[发明专利]一种双模式高压水射流辅助旋回振荡钻铣机构及使用方法

说明书

本发明公开了一种双模式高压水射流辅助旋回振荡钻铣机构及使用方法，包括：机架，以及设置在机架上的驱动装置、切割组件，切割组件包括：偏心套筒、旋回体、高压水射流单元，偏心套筒设置在旋回体与驱动装置之间，偏心套筒内部设置有斜内孔，斜内孔与旋回体配合连接，斜内孔的轴线与偏心套筒的轴线之间存在夹角，旋回体的中段设置有限位件，限位件用于抵消作用于旋回体的轴向力，高压水射流单元，在钻孔、铣削工作时通过高压水射流降低钻孔和破岩难度；通过偏心套筒内孔偏斜使钻铣滚刀旋回振荡运动，使钻铣滚刀接触路径短磨损小、温度低，避免钻铣滚刀过度磨损，通过高压水射流单元的设置降低了破岩难度，提高了坚硬岩体的破碎效率。

技术领域

本发明涉及地下空间工程的隧道开挖、煤炭与矿产采掘领域，具体涉及一种双模式高压水射流辅助旋回振荡钻铣机构及使用方法。

背景技术

随着我国对煤炭能源需求的不断增加，因岩巷掘进困难而导致采掘比例失调成为制约我国煤矿开采的主要原因。而如今而随着采煤机械化开采的成熟应用，开采效率得到了极大的提高，采掘比例失衡的现象变得更加突出，硬岩掘进机械装备已经成为制约矿井煤炭开采和巷道掘进协同进行的“瓶颈”。特别对于普氏硬度系数 的坚硬岩石，施工时对掘进工作机构及其安装刀具的冲击、磨损加大，加上空间限制，掘进装备的工作环境更为恶劣，导致截割机构在硬煤岩巷掘进效果较差，掘进成本高。

在现有的技术中，煤矿巷道掘进多采用钻爆法和机械截齿破岩，其中钻爆法虽然效率高，对地层的适用性强，但其粉尘、毒气排放量大，还容易造成瓦斯爆炸之类重大事故，因此不利于矿体资源安全高效绿色开采，而煤矿掘进机常用的截齿破碎硬岩难度大、负载大，截齿易损坏而需频繁更换，岩巷掘进效率低、成本高，井下试验证实截齿切削破岩方式难以实现硬岩巷道的经济掘进。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种双模式高压水射流辅助旋回振荡钻铣机构及使用方法，通过偏心套筒内孔偏斜使钻铣滚刀旋回振荡运动，使得钻铣滚刀接触路径短磨损小、温度低，避免钻铣滚刀过度磨损，通过高压水射流单元的设置降低了破岩难度，提高了坚硬岩体的破碎效率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一方面，提供一种双模式高压水射流辅助旋回振荡钻铣机构，包括：机架，以及设置在机架上的，

驱动装置，与所述机架之间固定连接，

切割组件，所述切割组件驱动连接于所述驱动装置的驱动端，

其特征在于，所述切割组件包括：

偏心套筒，设置在旋回体与驱动装置之间，所述偏心套筒内部设置有斜内孔，所述斜内孔与旋回体配合连接，所述斜内孔的轴线与偏心套筒的轴线之间存在夹角，使铣削轴上的钻铣刀头进行旋回振荡铣削破岩；

旋回体, 所述旋回体一端与驱动装置驱动连接，另一端设置有钻铣刀头，所述旋回体的中段设置有限位件，所述限位件用于抵消作用于旋回体的轴向力，

第一高压水射流单元，与高压水管连接，包括设置在钻铣刀头上的射流喷嘴，通过喷嘴形成射流与钻铣刀头共同完成煤岩钻孔。

作为本发明的一种优选实施方式：所述偏心套筒通过支撑轴承安装在壳体内部，偏心套筒的中部设置有偏心块，所述偏心块的轴线与偏心套筒的轴线之间存在偏心距，偏心套筒的右端设置有中通孔。

作为本发明的一种优选实施方式：所述斜内孔的内表面设有耐磨涂层I，所述偏心套筒的两端设有卡簧槽，所述卡簧槽定位设置支撑轴承。

作为本发明的一种优选实施方式：所述第一高压水射流单元包括：摆动射流喷嘴、第一内部流道、高压水管支路I；所述第一内部流道设置在旋回体的内部，第一内部流道包括主流道、支流道；所述摆动射流喷嘴与第一内部流道的支流道连通，所述高压水管支路I与第一内部流道的主流道连通，所述第一内部流道的主流道与支流道在旋回体的左端连通，高压水管支路I与主流道之间设置有旋转密封件。