步的，沿缓冲件的环向，缓冲件的与截割主轴的侧壁套接的一面上设置有环形的第二凹槽，第二凹槽中安装有第二密封圈，第二密封圈能够与第二凹槽的侧壁抵接，以及与截割主轴的侧壁抵接。

进一步的，截割部还包括锥形且中空的截割头、多个第一防晃件和多个第二防晃件；

传动套套接在截割头内，且传动套的外壁固定在截割头的内壁上；截割主轴的远离密封件的一端固定在截割头的尖端的内壁上；

沿截割主轴的轴向，多个第一防晃件间隔设置在截割主轴的侧壁上；沿传动套的轴向，多个第二防晃件间隔设置在传动套的内壁上；

第一防晃件和第二防晃件一一对应设置，且第一防晃件和第二防晃件能够在截割主轴的轴向上相互抵接。

进一步的，第一防晃件为环形凹槽，第二防晃件为环形凸起，第二防晃件位于第一防晃件中；或者，第一防晃件为环形凸起，第二防晃件为环形凹槽，第一防晃件位于第二防晃件中。

进一步的，第一防晃件和第二防晃件均为两个；

其中一个第二防晃件设置在传动套的其中一端的内侧壁上，其中一个第一防晃件设置在截割主轴上与其中一个第二防晃件对应的位置处；

另一个第二防晃件设置在传动套的另一端的内侧壁上，另一个第一防晃件设置在截割主轴上与另一个第二防晃件对应的位置处。

本发明提供的掘进机包括上述截割部。

本发明提供的截割部及掘进机能产生如下有益效果：

本发明提供的截割部包括截割主轴、传动套、密封件、缓冲件和驱动机构。驱动机构位于截割主轴的一端的一侧，并与截割主轴的侧壁连接。沿截割主轴的轴向，传动套、缓冲件和密封件依次套接在截割主轴上，且密封件的背离缓冲件的一侧与驱动机构抵接。缓冲件与密封件之间存在间隔，且缓冲件与传动套的靠近密封件的一端抵接。本发明中的截割主轴为现有的截割部中的截割主轴，本发明中的传动套可以为现有的截割部中的花键套，本发明中的密封件可以为现有的截割部中的浮动密封座。当掘进机在做钻进工作时，驱动机构会驱动截割主轴沿其轴向移动，以使截割主轴带动与传动套固定连接并围护在传动套外侧的锥形的截割头在岩石中不断前进和后退。此时截割头会不断受到岩石的反作用力而受到轴向振动，并会将该轴向振动传递给固定在截割头内侧壁上的传动套。由于传动套不是固定在截割主轴上的，且截割主轴与截割头之间通过易松动的螺栓连接，因而传动套会因为上述轴向振动在截割主轴上沿截割主轴的轴向产生位移。而在本发明提供的截割部中，缓冲件与密封件之间存在间隔，且缓冲件能够支撑传动套，因而传动套会将轴向振动传递给缓冲板，而不会穿过上述间隔继续将轴向振动传递给密封件以及驱动机构。

因此当掘进机在做钻进工作时，对于本发明提供的截割部，其中的传动套受到轴向振动后，因间隔和缓冲板的作用，不会将其受到的轴向振动继续传递给密封件和驱动机构，进而不会损坏驱动机构也不会加剧截割部受到的振动和晃动，能够使截割部保持正常的运行状态，提升截割部的稳定性。

本发明提供的掘进机包括上述截割部，因而本发明提供的掘进机与上述截割部具有相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有的截割部的结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的截割部的结构示意图；

图3为图2中的a部放大示意图；

图4为图2中的缓冲件的结构示意图；

图5为图2中的缓冲件在轴向振动的作用下位置变化示意图；

图6为图2中的截割主轴和传动套的结构示意图。

图标：1’-截割臂；10’-截割头；11’-截割主轴；12’-套筒；13’-花键套；2’-驱动机构；3’-浮动密封座；1-截割主轴；10-第一防晃件；2-传动套；20-避让槽；21-第二防晃件；3-密封件；4-缓冲件；40-第一凹槽；400-第一密封圈；41-第二凹槽；410-第二密封圈；5-驱动机构；6-间隔；7-连接部；8-阻隔件；9-截割头；90-保护筒。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明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，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

如图2和图3所示，本实施例提供的截割部包括截割主轴1、传动套2、密封件3、缓冲件4和驱动机构5。驱动机构5位于截割主轴1的一端的一侧，并与截割主轴1的侧壁连接。缓冲件4和密封件3均为环形，沿截割主轴1的轴向，传动套2、缓冲件4和密封件3依次套接在截割主轴1上，且密封件3的背离缓冲件4的一侧与驱动机构5抵接。缓冲件4与密封件3之间存在间隔6，且缓冲件4与传动套2的靠近密封件3的一端抵接，缓冲件4能够支撑传动套2。

上述截割主轴1即为现有的截割部中的截割主轴1，本实施例中的传动套2可以为现有的截割部中的花键套，本实施例中的密封件3可以为现有的截割部中的浮动密封座。当掘进机在做钻进工作时，驱动机构5会驱动截割主轴1沿其轴向移动，以使截割主轴1带动与传动套2固定连接并围护在传动套2外侧的锥形的截割头9在岩石中不断前进和后退。此时截割头9会不断受到岩石的反作用力而受到多个方向的动荷载，其中，多个方向的动荷载以轴向动荷载为主，即截割头9会受到较大的轴向振动。继而截割头9会将该轴向振动传递给固定在截割头9内侧壁上的传动套2。

然而由于传动套2不是固定在截割主轴1上的，且截割主轴1与截割头9之间通过易松动的螺栓连接固定，因而传动套2会因为上述轴向振动在截割主轴1上沿截割主轴1的轴向产生位移。而在本实施例提供的截割部中，缓冲件4与密封件3之间存在间隔6，且缓冲件4能够支撑传动套2，因而传动套2会将轴向振动传递给缓冲板，但不会穿过上述间隔6继续将轴向振动传递给密封件3以及驱动机构5。

因此当掘进机在做钻进工作时，对于本实施例提供的截割部，其中的传动套2受到轴向振动后，因间隔6和缓冲板的作用，不会将其受到的轴向振动继续传递给密封件3和驱动机构5，进而不会损坏驱动机构5也不会加剧截割部受到的振动和晃动，能够使截割部保持正常的运行状态，提升截割部的稳定性。

可以看出，本实施例提供的截割部缓解了现有技术中存在的掘进机在做钻进工作时，掘进机的截割部中的浮动密封座一直承受轴向动荷载，导致浮动密封座一侧的驱动机构5被不断撞击，不仅易损坏驱动机构5还会加剧截割部受到的振动和晃动，使截割部不能保持正常的运行状态的技术问题。

其中，缓冲件4可以通过螺栓固定在截割主轴1上，或者过盈配合在截割主轴1上。此时缓冲件4与密封件3之间的间隔6应足够大，以防止传动套2推动缓冲件4，进而防止缓冲件4与密封件3抵接。

进一步的，如图2、图3和图4所示，沿缓冲件4的环向，缓冲件4的与传动套2抵接的一侧上设置有环形的第一凹槽40，第一凹槽40中安装有第一密封圈400，第一密封圈400能够与第一凹槽40的侧壁抵接，以及与传动套2的侧壁抵接。

其中，第一密封圈400可以为橡胶圈或硅胶圈，第一密封圈400用于将缓冲件4与传动套2抵接处的缝隙密封，防止灰尘从缓冲件4与传动套2之间的缝隙进入到传动套2的上述避让槽20中，进而可以防止灰尘进入到传动套2与截割主轴1之间的连接位置处，防止影响截割主轴1带动传动套2转动的过程。

如图2和图3所示，截割部还包括配水组件，配水组件包括环形的连接部7，连接部7套接并固定在截割主轴1上，且连接部7位于缓冲件4和密封件3之间。连接部7与密封件3的靠近缓冲件4的一侧抵接。沿截割主轴1的轴向，缓冲件4与配水组件之间存在间隔6。

其中，配水组件的非连接部7部分与驱动机构5通过螺栓连接在一起，配水组件用于向驱动机构5和截割主轴1供水，以降低驱动机构5和截割主轴1的温度。

当截割部包括配水组件时，由于配水组件的连接部7抵接在密封件3的靠近缓冲件4的一侧，因而缓冲件4与密封件3之间的间隔6可以设置在缓冲件4与配水组件之间。此时缓冲件4用于支撑传动套2，上述间隔6用于防止传动套2将其受到的较大的轴向振动传递给配水组件，继而防止轴向振动传递至密封件3上。

进一步的，如图2和图3所示，连接部7与截割主轴1之间设置有环形的阻隔件8，阻隔件8套接并固定在截割主轴1上，连接部7套接并固定在阻隔件8上。

其中，阻隔件8可以为现有的隔套，阻隔件8可以通过螺钉或者销轴等部件固定在截割主轴1上，此时阻隔件8的一侧可以与密封件3抵接，另一侧与缓冲件4之间也具有间隔6，该间隔6用于防止缓冲件4将其受到的轴向振动传递给阻隔件8，继而防止将轴向振动传递给密封件3。此时缓冲件4可以通过螺栓或者过盈配合的方式固定在截割主轴1的侧壁上。

其中，为进一步的提升密封性，防止灰尘进入到传动套2与截割主轴1之间的连接处，如图2和图3所示，本实施例优选在阻隔件8与截割主轴1之间设置有用于密封的密封圈。

在本实施例中，如图2和图3所示，传动套2的靠近缓冲件4的端面上设置有环形的避让槽20，且避让槽20设置在传动套2的中空位置处。沿截割主轴1的径向，避让槽20的远离截割主轴1的一面和缓冲件4的靠近截割主轴1的一面之间的径向间距，大于阻隔件8的远离截割主轴1的一面和缓冲件4的靠近截割主轴1的一面之间的径向间距。缓冲件4的背离阻隔件8的一侧与传动套2的端部抵接，并用于封堵避让槽20的开口。缓冲件4的靠近阻隔件8的一侧与阻隔件8抵接，且缓冲件4的靠近阻隔件8的一侧与连接部7之间存在间隔6。第一凹槽40设置在缓冲件4的背离阻隔件8的一侧上。

其中，在现有的截割部和本实施例提供的截割部中，传动套2的靠近密封件3的一端的中空位置处均设置有避让槽20，该避让槽20用于为安装在截割主轴1上与传动套2的靠近密封件3的一端对应的位置处的部件提供避让空间。在现有的截割部中，能够封住避让槽20的开口端的部件为抵接在花键套一侧的浮动密封座，而在本实施例中，能够封住避让槽20的开口端的部件为抵接在传动套2一侧的缓冲板。

需要说明的是，当缓冲件4的靠近阻隔件8的一侧与阻隔件8抵接时，缓冲件4被抵接在阻隔件8和传动套2之间。当截割部在岩石中钻进时，由于截割部不仅受到轴向动荷载，还会受到径向动荷载，因而此时传动套2不仅会沿截割主轴1的轴向产生振动，还会在截割主轴1的带动下自转。当传动套2将轴向振动传递给位于其后的缓冲件4时，缓冲件4因上述径向动荷载受力并不均匀，缓冲件4会在截割主轴1上产生微小的倾斜，如图5所示。此时缓冲件4的上半部分和下半部分中的一个部分受到轴向振动，另一个部分则会因上述倾斜而与阻隔件8之间产生缝隙，并不会将轴向振动传递给阻隔件8。

同时，如图2和图3所示，由于传动套2的靠近缓冲件4的一侧设置有避让槽20，且沿截割主轴1的径向，避让槽20的远离截割主轴1的一面和缓冲件4的靠近截割主轴1的一面之间的径向间距，大于阻隔件8的远离截割主轴1的一面和缓冲件4的靠近截割主轴1的一面之间的径向间距，因而缓冲件4的受到轴向振动的部分为缓冲件4的与传动套2抵接的位置处，而缓冲件4与避让槽20对应的位置处不会受到轴向振动，如图2和图3所示。因而在缓冲件4受到轴向振动后，缓冲件4与传动套2抵接的位置处会朝向缓冲件4与配水组件之间的间隔6处移动，而缓冲件4与避让槽20对应的位置处会朝向避让槽20的一侧倾斜，缓冲件4不会将其受到的轴向振动传递给配水组件和阻隔件8。

如图2和图3所示，沿缓冲件4的环向，缓冲件4的与截割主轴1的侧壁套接的一面上设置有环形的第二凹槽41，第二凹槽41中安装有第二密封圈410，第二密封圈410能够与第二凹槽41的侧壁抵接，以及与截割主轴1的侧壁抵接。

第二密封圈410可以进一步的提升密封性，第二密封圈410用于将缓冲件4与截割主轴1侧壁之间的缝隙密封起来，防止灰尘穿过缓冲件4与截割主轴1侧壁之间的缝隙后进入到避让槽20中。

如图2、图3和图6所示，截割部还包括锥形且中空的截割头9、多个第一防晃件10和多个第二防晃件21。如图2和图3所示，传动套2套接在截割头9内，且传动套2的外壁固定在截割头9的内壁上，截割主轴1的远离密封件3的一端固定在截割头9的尖端的内壁上。如图6所示，沿截割主轴1的轴向，多个第一防晃件10间隔设置在截割主轴1的侧壁上，沿传动套2的轴向，多个第二防晃件21间隔设置在传动套2的内壁上。第一防晃件10和第二防晃件21一一对应设置，且第一防晃件10和第二防晃件21能够在截割主轴1的轴向上相互抵接。

其中，现有的截割部和本实施例提供的截割部均包括保护筒90，保护筒90为中空的圆柱形结构，且本实施例提供的截割部还包括筒体，筒体即为现有的截割部中的套筒。保护筒90的一端与截割头9的远离截割头9尖端的一端连通，保护筒90的保护筒90的另一端与筒体的一端连通，截割主轴1位于截割头9、保护筒90和筒体的中空位置处。其中，传动套2内侧壁设置有花键，截割主轴1上与传动套2对应位置处设置有花键，传动套2上的花键与截割主轴1上的花键相互配合，以使截割主轴1能够带动传动套2一起转动。

在掘进机破碎岩石的过程中，截割头9不仅需要在岩石中前进或者后退，还需要做回转截割工作，以通过旋转破碎岩石。因而在掘进机破碎岩石的过程中，截割头9需要承受包括径向动荷载和轴向动荷载的动荷载。但是当掘进机做回转截割工作时，截割头9主要承受以径向动荷载为主的动荷载。其中，当掘进机做回转截割工作时，动力机构会驱动截割主轴1自转，继而利用传动套2与截割主轴1之间的花键配合带动传动套2自转，传动套2自转后会带动截割头9旋转。

但是对于现有的截割部，当掘进机做回转截割工作时，即截割头9主要承受径向动荷载时，由于截割头9的尖端为受力最大位置处，因而截割头9会以其尖端为摆动中心而在截割主轴1上摆动，导致截割头9的远离尖端的一端的摆动幅度较大。此时截割头9的远离尖端的一端会与保护筒90的一端之间产生较大的磨损，造成截割头9端部和保护筒90端部被破坏，继而对截割部其余部件造成损坏。

而在本实施例提供的截割部中，第一防晃件10和第二防晃件21之间可以在截割主轴1的轴向上相互抵接，进而可以在截割头9以其尖端为摆动中心而在截割主轴1上摆动时，防止固定在截割头9内侧壁上的传动套2与截割主轴1之间沿截割主轴1的轴向相互移动。由于截割头9以其尖端为摆动中心而在截割主轴1上摆动时，截割头9的尖端位置不变，截割头9的远离尖端的一端摆动的路径为弧形，因而截割头9的摆动过程不仅包括沿截割主轴1径向的移动，还包括沿截割主轴1轴向的移动。而第一防晃件10和第二防晃件21之间相互配合可以防止传动套2与截割主轴1之间沿截割主轴1的轴向相互移动，因而第一防晃件10和第二防晃件21可以用于限制截割头9的摆动过程，起到防止截割头9端部与保护筒90端部之间产生磨损的作用，进一步的提升截割部的稳定性。

在本实施例中，如图6所示，第一防晃件10为环形凹槽，第二防晃件21为环形凸起，第二防晃件21位于第一防晃件10中。或者，第一防晃件10为环形凸起，第二防晃件21为环形凹槽，第一防晃件10位于第二防晃件21中。

其中，第二防晃件21的形状可以为中空的圆柱形结构，第一防晃件10的形状与第二防晃件21的形状相对应。

进一步的，为提升第一防晃件10和第二防晃件21的限制截割头9摆动的效果，第二防晃件21的朝向截割头9尖端的侧壁和朝向驱动机构5的侧壁，均与第二防晃件21的与截割主轴1侧壁相对的侧壁垂直。

其中，第一防晃件10与第二防晃件21之间可以是过盈配合，以使第二防晃件21与第一防晃件10之间产生较大的摩擦，进一步的提升第一防晃件10和第二防晃件21的限制截割头9摆动的效果。

在本实施例中，如图6所示，第一防晃件10和第二防晃件21均为两个，其中一个第二防晃件21设置在传动套2的其中一端的内侧壁上，其中一个第一防晃件10设置在截割主轴1上与其中一个第二防晃件21对应的位置处。另一个第二防晃件21设置在传动套2的另一端的内侧壁上，另一个第一防晃件10设置在截割主轴1上与另一个第二防晃件21对应的位置处。

将其中一个第二防晃件21设置在传动套2的其中一端的内侧壁上，另一个第二防晃件21设置在传动套2的另一端的内侧壁上，可以使截割主轴1与截割头9之间具有两个用于防止摆动的限制位，且两个限制位分别位于截割主轴1花键部分的两侧，同时分别位于传动套2花键部分的两侧。通过对上述两个限制位的数量和位置的限定，可以提升第一防晃件10的和第二防晃件21的限制摆动的效果，进一步的提升截割头9的稳定性。

在本实施例中，如图6所示，位于传动套2的其中一端的内侧壁上的第一防晃件10可以为环形凸起，与该第一防晃件10的对应的第二防晃件21可以为环形凹槽。位于的传动套2的另一端的内侧壁上的第一防晃件10可以为环形凹槽，与该第一防晃件10的对应的第二防晃件21可以为环形凸起。

实施例二：

本实施例提供的掘进机包括实施例一中的截割部，因而本实施例提供的掘进机与实施例一中的截割部能够解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。