掘進機截割頭和掘進機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及土層或巖石的鉆進設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種掘進機截割頭和掘進機。
【背景技術(shù)】
[0002]掘進機適用于隧道、煤巖巷道、地下工程的掘進與開采。掘進機截割頭作為掘進機的核心工作機構(gòu)，其截割功率占掘進機整機功率的70 %?80 %，其性能好壞直接決定了掘進機性能的優(yōu)劣，而截割頭的截齒的布置參數(shù)對截割頭的載荷波動、截割比能耗、整機穩(wěn)定性都起到關(guān)鍵作用，對掘進機的性能有著重大影響。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，掘進機截割頭大部分采用等螺旋升角的排布方式，少數(shù)截割頭為了減少頂部截齒的磨損，采用等降螺旋升角排布方式。
[0004]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中第一種掘進機截割頭的結(jié)構(gòu)示意圖。其中示出了公告號為CN201433764Y、實用新型名稱為“一種縱軸式掘進機用截割頭”的中國專利公開的一種掘進機截割頭。
[0005]如圖1所示，該掘進機截割頭100的截割頭體101分為圓錐段、球冠段和平面段三部分。截割頭體101上焊接有呈螺旋線狀排列的多個鎬型截齒103和齒座102。鎬型截齒103的齒尖以螺旋線的方式分布在截割頭體上。其中，鎬型截齒103的齒尖沿等螺旋升角錐面螺旋線104、等螺旋升角球面螺旋線105和平面螺旋線依次排列。在圓柱段和球冠段螺旋升角相等，平面段為平面螺旋線布置。同一條螺旋線上截齒成等圓周角分布，即螺旋線上相鄰截齒的齒尖與齒尖的周向分布角均相等，周向分布角為20°?50°。螺旋線為2條或3條。
[0006]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中第二種掘進機截割頭的結(jié)構(gòu)示意圖。其中示出了公開號為CN103266890A、發(fā)明名稱為“掘進機截割頭及掘進機”的中國專利申請公開的一種掘進機截割頭。
[0007]如圖2所示，該掘進機截割頭200包括截割頭體、齒座201、截齒202，截割頭體的外周壁包括圓柱段203、圓錐段204和圓弧段205。齒座201以螺旋線的形狀設(shè)置于截割頭體的外周壁，螺旋升角由底端到頂端逐漸減小。
[0008]在實現(xiàn)本實用新型的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)以上現(xiàn)有技術(shù)存在如下不足之處:
[0009]圖1所示的掘進機截割頭頂部設(shè)計為平面形狀，在這一區(qū)域截齒排布密集，雖然在一定程度上減小了截齒受力，但是平面截齒排布形式，不利于截割頭的鉆進和巖肩的導(dǎo)出，在截割頭鉆進時，巖肩容易堵塞截齒之間的縫隙，增加截割頭的截割阻力，影響截割頭的截割效率，并且截齒和齒座的磨損較大。
[0010]圖2所示的掘進機截割頭中，其截割頭體設(shè)計為圓柱段、圓錐段和圓弧段，截齒以螺旋線的形式分布于截割頭體上，螺旋升角自下而上依次遞減，使得截割頭頂部截齒排列非常密集，同樣不利于導(dǎo)出被截下的巖肩，影響截割頭的截割效率，并且截齒和齒座的磨損較大?！緦嵱眯滦蛢?nèi)容】
[0011]本實用新型的目的在于提供一種掘進機截割頭和掘進機，旨在利于截割巖肩的及時排除，使得截割頭排料的效果較好。
[0012]本實用新型第一方面提供一種掘進機截割頭，包括截割頭體、設(shè)置于所述截割頭體上的齒座和設(shè)置于所述齒座上的截齒，多個所述齒座以螺旋線的形狀沿所述截割頭體的外周壁依次排列，所述螺旋線的螺旋升角由所述截割頭體的底端向所述截割頭體的頂端增大。
[0013]進一步地，所述螺旋線包括從所述截割頭體的底端至頂端依次連接的N個螺旋線段，N為大于或等于2的自然數(shù)，其中，每個螺旋線段的螺旋升角不變，且每兩段相鄰的螺旋線段中位于上部的螺旋線段的螺旋升角大于位于下部的螺旋線段的螺旋升角。
[0014]進一步地，N= 3。
[0015]進一步地，所述截割頭體包括從所述截割頭體的底端至頂端依次設(shè)置的圓柱段、圓錐段和球冠段，所述N個螺旋線段包括由位于所述圓柱段上的多個齒座所形成的圓柱段螺旋線段、由位于所述圓錐段上的多個齒座所形成的圓錐段螺旋線段和由位于所述球冠段上的多個齒座所形成的球冠段螺旋線段。
[0016]進一步地，所述螺旋線的螺旋升角由所述截割頭體的底端向所述截割頭體的頂端逐漸增大。
[0017]進一步地，所述截割頭還包括導(dǎo)料筒，所述導(dǎo)料筒固定連接于所述截割頭體的下方。
[0018]進一步地，所述截割頭還包括導(dǎo)料板，所述導(dǎo)料板以螺旋線的形狀沿所述截割頭體的外周壁連續(xù)設(shè)置。
[0019]進一步地，所述截割頭還包括內(nèi)花鍵，所述截割頭體包括與所述內(nèi)花鍵配合的花鍵孔。
[0020]進一步地，所述截割頭體包括流道，所述截割頭還包括與所述流道連通的多個噴水嘴。
[0021]進一步地，所述齒座包括安裝孔，所述截齒包括安裝段和分別設(shè)置于所述安裝段兩端的軸肩和卡槽，所述安裝段與所述安裝孔間隙配合，所述軸肩與所述安裝孔的一個軸端面配合，所述截割頭還包括彈性卡圈，所述彈性卡圈安裝于所述卡槽內(nèi)且與所述安裝孔的另一個軸端面配合。
[0022]進一步地，所述螺旋升角的范圍為13°?25。。
[0023]進一步地，位于同一條螺旋線上的相鄰兩個截齒的圓周差角的范圍為22°?
48。。
[0024]本實用新型第二方面提供一種掘進機，包括截割頭，所述掘進機截割頭為本實用新型第一方面中任一項所述的掘進機截割頭。
[0025]基于本實用新型提供的掘進機截割頭和掘進機，多個齒座形成的螺旋線的螺旋升角由截割頭體的底端向截割頭體的頂端增大。由于多個齒座排列形成的螺旋線的螺旋升角增大，位于截割頭體頂部的截齒適量地增加了軸向間距，改善了截割頭頂部截齒的密集程度，有利于截割巖肩的及時排除，使得截割頭排料的效果較好。進一步地，由于排料順暢，可以改善截割頭的截割效率，減小截齒和齒座的磨損。
[0026]通過以下參照附圖對本實用新型的示例性實施例的詳細描述，本實用新型的其它特征及其優(yōu)點將會變得清楚。
【附圖說明】
[0027]此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0028]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中第一種掘進機截割頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中第二種掘進機截割頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖3為本實用新型實施例的掘進機截割頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖4為圖3的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0032]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。以下對至少一個示例性實施例的描述實際上僅僅是說明性的，決不作為對本實用新型及其應(yīng)用或使用的任何限制?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0033]除非另外具體說明，否則在這些實施例中闡述的部件和步驟的相對布置、數(shù)字表達式和數(shù)值不限制本實用新型的范圍。同時，應(yīng)當(dāng)明白，為了便于描述，附圖中所示出的各個部分的尺寸并不是按照實際的比例關(guān)系繪制的。對于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和設(shè)備可能不作詳細討論，但在適當(dāng)情況下，所述技術(shù)、方法和設(shè)備應(yīng)當(dāng)被視為授權(quán)說明書的一部分。在這里示出和討論的所有示例中，任何具體值應(yīng)被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實施例的其它示例可以具有不同的值。應(yīng)注意到:相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步討論。
[0034]為了便于描述，在這里可以使用空間相對術(shù)語，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用來描述如在圖中所示的一個器件或特征與其他器件或特征的空間位置關(guān)系。應(yīng)當(dāng)理解的是，空間相對術(shù)語旨在包含除了器件在圖中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的器件被倒置，則描述為“在其他器件或構(gòu)造上方”或“在其他器件或構(gòu)造之上”的器件之后將被定位為“在其他器件或構(gòu)造下方”或“在其他器件或構(gòu)造之下”。因而，示例性術(shù)語“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”兩種方位。該器件也可以其他不同方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或處于其他方位)，并且對這里所使用的空間相對描述作出相應(yīng)解釋。
[0035]圖3為本實用新型實施例的掘進機截割頭的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為圖3的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3和圖4所示，本實用新型實施例的掘進機截割頭包括截割頭體1、設(shè)置于截割頭體I上的齒座6和設(shè)置于齒座6上的截齒7。多個齒座6以螺旋線的形狀沿截割頭體I的外周壁依次排列。螺旋線的螺旋升角由截割頭體I的底端向截割頭體I的頂端增大。
[0036]由于多個齒座6排列形成的螺旋線的螺旋升角增大，位于截割頭體頂部的截齒適量地增加了軸向間距，改善了截割頭頂部截齒的密集程度，有利于截割巖肩的及時排除，使得截割頭排料的效果較好。進一步地，由于排料順暢，可以改善截割頭的截割效率，減小截齒和齒座的磨損。
[0037]另外，由于截割頭體I頂部以外的截齒分布相對密集，有利于截割頭在橫擺工況下作業(yè)。
[0038]齒座6和截齒7可按多條螺旋線布置。多條螺旋線的初始角度不同，各螺旋線的形狀相同。多條螺旋線的起點平分所在的截割頭體I的圓周。如圖3和圖4所示，本實施例中，齒座6和截齒7按3條螺旋線布置，每條截線上布置一個截齒7。
[0039]螺旋線包括從截割頭體I的底端至頂端依次連接的N個螺旋線段，N為大于或等于2的自然數(shù)。其中，每個螺旋線段的螺旋升角不變，且每兩段相鄰的螺旋線段中位于上部的螺旋線段的螺旋升角大于位于下部的螺旋線段的螺旋升角。
[0040]由于多個齒座6排列形成的螺旋線的螺旋升角分段相等且依次增大，N段螺旋線段依次連接并形成連續(xù)的螺旋線，這樣的排列方式在適量地增加截割頭頂部截齒的軸向間距，使截割頭排料效果好，可以減小截齒和齒座的磨損的同時，使每段螺旋線段上分布的齒座6及齒座6上的截齒7受力相對均勻，利于減小截齒和齒座的磨損，利于截割頭穩(wěn)定工作。
[0041]本實施例中具體地