РЕЖУЩИЙ МОДУЛЬ ТУННЕЛЕПРОХОДЧЕСКОЙ МАШИНЫ ДЛЯ КРЕПКОЙ ГОРНОЙ ПОРОДЫ Российский патент 2017 года по МПК E21C25/06 E21D9/02 

Область техники

Настоящее изобретение относится к области бурения туннелей в крепкой горной породе, в частности к режущему модулю буровой туннелепроходческой машины для крепкой горной породы, который может осуществлять проходку туннеля полным профилем в горной породе с крепостью f10.

Уровень техники

Поскольку каждый год в Китае строятся современные шахты, с годовой производительностью 10 миллионов тонн, в особенности, поскольку производится выемка туннелей в горной породе при строительстве новых шахт, потребность в буровых туннелепроходческих машинах для проходки полным профилем увеличивается год за годом. Буровые туннелепроходческие машины являются главным оборудованием для быстрой проходки туннелей в современных шахтах. Поскольку разрабатывается все больше угольных отложений, объем работ по проходке туннелей в крепкой горной породе резко увеличивается. Буровые туннелепроходческие машины для крепкой горной породы работают в тяжелых условиях, режущий механизма является главной частью буровой туннелепроходческой машины для крепкой горной породы, и его показатели работы непосредственно влияют на конструкционную прочность и эксплуатационный ресурс буровой туннелепроходческой машины. В настоящее время при проходке туннелей в пласте крепкой горной породы буровая туннелепроходческая машина может не справляться с работой при резке горной породы или режущие зубцы могут сильно изнашиваться, и режущий механизм может страдать от интенсивных ударных нагрузок, приводящих к серьезному снижению надежности буровой туннелепроходческой машины и частым заменам режущих зубцов и соответствующих частей. Данные проблемы могут сильно ограничивать машинное время работы буровой туннелепроходческой машины и приводить к сильному снижению производительности проходки туннелей, что противоречит требованию быстрой проходки туннелей и сильно увеличивает трудоемкость работы для персонала. При этом трудно обеспечить безопасное и эффективное производство в угольных шахтах вследствие указанных проблем. Поэтому важной задачей является разработка усовершенствованных буровых туннелепроходческих машин для крепкой горной породы, в особенности разработка новаторского и высокопроизводительного режущего модуля буровой туннелепроходческой машины.

Раскрытие изобретения

Техническая проблема: задачей настоящего изобретения является решение проблем в уровне технике и предложение режущего модуля буровой туннелепроходческой машины для проходки полным профилем в крепкой горной породе, который имеет компактную конструкцию, может уменьшить абразивный износ режущих зубцов и улучшить производительность работы и надежность.

Техническая схема: режущий модуль буровой туннелепроходческой машины для кепкой горной породы, предложенный в настоящем изобретении, содержит редуктор режущего устройства, лапу режущего устройства, соединенную с редуктором режущего устройства, и режущую головку, установленную на лапе режущего устройства, при этом режущая головка содержит основной вал режущий головки, узел сателлитов планетарной передачи, внутреннее передаточное кольцо, подшипниковый блок, уплотнительный сальник, корпус режущей головки, диски режущего устройства, режущие зубцы, водило сателлитов планетарной передачи режущего устройства и работающий параллельно узел конических зубцов, причем внутреннее передаточное кольцо и подшипниковый блок неподвижно соединены с корпусом лапы режущего устройства с помощью болтов, узел сателлитов планетарной передачи установлен на водиле сателлитов планетарной передачи режущего устройства, между режущим водилом планетарных сателлитов и подшипниковым блоком установлено поворотное уплотнение, уплотнительный сальник скреплен с водилом сателлитов планетарной передачи режущего устройства винтами, работающий параллельно узел конических зубцов установлен на водиле сателлитов планетарной передачи режущего устройства, корпус режущей головки скреплен с водилом сателлитов планетарной передачи режущего устройства с помощью болтов, диски режущего устройства установлены на скошенных гранях корпуса режущей головки, режущие зубцы приварены на переднем конце корпуса режущей головки, и работающий параллельно узел конических зубцов сцеплен с основным валом режущей головки.

Количество дисков режущего устройства 4-6; диск режущего устройства содержит червячную фрезу, вал червячной фрезы, диск червячной фрезы, уплотнительную концевую крышку, вал диска режущего устройства, коническую передачу и пылезащитную крышку, при этом червячная фреза установлена на валу червячной фрезы, вал червячной фрезы скреплен с диском червячной фрезы резьбовым соединением, диск червячной фрезы скреплен с валом диска режущего устройства посредством пылезащитной крышки, вал диска режущего устройства установлен на корпусе режущей головки с помощью подшипника, уплотнительная концевая крышка установлена на корпусе режущей головки, уплотнительное кольцо с кромкой установлено в уплотнительной концевой крышке, вал диска режущего устройства соединен с конической передачи с помощью шлицов, и коническая передача сцеплена с параллельно работающим узлом конических зубцов для осуществления вращения и обращения режущего диска; червячная фреза и диск червячной фрезы покрыты твердосплавным материалом на своих режущих поверхностях.

Технические результаты: с технической схемой, описанной выше, настоящее изобретение меняет обычную точку контакта между индивидуальным зубцом и крепкой горной породой на линейный контакт между червячной фрезой и диском червячной фрезы; таким образом, настоящее изобретение полностью использует режущие возможности режущего элемента, а также уменьшает напряжение на режущем элементе так, что крепкая горная порода может эффективно разрушаться, при этом абразивный износ режущего элемента сильно уменьшается; кроме того, зубцы на конечном участке режущей головки полностью используют трещины, создаваемые диском режущего устройства для разрушения крепкой горной породы, при этом исключаются высокие напряжения; таким образом, абразивный износ зубцов на конечном участке режущей головки сильно уменьшается. Таким образом, предложенный режущий модуль буровой туннелепроходческой машины для крепкой горной породы имеет преимущества, включающие в себя высокую производительность резания, широкий диапазон пластов крепкой горной породы, поддающихся резанию, высокую надежность, компактную конструкцию и небольшой диаметр и т.д., и может значительно улучшить производительность бурения при проходке туннеля буровой туннелепроходческой машиной для крепкой горной породы и значительно уменьшить трудоемкость работы для персонала.

Описание чертежей

На фиг. 1 показан разрез режущего модуля буровой туннелепроходческой машины для крепкой горной породы согласно настоящему изобретению.

На фиг. 2 показан разрез режущей головки согласно настоящему изобретению.

На фиг. 3 показан разрез режущего диска согласно настоящему изобретению.

Позиции на чертежах:

1 - редуктор режущего устройства; 2 - лапа режущего устройства; 3 - режущая головка; 3-1 - основной вал режущей головки; 3-2 - узел сателлитов планетарной передачи; 3-3 - внутреннее передаточное кольцо; 3-4 - подшипниковый блок; 3-5 - поворотное уплотнение; 3-6 - уплотнительный сальник; 3-7 - корпус режущей головки; 3-8 - диск режущего устройства; 3-9 - режущий зубец; 3-10 - водило сателлитов планетарной передачи режущего устройства; 3-11 - работающий параллельно узел конических зубцов; 3-8-1 - червячная фреза; 3-8-2 - вал червячной фрезы; 3-8-3 - диск червячной фрезы; 3-8-4 - уплотнительная концевая крышка; 3-8-5 - уплотнительное кольцо с кромкой; 3-8-6 - вал диска режущего устройства; 3-8-7 - коническая передача; 3-8-8 - пылезащитная крышка.

Осуществление изобретения

Ниже настоящее изобретение дополнительно подробно описано в варианте осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Как показано на фиг. 1, режущий модуль буровой туннелепроходческой машины для крепкой горной породы, предложенный в настоящем изобретении, в основном содержит редуктор 1 режущего устройства, лапу 2 режущего устройства и режущую головку 3, при этом лапа 2 режущего устройства неподвижно соединена с редуктором 1 режущего устройства с помощью болтов, основной вал лапы режущего устройства соединен с выходным валом редуктора с помощью шлицов, и основной вал 3-1 режущей головки соединен с основным валом лапы режущего устройства с помощью шлицов.

Как показано на фиг. 2, режущая головка 3 содержит основной вал 3-1 режущей головки, узел 3-2 сателлитов планетарной передачи, внутреннее передаточное кольцо 3-3, подшипниковый блок 3-4, поворотное уплотнение 3-5, уплотнительный сальник 3-6, корпус 3-7 режущей головки, диски 3-8 режущего устройства, зубцы 3-9, водило 3-10 сателлитов планетарной передачи режущего устройства и работающий параллельно узел 3-11 конических зубцов, при этом внутреннее передаточное кольцо 3-3 и подшипниковый блок 3-4 неподвижно соединены с корпусом лапы режущего устройства с помощью болтов, узел 3-2 сателлитов планетарной передачи установлен на водиле 3-10 сателлитов планетарной передачи режущего устройства, поворотное уплотнение 3-5 установлено между водилом 3-10 сателлитов планетарной передачи режущего устройства и подшипниковым блоком 3-4, уплотнительный сальник 3-6 скреплен с водилом 3-10 сателлитов планетарной передачи режущего устройства винтами, работающий параллельно узел 3-11 конических зубцов установлен на водиле 3-10 сателлитов планетарной передачи режущего устройства, корпус 3-7 режущей головки скреплен с водилом 3-10 сателлитов планетарной передачи режущего устройства с помощью болтов, диски 3-8 режущего устройства установлены на скошенных гранях корпуса 3-7 режущей головки, зубцы 3-9 приварены на переднем конце корпуса 3-7 режущей головки, и работающий параллельно узел 3-11 конических зубцов сцеплен с основным валом 3-1 режущей головки.

Как показано на фиг. 3, диск 3-8 режущего устройства содержит червячную фрезу 3-8-1, вал 3-8-2 червячной фрезы, диск 3-8-3 червячной фрезы, уплотнительную концевую крышку 3-8-4, уплотнительное кольцо 3-8-5 с кромкой, вал 3-8-6 диска режущего устройства, коническую передачу 3-8-7 и пылезащитную крышку 3-8-8, при этом червячная фреза 3-8-1 установлена на валу 3-8-2 червячной фрезы, вал 3-8-2 червячной фрезы скреплен с диском 3-8-3 червячной фрезы резьбовым соединением, диск 3-8-3 червячной фрезы скреплен с валом 3-8-6 диска режущего устройства посредством пылезащитной крышки 3-8-8, вал 3-8-6 диска режущего устройства установлен на корпусе 3-7 режущей головки в подшипнике, уплотнительная концевая крышка 3-8-4 скреплена с корпусом 3-7 режущей головки винтами, уплотнительное кольцо 3-8-5 с кромкой установлено в уплотнительной концевой крышке 3-8-4, вал 3-8-6 диска режущего устройства соединен с конической передачей 3-8-7 с помощью шлицов, и коническая передача 3-8-7 сцеплена с параллельно работающим узлом 3-11 конических зубцов для осуществления вращения и обращения режущего диска 3-8.

Принцип работы

Механическая энергия мотора передается через редуктор 1 режущего устройства и основной вал лапы режущего устройства на основной вал 3-1 режущей головки, затем механическая энергия передается через основной вал 3-1 режущей головки на механизм планетарного редуктора режущей головки и работающий параллельно узел 3-11 конических зубцов так, что корпус 3-7 режущей головки, скрепленный с водилом 3-10 сателлитов планетарной передачи режущего устройства, вращается; одновременно, работающий параллельно узел 3-11 конических зубцов приводит диск 3-8 режущего устройства во вращение для осуществления вращения и обращения диска 3-8 режущего устройства. Режущий модуль буровой туннелепроходческой машины для крепкой горной породы имеет преимущества, включающие в себя высокую производительность резания, возможность резания горной породы с крепостью в большом диапазоне, высокую надежность, компактную конструкцию и небольшой диаметр и т.д., и может значительно улучшить производительность бурения туннеля буровой туннелепроходческой машиной для крепкой горной породы и значительно уменьшить трудоемкость работы персонала.

Хотя настоящее изобретение показано и описано со ссылкой на некоторые предпочтительные варианты осуществления, настоящее изобретение не ограничено ими. Специалисту в данной области техники понятно, что различные изменения и модификации можно выполнять без отхода от сущности и объема настоящего изобретения. Все такие изменения и модификации следует считать попадающими в защищенный объем настоящего изобретения.

Изобретение относится к режущему модулю. Техническим результатом является повышение производительности работы. Режущий модуль буровой туннелепроходческой машины для крепкой горной породы содержит редуктор режущего устройства, лапу режущего устройства, соединенную с редуктором режущего устройства, и режущую головку, установленную на лапе режущего устройства. Режущая головка содержит основной вал, узел планетарных сателлитов, внутреннее передаточное кольцо, подшипниковый блок, уплотнительный сальник, корпус, диски режущего устройства, режущие зубцы, водило сателлитов планетарной передачи режущего устройства и работающий параллельно узел конических зубцов. Внутреннее передаточное кольцо и подшипниковый блок неподвижно соединены с корпусом лапы режущего устройства с помощью болтов. Узел сателлитов планетарной передачи установлен на водиле сателлитов планетарной передачи режущего устройства. Поворотное уплотнение установлено между водилом сателлитов планетарной передачи режущего устройства и подшипниковым блоком. Уплотнительный сальник скреплен с водилом сателлитов планетарной передачи режущего устройства винтами. Работающий параллельно узел конических зубцов установлен на водиле сателлитов планетарной передачи режущего устройства. Корпус режущей головки скреплен с водилом сателлитов планетарной передачи режущего устройства с помощью болтов. Диски режущего устройства установлены на скошенных поверхностях корпуса режущей головки. Режущие зубцы приварены на переднем конце корпуса режущей головки. Работающий параллельно узел конических зубцов сцеплен с основным валом режущей головки. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Режущий модуль буровой туннелепроходческой машины для крепкой горной породы, содержащий:

редуктор (1) режущего устройства,

лапу (2) режущего устройства, соединенную с редуктором (1) режущего устройства, и

режущую головку (3), установленную на лапе (2) режущего устройства, при этом режущая головка (3) содержит:

основной вал (3-1) режущей головки,

узел (3-2) планетарных сателлитов,

внутреннее передаточное кольцо (3-3),

подшипниковый блок (3-4),

уплотнительный сальник (3-6),

корпус (3-7) режущей головки,

диски (3-8) режущего устройства,

режущие зубцы (3-9),

водило (3-10) сателлитов планетарной передачи режущего устройства и

работающий параллельно узел (3-11) конических зубцов, причем

внутреннее передаточное кольцо (3-3) и подшипниковый блок (3-4) неподвижно соединены с корпусом лапы режущего устройства с помощью болтов,

узел (3-2) сателлитов планетарной передачи установлен на водиле (3-10) сателлитов планетарной передачи режущего устройства,

поворотное уплотнение (3-5) установлено между водилом (3-10) сателлитов планетарной передачи режущего устройства и подшипниковым блоком (3-4),

уплотнительный сальник (3-6) скреплен с водилом (3-10) сателлитов планетарной передачи режущего устройства винтами,

работающий параллельно узел (3-11) конических зубцов установлен на водиле (3-10) сателлитов планетарной передачи режущего устройства,

корпус (3-7) режущей головки скреплен с водилом (3-10) сателлитов планетарной передачи режущего устройства с помощью болтов,

диски (3-8) режущего устройства установлены на скошенных поверхностях корпуса (3-7) режущей головки,

режущие зубцы (3-9) приварены на переднем конце корпуса (3-7) режущей головки, и

работающий параллельно узел (3-11) конических зубцов сцеплен с основным валом (3-1) режущей головки.

2. Режущий модуль буровой туннелепроходческой машины для крепкой горной породы по п. 1, в котором количество дисков (3-8) режущего устройства составляет 4-6.

3. Режущий модуль буровой туннелепроходческой машины для крепкой горной породы по п. 1 или 2, в котором

диск (3-8) режущего устройства содержит:

червячную фрезу (3-8-1),

вал (3-8-2) червячной фрезы,

диск (3-8-3) червячной фрезы,

уплотнительную концевую крышку (3-8-4),

вал (3-8-6) диска режущего устройства,

коническую передачу (3-8-7) и

пылезащитную крышку (3-8-8),

при этом

червячная фреза (3-8-1) установлена на валу (3-8-2) червячной фрезы,

вал (3-8-2) червячной фрезы скреплен с диском (3-8-3) червячной фрезы резьбовым соединением,

диск (3-8-3) червячной фрезы скреплен с валом (3-8-6) диска режущего устройства посредством пылезащитной крышки (3-8-8),

вал (3-8-6) диска червячной фрезы установлен на корпусе (3-7) режущей головки с помощью подшипника,

уплотнительная концевая крышка (3-8-4) установлена на корпусе (3-7) режущей головки,

уплотнительное кольцо (3-8-5) с выступом установлено в уплотнительной концевой крышке (3-8-4),

вал (3-8-6) диска режущего устройства соединен с конической передачей (3-8-7) с помощью шлицов, и

коническая передача (3-8-7) сцеплена с работающим параллельно узлом (3-11) конических зубцов для осуществления вращения и поворота диска (3-8) режущего устройства.

4. Режущий модуль буровой туннелепроходческой машины для крепкой горной породы по п. 3, в котором червячная фреза (3-8-1) и диск (3-8-3) червячной фрезы покрыты твердосплавным материалом на своих режущих поверхностях.