一种滚刀式部分断面掘进机钻头的制作方法

本发明涉及竖井掘进领域。具体地说是一种滚刀式部分断面掘进机钻头。

背景技术：

1、竖井掘进机是机械化掘进井筒的主力装备，其机身在稳定支撑情况下，利用伸出的主轴提供强大旋转动力，带动刀盘或截割臂破碎岩石。

2、但由于全断面破岩竖井掘进机存在输出功率高、功耗大、自身重量大、吊装及维修困难等问题，很多井下施工还存在破岩速度高于井壁支护速度，破岩作业需要不断停机等待井壁支护作业等问题。

技术实现思路

1、为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种能够降低主机输出功率和降低钻头自重，同时不降低钻进效率的滚刀式部分断面掘进机钻头。

2、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种滚刀式部分断面掘进机钻头，包括框架式主筋和滚刀，所述框架式主筋与破岩面相对的工作部上安装有滑动组件，所述滑动组件的长度小于所述工作部长度，所述滑动组件上通过滚刀座安装有滚刀；所述滑动组件上安装有行走驱动组件，所述行走驱动组件驱动所述滑动组件带动所述滚刀沿所述工作部的长度方向移动。通过设置可以沿框架式主筋移动的滚刀，缩小滚刀所占的体积和钻头整体的重量，并且减少了破岩工作面积，能够降低竖井掘进机主机输出功率，降低能耗，便于进行施工吊装和后期维修；全断面掘进机在进行破岩时，由于单次破岩断面大，在遇到坚硬岩石时，需要增加推进力量，并且需要主机增加输出功率才能保证破岩钻进效率，而本申请，由于缩小的滚刀的面积，利用滚刀的位移，可以将单次较大的破岩断面分为多次较小的断面进行破岩，在同等推进压力下，滚刀能够施加更大的压强，实现更快的进行破岩，并且对主机的输出功率要求不高。

3、上述一种滚刀式部分断面掘进机钻头，所述滑动组件包括滑轨和滑动架，所述滑轨固定安装在所述工作部上，所述滑轨沿所述工作部的长度方向设置，所述滑动架滑动配合在所述滑轨上；所述滚刀座固定安装在所述滑动架上，所述行走驱动组件也安装在所述滑动架上。通过设置滑轨和滑动架，能够保证滚刀顺畅的进行移动。

4、上述一种滚刀式部分断面掘进机钻头，所述行走驱动组件包括液压马达、外齿轮和齿条，所述齿条沿所述工作部的长度方向固定安装在所述工作部上，所述液压马达固定安装在所述滑动组件上，所述液压马达的动力输出轴上同轴固定连接有外齿轮，所述外齿轮与所述齿条啮合。通过设置行走驱动组件，能够驱动滚刀进行自动移动。

5、上述一种滚刀式部分断面掘进机钻头，所述液压马达的动力输出轴上同轴转动安装有轴套，所述轴套与所述滑动组件固定连接，所述外齿轮和所述轴套之间安装有隔套。

6、上述一种滚刀式部分断面掘进机钻头，在所述钻头旋转方向上：所述齿条安装在所述工作部的背面上；所述液压马达安装在所述滑动组件与所述滚刀座相对的一侧壁面上。将齿条和液压马达设置在安全的位置，能够避免在钻头旋转时发生碰撞损坏。

7、上述一种滚刀式部分断面掘进机钻头，所述滑动组件上安装有锁定组件，所述滚刀在所述工作部上轴向位置静止时：所述锁定组件锁定所述行走驱动组件；所述滚刀在所述工作部上轴向移动时：所述锁定组件解除对所述行走驱动组件的锁定。

8、上述一种滚刀式部分断面掘进机钻头，所述锁定组件包括压紧油缸、限位框和压块，所述压紧油缸固定连接在所述滑动组件上，所述限位框固定安装在所述滑动组件内，所述限位框内滑动配合有压块，所述压紧油缸的活塞杆与所述压块固定连接，所述压块与所述齿条的齿面相对，且所述压块上开设有与所述齿条匹配的齿牙。通过设置锁定组件，能够保证滚刀在进行破岩时位置固定。

9、上述一种滚刀式部分断面掘进机钻头，在所述钻头旋转方向上：所述压紧油缸位于所述滑动组件的背面上，避免压紧油缸被碰撞损坏，保证压紧油缸的安全性。

10、上述一种滚刀式部分断面掘进机钻头，所述框架式主筋包括由横向杆、纵向杆和斜杆依次首尾固定连接形成的三角形框架，相邻两个所述框架的纵向杆平行固定连接，所述横向杆垂直固定连接在所述纵向杆的顶端上，所述斜杆的两端分别与所述横向杆的端部和所述纵向杆的端部固定连接，所述斜杆的外侧壁面为工作部，三角形的框架内固定连接有加强筋。

11、上述一种滚刀式部分断面掘进机钻头，两个以上所述框架的横向杆上固定连接有钻头连接座。

12、本发明的技术方案取得了如下有益的技术效果：

13、1.本发明中的部分断面掘进机钻头要求配套主机功率低，要求主轴输出推力和扭矩低，为同直径全断面掘进机的三分之一，可使整机输出功率成倍降低，降低自身重量，并降低装备成本，便于进行拆装与转运；相对全断面竖井掘进，在建井总工期和可破岩强度能力持平的情况下，可节省40％以上的掘进机装备费用，同时在装备轻量化、易拆分易转运等方面具有明显优势。

14、2.本发明部分断面钻头相对全断面掘进机破岩速度基本相同,但是可破岩硬度并未降低，同时在井下巷道中与施工井壁支护速度相匹配，平衡竖井掘进与井壁支护之间的效率，不仅没有降低整体成井效率，反而大幅度节约施工成本。

技术特征：

1.一种滚刀式部分断面掘进机钻头，包括框架式主筋(2)和滚刀(4)，其特征在于，所述框架式主筋(2)与破岩面相对的工作部(8)上安装有滑动组件(3)，所述滑动组件(3)的长度小于所述工作部(8)长度，所述滑动组件(3)上通过滚刀座(7)安装有滚刀(4)；所述滑动组件(3)上安装有行走驱动组件(6)，所述行走驱动组件(6)驱动所述滑动组件(3)带动所述滚刀(4)沿所述工作部(8)的长度方向移动。

2.根据权利要求1所述的一种滚刀式部分断面掘进机钻头，其特征在于，所述滑动组件(3)包括滑轨(301)和滑动架(302)，所述滑轨(301)固定安装在所述工作部(8)上，所述滑轨(301)沿所述工作部(8)的长度方向设置，所述滑动架(302)滑动配合在所述滑轨(301)上；所述滚刀座(7)固定安装在所述滑动架(302)上，所述行走驱动组件(6)也安装在所述滑动架(302)上。

3.根据权利要求1所述的一种滚刀式部分断面掘进机钻头，其特征在于，所述行走驱动组件(6)包括液压马达(601)、外齿轮(603)和齿条(605)，所述齿条(605)沿所述工作部(8)的长度方向固定安装在所述工作部(8)上，所述液压马达(601)固定安装在所述滑动组件(3)上，所述液压马达(601)的动力输出轴上同轴固定连接有外齿轮(603)，所述外齿轮(603)与所述齿条(605)啮合。

4.根据权利要求3所述的一种滚刀式部分断面掘进机钻头，其特征在于，所述液压马达(601)的动力输出轴上同轴转动安装有轴套(602)，所述轴套(602)与所述滑动组件(3)固定连接，所述外齿轮(603)和所述轴套(602)之间安装有隔套(604)。

5.根据权利要求3所述的一种滚刀式部分断面掘进机钻头，其特征在于，在所述钻头旋转方向上：所述齿条(605)安装在所述工作部(8)的背面上；所述液压马达(601)安装在所述滑动组件(3)与所述滚刀座(7)相对的一侧壁面上。

6.根据权利要求3所述的一种滚刀式部分断面掘进机钻头，其特征在于，所述滑动组件(3)上安装有锁定组件(5)，所述滚刀(4)在所述工作部(8)上轴向位置静止时：所述锁定组件(5)锁定所述行走驱动组件(6)；所述滚刀(4)在所述工作部(8)上轴向移动时：所述锁定组件(5)解除对所述行走驱动组件(6)的锁定。

7.根据权利要求6所述的一种滚刀式部分断面掘进机钻头，其特征在于，所述锁定组件(5)包括压紧油缸(501)、限位框(502)和压块(503)，所述压紧油缸(501)固定连接在所述滑动组件(3)上，所述限位框(502)固定安装在所述滑动组件(3)内，所述限位框(502)内滑动配合有压块(503)，所述压紧油缸(501)的活塞杆与所述压块(503)固定连接，所述压块(503)与所述齿条(605)的齿面相对，且所述压块(503)上开设有与所述齿条(605)匹配的齿牙。

8.根据权利要求7所述的一种滚刀式部分断面掘进机钻头，其特征在于，在所述钻头旋转方向上：所述压紧油缸(501)位于所述滑动组件(3)的背面上。

9.根据权利要求1所述的一种滚刀式部分断面掘进机钻头，其特征在于，所述框架式主筋(2)包括由横向杆(201)、纵向杆(202)和斜杆(203)依次首尾固定连接形成的三角形框架，相邻两个所述框架的纵向杆(202)平行固定连接，所述横向杆(201)垂直固定连接在所述纵向杆(202)的顶端上，所述斜杆(203)的两端分别与所述横向杆(201)的端部和所述纵向杆(202)的端部固定连接，所述斜杆(203)的外侧壁面为工作部(8)，三角形的框架内固定连接有加强筋(204)。

10.根据权利要求9所述的一种滚刀式部分断面掘进机钻头，其特征在于，两个以上所述框架的横向杆(201)上固定连接有钻头连接座(1)。

技术总结本发明公开一种滚刀式部分断面掘进机钻头，包括框架式主筋和滚刀，所述框架式主筋与破岩面相对的工作部上安装有滑动组件，所述滑动组件的长度小于所述工作部长度，所述滑动组件上通过滚刀座安装有滚刀；所述滑动组件上安装有行走驱动组件，所述行走驱动组件驱动所述滑动组件带动所述滚刀沿所述工作部的长度方向移动。本发明中的部分断面掘进机钻头要求配套主机功率低，要求主轴输出推力和扭矩低，为同直径全断面掘进机的三分之一，可使整机输出功率成倍降低，降低自身重量，并降低装备成本，便于进行拆装与转运；相对全断面竖井掘进，在建井总工期和可破岩强度能力持平的情况下，可节省40％以上的掘进机装备费用。技术研发人员：宋朝阳,王强,张广宇,刘志强,刘书杰,张同钊受保护的技术使用者：北京中煤矿山工程有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/23