具有三螺旋等升角截齒排布方式的懸臂縱軸掘進(jìn)機(jī)截割頭的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及掘進(jìn)機(jī)截割頭的截齒布置方式，具體是一種具有定心三螺旋等升角截齒排布方式的懸臂式縱軸掘進(jìn)機(jī)截割頭。截齒呈三條逆時(shí)針?lè)较虻穆菪€分布，且三條螺旋線的起點(diǎn)三截齒高度相同，提供同一螺旋線相鄰截齒之間的周向分布夾角計(jì)算方法；所述的截齒布置方式布置均勻，截齒依次排列，可以保證截割頭掘進(jìn)時(shí)，破巖效果好，周邊受力基本平衡。這種排列方式有利于降低截齒的側(cè)向和截割比能耗。
【專(zhuān)利說(shuō)明】具有三螺旋等升角截齒排布方式的懸臂縱軸掘進(jìn)機(jī)截割頭

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及掘進(jìn)機(jī)設(shè)備，具體為一種用于懸臂式縱軸的掘進(jìn)機(jī)截割頭，特別為一種具有定心三螺旋等升角截齒排布方式的懸臂式縱軸掘進(jìn)機(jī)截割頭。

【背景技術(shù)】
[0002]截割頭是掘進(jìn)機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，截齒直接參與截割，主要功能是破碎和分離煤巖。截齒在截割頭上的排列方式對(duì)掘進(jìn)機(jī)的掘進(jìn)能力影響很大，它影響著截齒對(duì)煤巖的截割能力和效率。傳統(tǒng)的截齒布置主要根據(jù)截割頭體的空間，依靠經(jīng)驗(yàn)排布，受截齒體積及布置空間的限制，排布不均勻，截齒損耗大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的傳統(tǒng)截齒布置方式存在的上述問(wèn)題，提供了一種具有定心三螺旋等升角截齒排布方式的懸臂式縱軸掘進(jìn)機(jī)截割頭。
[0004]本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種具有三螺旋等升角截齒排布方式的懸臂縱軸掘進(jìn)機(jī)截割頭，包括截割頭體，所述截割頭體上分布有截齒，所述截齒的排布方式如下:
1、從截割頭頂部開(kāi)始，定乂截齒編號(hào):An，其中n=l，2，3......。
[0005]I1、定義截齒高度B為截割頭體底部到截齒齒尖的高度，截齒An的高度一一對(duì)應(yīng)表示為 Bn,其中 n=l,2,3......!B1=B2=B3,當(dāng) η 彡 3 時(shí)，Bn > Βη+1。
[0006]II1、所有截齒呈逆時(shí)針?lè)较虻娜龡l并列螺旋線分布，截齒4、4、^位于截割頭的頂部，并分別作為三條螺旋線的起點(diǎn)，即螺旋線的起點(diǎn)三截齒高度相同，同一螺旋線上的截齒自截割頭體的頂端到底部依次排列。
[0007]定義A1, A4, A7,……A1+3Xm構(gòu)成螺旋線I ;
定義A2, A5, A8,……A2+3Xm構(gòu)成螺旋線2 ；
定義A3, A6, A9,……A3+3Xm構(gòu)成螺旋線3 ；
其中，m=0，l，2，3……。
[0008]IV、所有截齒在截割頭體底面上投影后，以截割頭體底面中心O點(diǎn)(截割頭體的軸線與其底面的交點(diǎn))為坐標(biāo)原點(diǎn)確定截齒An的周向分布角如下:
定義截割頭體頂端三個(gè)截齒，即三條螺旋線的起點(diǎn)H A3作為等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，O點(diǎn)作為該等邊三角形的中心。
[0009]定義以O(shè)點(diǎn)與截齒A1在截割頭體底面上投影點(diǎn)的連線作為零度軸線，沿逆時(shí)針?lè)较?，截齒An在截割頭體底面上投影點(diǎn)與O點(diǎn)的連線與零度軸線形成的夾角一一對(duì)應(yīng)為θ n,那么G1=O度，θ2=120度，θ 3=240度；如圖2所示，圖中內(nèi)置有數(shù)字的圓圈即表示相應(yīng)截齒An在割頭體底面上投影點(diǎn)。
[0010]截齒An在截割頭體上的周向分布角--對(duì)應(yīng)為θη，截齒An在截割頭體上的周向分布角表示為截齒An所在橫截面對(duì)應(yīng)形成與θ η大小相等的夾角，S卩截割頭軸線與截齒An所在橫截面的交點(diǎn)為中心，該中心和截齒A1在截齒An所在橫截面的投影點(diǎn)連線與該中心和截齒An連線形成的夾角。
[0011]定義同一螺旋線上相鄰截齒在截割頭體底面上投影點(diǎn)分別與O點(diǎn)連線后形成的夾角α均相等，即θη-θη_3=α。
[0012]已知a=120/ (a+0.5)，其中，a=l，2，3……；a根據(jù)截割頭體的底面直徑選取。
[0013]那么，θη =θη_3+α，依次確定θη的大小，其中，η=4，5，6……。
[0014]上述截割頭體上的截-An布置方式布置均勻，截齒依次排列，可以保證截割頭掘進(jìn)時(shí)，周邊受力基本平衡。
[0015]本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，截割頭體上截齒An的排列方式有利于降低截齒的側(cè)向和截割比能耗，延長(zhǎng)截割頭的使用壽命，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)率。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為截齒高度分布示意圖。
[0017]圖2為所有截齒在截割頭體底面上投影后，截齒的平面周向分布投影示意圖。
[0018]圖3為截齒在截割頭上側(cè)面分布示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0020]一種具有三螺旋等升角截齒排布方式的懸臂縱軸掘進(jìn)機(jī)截割頭，包括截割頭體，所述截割頭體上分布有截齒，所述截齒的排布方式如下:
1、如圖2、3所不，從截表1]頭頂部開(kāi)始，定乂截齒編號(hào):Αη，其中η=1，2，3......。
[0021]I1、如圖1所示，定義截齒高度B為截割頭體底部到截齒齒尖的高度，截齒An的高度一一對(duì)應(yīng)表示為Bn，其中η=1，2，3……J1=B2=B3,當(dāng)η彡3時(shí)，Bn > Βη+1。
[0022]II1、如圖2、3所示，所有截齒呈逆時(shí)針?lè)较虻娜龡l并列螺旋線分布，截齒Ap A2, A3位于截割頭的頂部，并分別作為三條螺旋線的起點(diǎn)，即螺旋線的起點(diǎn)三截齒高度相同，同一螺旋線上的截齒自截割頭體的頂端到底部依次排列。
[0023]定義A1, A4, A7,……A1+3Xm構(gòu)成螺旋線I ;
定義A2, A5, A8,……A2+3Xm構(gòu)成螺旋線2 ；
定義A3, A6, A9,……A3+3Xm構(gòu)成螺旋線3 ；
其中，m=0，l，2，3……。
[0024]IV、所有截齒在截割頭體底面上投影后，以截割頭體底面中心O為坐標(biāo)原點(diǎn)確定截齒An的周向分布角如下:
定義截割頭體頂端三個(gè)截齒，即三條螺旋線的起點(diǎn)H A3作為等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，O點(diǎn)作為該等邊三角形的中心。
[0025]如圖2所示，圖中內(nèi)置有數(shù)字的圓圈即表示相應(yīng)截齒An在割頭體底面上投影點(diǎn)。定義以O(shè)點(diǎn)與截齒A1在截割頭體底面上投影點(diǎn)的連線作為零度軸線，沿逆時(shí)針?lè)较颍佚XAn在截割頭體底面上投影點(diǎn)與O點(diǎn)的連線與零度軸線形成的夾角一一對(duì)應(yīng)為θη，即截齒八?在截割頭體上的周向分布角一一對(duì)應(yīng)為θη，那么G1=O度，θ2=120度，θ 3=240度。
[0026]如圖2所示，定義同一螺旋線上相鄰截齒在截割頭體底面上投影點(diǎn)分別與O點(diǎn)連線后形成的夾角α均相等，即θ η- θ η_3= α。
[0027]已知α=120/ (a+0.5)，其中，a=l，2，3……；a根據(jù)截割頭體的底面直徑選取；當(dāng)a=1時(shí)，α =80，即同一螺旋線上相鄰截齒的夾角為80度；當(dāng)a=2時(shí)，α =48，即同一螺旋線上相鄰截齒的夾角為48度；當(dāng)a=3時(shí)，α =34，即同一螺旋線上相鄰截齒的夾角為34度。根據(jù)截割頭體的實(shí)際大小，截割頭的體積越大，需要布置的截齒數(shù)量越多，則a的取值越大，同一螺旋線上相鄰截齒的夾角越小，截齒在截割頭體上的分布越密集。
[0028]那么，θη =θη_3+α，依次確定Θ ^的大小，其中，η=4,5,6......;例如當(dāng)a=2時(shí)，
α=48，則 Θ 4=48 度，θ5=168 度，Θ 6=288 度，Θ 7=96 度，Θ 8=216 度，Θ 9=336 度……等等依次計(jì)算；其中，a的大小本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)截割頭體的底面直徑選取即可，不存在技術(shù)難度。
[0029]截割頭體上位于一條螺旋線上的某一個(gè)截齒據(jù)其高度關(guān)系(B1=B2=B3,當(dāng)η彡3時(shí)，Bn > Βη+1)和其在截割頭體上的周向分布角，即可確定其在截割頭體上的位置。
【權(quán)利要求】
1.一種具有三螺旋等升角截齒排布方式的懸臂縱軸掘進(jìn)機(jī)截割頭，包括截割頭體，所述截割頭體上分布有截齒，其特征在于:所述截齒的排布方式如下: 1、從截IllJ頭頂部開(kāi)始，定乂截齒編號(hào):An，其中n=l，2，3......; I1、定義截齒高度B為截割頭體底部到截齒齒尖的高度，截齒An的高度一一對(duì)應(yīng)表示為^，其中11=1，2，3……A1=B2=B3,當(dāng) η 彡 3 時(shí)，Bn > Βη+1 ； II1、所有截齒呈逆時(shí)針?lè)较虻娜龡l并列螺旋線分布，截齒ApA2, A3位于截割頭的頂部，并分別作為三條螺旋線的起點(diǎn)，即螺旋線的起點(diǎn)三截齒高度相同，同一螺旋線上的截齒自截割頭體的頂端到底部依次排列； 定義A1, A4, A7,……A1+3Xm構(gòu)成螺旋線I ； 定義A2, A5, A8,……A2+3Xm構(gòu)成螺旋線2 ； 定義A3, A6, A9,……A3+3Xm構(gòu)成螺旋線3 ； 其中，m=0，l，2，3……； IV、所有截齒在截割頭體底面上投影后，以截割頭體底面中心O為坐標(biāo)原點(diǎn)確定截齒An的周向分布角如下: 定義截割頭體頂端三個(gè)截齒，即三條螺旋線的起點(diǎn)H A3作為等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，O點(diǎn)作為該等邊三角形的中心；定義以O(shè)點(diǎn)與截齒A1在截割頭體底面上投影點(diǎn)的連線作為零度軸線，沿逆時(shí)針?lè)较?，截齒An在截割頭體底面上投影點(diǎn)與O點(diǎn)的連線與零度軸線形成的夾角一一對(duì)應(yīng)為θ n，即截齒An在截割頭體上的周向分布角一一對(duì)應(yīng)為θη，那么θ1=0度，θ2=120度，θ 3=240度；定義同一螺旋線上相鄰截齒在截割頭體底面上投影點(diǎn)分別與O點(diǎn)連線后形成的夾角α均相等，即θη-θη_3=α ； 已知a=120/ (a+0.5)，其中，a=l，2，3……；a根據(jù)截割頭體的底面直徑選?。? 那么，θη =θη_3+α，依次確定θη的大小，其中，η=4，5，6……。
【文檔編號(hào)】E21C35/18GK104153774SQ201410379094
【公開(kāi)日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年8月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月4日
【發(fā)明者】薛道成, 金智新, 于林, 梁春豪, 胡全喜, 何立奇, 楊志軍 申請(qǐng)人:西山煤電(集團(tuán))有限責(zé)任公司