[发明专利]超前切槽与相间截割的硬岩掘进机截割臂与截割头装置

说明书

本发明公开超前切槽与相间截割的硬岩掘进机截割臂与截割头装置，包括超前切刀与截割头相间布置的截割头，平行四边形机构型双节截割臂与两组同步俯仰油缸以及一个摆动油缸的联动机构，平行四边形机构型双节截割臂组件，一对截割臂底部支撑的万向节组件，一对俯仰油缸顶部支撑的万向节组件，左右连接板与俯仰油缸上支板以高副连接，双节截割臂的伸缩油缸支撑组件，摆动油缸支撑组件，底架支撑组件组成，其特征在于它的左段截割头与右段截割头分别由一个钢球马达驱动且转向相反，整个截割头上下截割与左右换位做平动，一个掘进深度下掘进机底盘不动，所有的相对转动与相对移动的动力来自液压油。本方案既降低了截割破岩的难度又提高了掘进的速度。

技术领域

本发明专利涉及硬岩巷道超前切槽再截割的组合破碎方法与机构学领域，具体是一种超前切槽与相间截割的硬岩掘进机截割臂与截割头装置。

背景技术

《工程岩体分级标准》GB50218-94中按岩石坚硬程度划分为硬质岩与软质岩，硬质岩又细分为坚硬岩(如花岗岩、正长岩、闪长岩、石英岩等)与较坚硬岩(大理岩、白云岩、板岩等)，本专利中所谓的硬岩是普氏系数在6～15之间的各种岩石。掘进机中的全断面掘进机虽有许多优点但无法开出近似矩形拱顶的巷道断面。掘进机中的部分断面掘进机，分为纵轴式悬臂掘进机与横轴式悬臂掘进机，纵轴式悬臂掘进机可开出需要的巷道断面但需要许多次左右上下循环摆动以完成全断面的截割，掘进速度相对较慢；横轴式悬臂掘进机也可开出需要的巷道截面，但在巷道推进方向的几何形状为近似内凹球冠，相对于断面形状为平面的路径长功耗多耗时长，由于采用一根轴驱动两侧的截割头，待破碎岩石只有一个自由面，被截割岩石在上方岩石的压力作用下，抗剪强度没有得到明显削弱，破碎速度很难提高，同时截割阻力矩大导致截割臂升降油缸的工作力大以及结构尺寸大否则刚度低，为了克服当前横轴式悬臂掘进机两侧的截割头为同一根轴驱动的不足等问题，将截割头设计为左节截割头与右节截割头转速相同但转向相反的结构，左右换位时截割头的轴线做平移运动，上下截割时截割头的轴线做垂直运动，在巷道推进方向的断面形状为平面，为了克服当前横轴式悬臂掘进机的截齿截割只有一个自由面岩石的困难，采用超前切槽再截割的方法，超前切槽由切割刀具完成，此时，截齿面对的岩石有二个或三个自由面，不但被截割岩石的抗剪强度得到有效削弱，抗压强度也得到有效削弱，这样，掘进的速度获得提高。

发明内容

本发明针对上述问题提供了一种超前切槽与相间截割的硬岩掘进机截割臂与截割头装置，克服了当前横轴式悬臂掘进机换位截割花费时间较长的问题，而且克服了当前截齿截割一个自由面岩石难以截割的问题。

本发明采用如下技术方案：

本发明所述的超前切槽与相间截割的硬岩掘进机截割臂与截割头装置，包括平行四边形机构型双节截割臂组件，一对变长截割臂组件，一对截割臂底部支撑组件，一对俯仰油缸顶部支撑的万向节组件，一对俯仰油缸底部支撑的万向节组件，摆动油缸支撑组件，伸缩油缸支撑组件，组合式截割头，底架支撑组件、左驱动套筒组件、截割臂前端盖组件、前截割臂组件、一对变长截割臂组件、一对俯仰油缸组件、一对伸缩油缸组件、底架支撑组件、右驱动套筒组件；

所述组合式截割头含有左段截割头与右段截割头，组合式截割头中的左段截割头与右段截割头分别由独立的钢球马达驱动转动、且左段截割头与右段截割头的转向相反；

所述的组合式截割头由左驱动套筒组件、截割臂前端盖组件、右驱动套筒组件与前截割臂组件组成切割与截割的滚筒组件；所述截割头组件为切刀超前切槽与截齿相间截割的组合式截割头；

所述一对变长截割臂组件沿伸展方向的顶部通过一对支轴与前截割臂组件组成转动连接，所述一对变长截割臂组件沿伸展方向的底部与截割臂下支撑组件组成万向节连接，

伸缩油缸组件用于驱动成对布置的双节截割臂组件，实现一对变长截割臂组件的轴向等量伸缩，一对俯仰油缸组件的上端与截割臂支撑组件组成万向节连接，一对俯仰油缸组件的下端与底架支撑组件组成万向节连接，一对俯仰油缸组件等量伸缩与一对变长截割臂组件等量伸缩的组合控制实现截割头上、下垂直运动；