[实用新型]环钻式悬臂掘进机构

说明书

本实用新型公开了一种环钻式悬臂掘进机构，包括掘进头、支撑筒、悬臂后段和用于驱动所述掘进头转动的驱动轴，支撑筒活套在驱动轴上，支撑筒的后端固定在悬臂后段上，还包括钻筒，钻筒套装在掘进头上，并可跟随掘进头一同转动，所述支撑筒上设有用于驱动钻筒沿驱动轴前后滑动的驱动装置，且当所述驱动装置驱动钻筒朝悬臂后段滑动时，可使掘进头从钻筒内露出，钻筒的前端端面分布有环缝切割齿，掘进头的表面分布有掘进齿。采用全新的破岩理论，即通过钻筒对岩层进行环缝式切割，然后再利用掘进头的进行二次粉碎破岩掘进，大大提高破岩效率，以及金刚石复合齿的使用效率，具有极大的科学性及良好的经济性。

技术领域

本实用新型属于坑道或矿山掘进机械设备技术领域，具体涉及一种环钻式悬臂掘进机构。

背景技术

现有技术中，岩石非爆破开挖部分场合是利用带有截齿的悬臂掘进机进行的，但当岩石硬度大于普式硬度8级时，掘进效率会大幅下降，同时，截齿消耗也大大增加，致使传统采用截齿的悬臂掘进机不适合硬岩截割。

人造金刚石复合齿(PDC)由金刚石颗粒和硬质合金基体在高温高压下烧结而成，既具有金刚石的高耐磨性，又具有硬质合金的高强度，随着人造金刚石复合齿的推广普及，使切割超硬岩石成为可能，但是金刚石复合齿的造价成本较高，长期使用，其磨损也会增加，故如何以最少岩石切割量换取最大的岩石破碎量，提高切割齿破岩效率，充分利用金刚石复合齿进行快速掘进，成为当前亟待解决的问题。

实用新型内容

为解决以上技术问题，提高破岩掘进效率及掘进经济性，本实用新型提供了一种环钻式悬臂掘进机构。

为实现上述目的，本实用新型技术方案如下：

一种环钻式悬臂掘进机构，包括掘进头、支撑筒、悬臂后段和用于驱动所述掘进头转动的驱动轴，所述支撑筒套设在驱动轴上，后端与悬臂后段固定，其关键在于：还包括钻筒，所述钻筒套装在掘进头上，并可跟随掘进头一同转动，所述支撑筒上设有用于驱动钻筒沿驱动轴前后滑动的驱动装置，且当所述驱动装置驱动钻筒朝悬臂后段滑动时，可使掘进头从钻筒内露出，所述钻筒的前端端面呈环状分布有环缝切割齿，掘进头的表面分布有掘进齿。

采用以上方案，通过设置可切割的钻筒，在掘进过程中，可通过钻筒先对作业掌子面进行环缝切割，使掌子面岩石形成孤立岩柱，钻筒后退之后，掘进头露出并用其挤、撞断岩柱，达到掘进效果，相比TBM全断面切割岩石设备而言，其结构更科学，符合以最少的岩石切割量换取破坏最大岩石破损量的理念，整体破岩掘进效率较高，且经济性良好。

作为优选：所述掘进头的尾端固套有外花键套，所述支撑筒上活套有与所述外花键套相适应的内花键套，内花键套的前端与钻筒的后端相连，所述驱动装置通过推动内花键套前后滑动即可带动钻筒沿支撑筒前后滑动，内花键套朝前滑动时能够与外花键套啮合，而朝后滑动时能够解除与外花键套的啮合状态。采用以上方案，通过花键配合实现钻筒与掘进头的离合作用，即当内花键套和外花键套啮合时，则钻筒可跟随掘进头同步转动，而当二者分离时，则掘进头工作时钻筒尽可能远离掘进头，防止意外碰坏钻筒。

作为优选：所述内花键套与钻筒之间通过连接套固定相连。采用以上方案，通过连接套可便于钻筒的安装和更换。

作为优选：所述掘进头与驱动轴之间通过花键同轴连接。采用以上方案，便于掘进头的快速安装及后期维护和更换。

作为优选：所述支撑筒与驱动轴之间设有支承套，该支承套通过支撑轴承支承在支撑筒上，所述支承套的前端与外花键套及掘进头固定连接。采用以上结构，可提高掘进头的刚性，使驱动轴仅承受扭矩。

作为优选：所述驱动装置包括油缸和转动轴承，所述油缸安装在悬臂后段上，并沿轴向朝前设置；