[发明专利]一种具有定向高速磨料射流超前切缝功能的振动式硬岩截割机构

摘要

本发明公开了一种具有定向高速磨料射流超前切缝功能的振动式硬岩截割机构，工作时，高压磨料射流发生系统出口与截割机构磨料射流入口连接，磨料射流经配流盘、截割主轴、盘型滚刀内的流道进入磨料射流喷嘴形成定向高速磨料射流，截割主轴由轴向永磁电机直接驱动旋转，截割机构在振动电机作用下使盘型滚刀振动，旋转磨料射流在岩体上形成宏观裂缝，摆动截割机构即可将旋转的盘型滚刀振动楔入已形成的裂缝中使其迅速扩展断裂，实现坚硬岩体的高效截割破碎。本发明坚硬岩体截割方法安全高效，可以有效地解决坚硬岩体巷道和隧道施工效率低、成本高、粉尘量大、安全性差等问题。

主权项

1.一种具有定向高速磨料射流超前切缝功能的振动式硬岩截割机构，其特征在于：包括盘型滚刀(1)、截割主轴(3)和配流盘(5)；所述配流盘(5)外侧设有一个磨料射流入口(5‑1)，配流盘(5)内侧设有一个弧形凹槽流道(5‑6)，通过流道I(5‑2)连通磨料射流入口(5‑1)和弧形凹槽流道(5‑6)；配流盘(5)内侧、弧形凹槽流道(5‑6)的两侧设置有旋转动密封圈凹槽(5‑3)，旋转动密封圈凹槽(5‑3)内安装有O型圈，通过O型圈实现配流盘(5)和截割主轴(3)之间的密封连接；所述截割主轴(3)内均匀布置有一组流道II(3‑1)，在截割主轴(3)的旋转过程中，始终保持一个以上流道II(3‑1)与弧形凹槽流道(5‑6)连通；所述盘型滚刀(1)包括刀体(1‑1)和一组合金刀头(1‑4)，在刀体(1‑1)内设置有一组流道III(1‑8)，流道III(1‑8)或流道III(1‑8)的分支延伸至刀体(1‑1)的刀口位置，在对应位置加工切口(1‑3)以镶嵌磨料射流喷嘴(1‑2)，在相邻磨料射流喷嘴(1‑2)之间周向安装合金刀头(1‑4)；刀体(1‑1)通过紧固螺栓I(2)固定在截割主轴(3)前端，确保流道III(1‑8)与流道II(3‑1)连通；还包括轴承端盖(11)、主轴壳体(6)、轴向永磁电机(13)和振动电机(15)；所述截割主轴(3)通过径向轴承I(7)、推力轴承(9)和径向轴承II(10)实现相对主轴壳体(6)的转动连接，配流盘(5)和轴承端盖(11)分别通过紧固螺栓II(4)和紧固螺栓III(12)固定在主轴壳体(6)的前后端，通过配流盘(5)和轴承端盖(11)将径向轴承I(7)、推力轴承(9)和径向轴承II(10)密封在截割主轴(3)和主轴壳体(6)形成的密封空间内，同时配合截割主轴(3)的台阶结构、主轴壳体(6)的台阶结构和垫环(8)实现对截割主轴(3)的径向固定；所述轴向永磁电机(13)和振动电机(15)分别通过紧固螺栓IV(14)和紧固螺栓V(17)固定在主轴壳体(6)上，轴向永磁电机(13)的输出轴和截割主轴(3)后端通过花键连接。