[發明專利]一種頂鉆截齒及其截割頭

有效

• 申請號: 201710232015.4
• 申請日: 2017-04-11
• 公開（公告）號: CN107060754B
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 郭晨光;林杰;吳正;宗俊杰;汪建;熊曉明
• 申請（專利權）人: 中車株洲電力機車有限公司
• 主分類號: E21C35/18
• 分類號: E21C35/18;E21C35/19
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 盧宏;鄭俊超

本發明公開了一種頂鉆截齒，包括座體、設置于座體頂部的多個切削頭,座體頂部為平面,所述切削頭在座體頂部平面上沿單一螺旋線排布。還提供一種截割頭,包括基體、圍繞基體呈螺旋排布的截齒所述基體頂部中心安裝有上述頂鉆截齒。本發明頂鉆截齒的設計，有效緩解了傳統截割頭在截割硬巖時，頂部截齒及齒座的磨損，特別是杜絕了截割頭截割硬巖時，頂部齒座比頂部截齒先磨損的現象。而且擁有便利的拆裝結構，以便于磨損后及時更換。

技術領域

本發明屬于掘進機設備，具體涉及一種頂鉆截齒及其截割頭。

背景技術

現有煤礦及隧道用掘進機的截割頭，一般為圓錐形、圓臺形或錐臺結合等類型。截割頭上按照嚴格的計算結果及電腦三維模擬，分布著裝有截齒的齒座，齒座焊接在截割頭基體上。有的齒座上帶有水孔及噴嘴，水孔連接截割頭基體中的水道，水道通過一系列密封及管路形成的水系統通到供水源，用于為截割頭提供用于降塵及冷卻的噴霧水。其所用截齒為具有單一硬質合金齒尖的鎬形截齒或刀形截齒。

常見截齒排布沿截割頭基體螺旋分布，按照一定軸向距離、圓周角以及不同的姿態（包括切割角、轉角、自偏角）分布幾十把截齒。其數量多少按截割頭基體的大小及其所對應掘進機截割功率、工作面巖層具體硬度及節理分布的不同而有所不同。

現有截割頭在截割硬巖的工作中，都存在磨損的問題，且分布在截割頭不同位置的截齒及齒座受到的磨損程度不同。

一般分布在截割頭尾端（大直徑端）的截齒及其齒座，因其幾乎不參與截割頭初期的鉆進動作，并且所處的轉動半徑大，單刀截割力小，所以其所受到的磨損是最小的。隨著所排列的截齒距離尾端距離的加大，截齒所能參與到的工作量也逐步增加，截齒所在的旋轉半徑逐漸減小，截齒的單刀截割力逐漸增大，單一截齒所受到的磨損也逐步增大。

不論截割頭頂部截割輪廓是大平頂、小平頂或球頂，其都不可能像截割頭尾端的截齒排布一樣布下足夠多數量的截齒。現有技術中各機型截割頭最頂部的中心位置還設有截齒，截齒數量一般為2到3把，最多不超過4把。在如此狹小的地方布置的截齒，不論其姿態如何調整，都會在截割頭初期鉆進截割及后期擺動截割過程中，直接將齒座的一部分暴露在外，齒座會先受到磨損。

雖然截齒的磨損在截割頭的截割過程中是不可避免的，但我們希望截齒的磨損遵循以下規律：截齒齒尖（硬質合金材料）先磨損，然后是截齒齒體的頂部，盡可能在不磨損到齒座的時候將磨損的截齒換掉。

但現實中，位于截割頭頂部的截齒，不論如何調整位置，其齒座均會有一部分暴露在磨損范圍內，先于齒尖或與齒尖同時受到巖層的磨損。

而當截割頭頂部截齒磨損掉又未及時更換時，靠近截割頭頂部的截齒及齒座也將加速磨損。而且，這種磨損不同于一般工況下的磨損，因為當頂部截齒缺失后，靠近頂部的齒座將直接暴露出來，使得靠近頂部的截齒齒座先于截齒齒尖受到磨損，加速了截割頭的損壞。

為了解決這一問題，國內外的齒座及截齒生產公司研發了一系列的特型截齒及齒座。一般分為加固截齒與加固齒座兩類。加固截齒的，在截齒齒尖所在周圍的各類易磨損區堆焊高鉻合金鑄鐵及其他耐磨材料，形成一系列加固截齒。加固齒座的，在齒座頂部及最易磨損部位堆焊高鉻合金鑄鐵及各類耐磨材料形成一系列加固型齒座。還有在齒座易損處鑲嵌（預鉆孔釬焊）直徑幾毫米的彌散小硬質合金圓柱體來替代堆焊材料的。但這些措施存在如下缺陷：

首先，堆焊材料，因其必須采用堆焊工藝熱涂覆，而材料的可焊性是隨著硬度的增加而降低的，這就限制了堆焊材料硬度的上限，使其無法跟采用粉末冶金工藝制造的硬質合金的硬度相比。所以堆焊材料的硬度，在對抗煤巖、軟質石灰巖、含巖土壤、節理發育良好的巖層等地質時，具有一定的耐磨效果。一旦截割過程中遇到硬巖，并且完全不發育，還具有一定雕刻性的硬巖，堆焊材料將在幾分鐘內磨損掉。