[发明专利]切割片式旋转臂掘进机截割装置

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿井下的瓦斯、巷道顶板治理，具体是一种能够防止煤与瓦斯突出、有效降低巷道顶板破碎的掘进机截割装置，属于采掘机械领域。

 

背景技术

煤矿在开掘巷道施工中，利用现有的掘进机截割装置截割煤岩体时，岩体会产生强烈的机械波。围岩受到机械波影响后，对煤体的压力发生周期性变化，形成夯捣作用，造成岩层作用与煤体的压力为原先的几倍或者十几倍，使煤体破碎，大量的吸附瓦斯解析成游离状态。由于煤体遭到破碎，其流动性增高，煤体内的空隙缩小使煤体的体积相对缩小，支撑力降低煤层的顶板下沉，顶板的下沉造成容纳瓦斯的空间缩小，进一步提高了解析瓦斯的压力。工作面不断的施工造成强烈的机械波，使煤体不断破碎，煤体解析瓦斯的能力不断提高。随着顶板的不断下沉，解析瓦斯的压力越大，甚至超过原先解析瓦斯压力的几倍到几十倍，形成含有很高能量具有流动性的煤体，当储存的能量达到破坏煤层稳定的条件后即发生煤与瓦斯突出。同时现有的掘进机截割装置截割煤岩体时，产生的强烈的振动使巷道顶板发生破碎，易引发顶板事故，严重威胁井巷施工的安全，特别是井下人员的生命财产安全。

发明内容

本发明为了解决目前煤矿井下煤与瓦斯突出现象防治被动、井巷施工顶板易破碎的局面，提供了一种切割片式旋转臂掘进机截割装置。巷道在掘进施工中，掘进机采用该截割装置能够达到杜绝煤与瓦斯突出现象的发生，保证井巷顶板的完整有效降低掘进过程中的顶板事故，保证矿井的安全生产。

本发明是采用以下技术方案实现的：切割片式旋转臂掘进机截割装置，包括以下部件：截割头、截割臂、动力传动系统和动力装置，截割头的旋转筒和动力装置的伸缩筒与截割臂套接，伸缩油缸的一段与截割臂连接，一段与动力箱体连接。

所述截割头包含四个切割片、两个旋转臂、截割头动力传动系统、旋转臂马达、截割头旋转筒，四个切割片分别固定在两个旋转臂动力输出轴的两端，旋转臂嵌装与截割头动力传动箱体上，截割头动力传动箱内安装有旋转臂马达，截割头的旋转筒上安装有截割头转向齿轮和截割头锁紧销销孔，四个切割片通过动力传动系统在动力装置驱动下进行高速旋转，旋转臂在旋转臂马达的驱动下进行低速旋转。

所述截割臂包含截割臂主体、截割头转向马达、截割头锁紧销和截割头锁紧销油缸，截割头转向马达可以驱动截割头沿轴线旋转0～90度，截割头锁紧销和截割头锁紧销油缸与截割头锁紧销销孔配合，能够使旋转臂在水平或垂直旋转状态下截割头都能够稳定切割。

所述动力传动系统包含主动力装置动力输出轴、截割头动力输入轴、传递轴、截割头动力输出轴、传递轴齿轮、截割头动力输入轴齿轮、截割头动力输出轴齿轮、旋转臂齿轮、截割头转向齿轮、截割头转向马达齿轮、旋转臂马达齿轮。截割头动力输入轴为内五边形，主动力装置动力输出轴为外五边形，两轴互相套接，截割头动力输入轴齿轮与传递轴齿轮啮合，传递轴齿轮与动力输出轴齿轮啮合，旋转臂齿轮与旋转臂马达齿轮啮合，截割头转向马达齿轮与截割头转向齿轮啮合，动力传动系统直接与动力装置的截割电机连接。

所述的动力装置包含截割头转向马达、旋转臂马达、主动力装置，主动力装置包含截割电机、动力箱体、伸缩筒、主动力装置动力输出轴，截割电机与主动力装置动力输出轴连接，截割电机安装在动力箱体内，主动力装置动力输出轴安装在动力箱体上的轴承内。

本发明的特点是采用高速旋转的切割片进行截割煤岩体的时候，对煤岩体不会产生振动，消除了产生机械波的振源，有效的保护了工作面的顶板完整性，防止了顶板事故的发生，杜绝了向煤岩体深部传递能量，阻止了煤与瓦斯突出条件的形成，煤与瓦斯突出现象得到遏制，保证了煤矿的安全生产。

本发明的切割片作高速运转，需要稳定截割臂的力量较小，能够有效降低掘进机的重量，使掘进机体积缩小操作灵活。通过调整截割头切割片的切割方向，改变切割方式，能够增加工作面施工中块碳的产量，同时降低掘进施工时切割量加快掘进速度减少切割片的消耗。

附图说明

图1为本发明的正视图

图2为图1的C-C剖面图

图3为图1的左视图

图4为旋转臂锁紧装置（37）结构图

图5为图1的A-A剖面图

图6为图2的B-B剖面图

图7为本发明的另外一种工作状态