【技术实现步骤摘要】
本技术属于悬臂式掘进机截割头结构设计，涉及一种叠加振动且单动力源驱动的岩土截割装置。
技术介绍
1、截割装置是悬臂式掘进机、旋挖钻机、露天采矿铣刨机等岩土掘削装备或各类截齿型破岩装备的核心部件，以典型的破岩装备悬臂式掘进机为例，悬臂式掘进机是采矿作业和隧道掘进工程中的主要设备，用于破碎岩石、煤炭和其他矿物，其采用带多把锥形截齿的旋转锥形截割装置，刀具在截割装置旋转时破碎岩土。
2、传统悬臂式掘进机、旋挖钻机等装备在硬岩地质条件下其截割效率低甚至无法实现有效破岩。因此，学者们已经提出了诸如振动截割之类的破岩方法来提高掘进机截割性能。该技术通过给截割装置施加振动，岩土材料在振动冲击复合作用下快速破碎，从而提高破岩装备效率，但是实现上述功能的结构设计还不成熟，缺少可行有效的实施方案。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种叠加振动且单动力源驱动的岩土截割装置，实现振动冲击复合破岩，用于解决现有的悬臂式截割头截割效率低，截齿快速磨损等技术问题，提高破岩性能。
2、为了达到上述目的，本技术采用以下技术方案予以实现：
3、本技术公开了一种叠加振动且单动力源驱动的岩土截割装置，包括减速机、截割头驱动轴花键、截割头驱动轴、振动轴花键、振动轴；
4、所述减速机的减速机输出轴与截割头驱动轴花键的一端固联；所述截割头驱动轴花键的另一端连接截割头驱动轴；
5、所述减速机的减速机输入延伸段与振动轴花键的一端配合，所述
6、所述减速机输出轴为空心轴，所述减速机输入轴延伸段从减速机输出轴伸出；所述振动轴上固设有偏心块。
7、进一步地，所述减速机采用多级行星齿轮传动。
8、进一步地，所述振动轴、截割头驱动轴与截割头连接的区域设置有激振机构；所述激振机构包括偏心块、轴承、左轴承座；所述振动轴和截割头驱动轴通过左轴承座支撑在截割头内；所述轴承设置在左轴承座和截割头驱动轴之间；所述偏心块固定在振动轴上通过键方式传递扭矩，并位于左轴承座内。
9、进一步地，所述截割头驱动轴和输入轴延伸段为伸缩花键轴；随着伸缩花键轴的伸缩运动与截割头驱动轴花键和振动轴花键产生滑动。
10、进一步地，所述减速机输出轴的外部设有键槽，且所述减速机输出轴和减速机连接的轴承座之间设置有轴承支承；
11、所述减速机输入轴延伸段上也设置有键槽。
12、进一步地，所述减速机输出轴与截割头驱动轴花键的一端配合，所述振动轴花键与振动轴固连。
13、进一步地，所述叠加振动且单动力源驱动的岩土截割装置的外部包覆有外筒体；所述外筒体位于减速机和截割头之间；所述外筒体的外部还包覆有保护筒；
14、所述外筒体和截割头驱动轴花键之间设置有内筒体；所述外筒体和内筒体之间设置有导向键；所述外筒体与导向键固联，所述内筒体与导向键配合产生滑动。
15、进一步地，所述保护筒的外部还设置有接板；外筒体、截割头驱动轴、振动轴分别与截割头连接，所述接板在液压缸推动下将外筒体、截割头驱动轴、振动轴与截割头沿内筒体滑动实现截割头的伸缩。
16、进一步地，所述外筒体和截割头驱动轴之间设置有浮动密封架；所述浮动密封架和截割头驱动轴之间设置有浮动密封座。
17、进一步地，所述减速机采用单电机或液压马达同时驱动截割头驱动轴和振动轴。
18、与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：
19、本技术公开了一种叠加振动且单动力源驱动的岩土截割装置，通过将减速机输出轴改成空心轴，输入轴延伸段从减速机输出轴伸出，减速机输出轴与截割头驱动轴花键配合传递扭矩，减速机输入延伸段与振动轴花键配合传递扭矩，可实现单电机可同时驱动截割头和所述振动轴，不需要额外增加驱动；通过在振动轴上固定有偏心块，可实现由驱动装置驱动振动轴从而产生激振力。振动轴上固定有偏心块，其上通过键槽，螺栓或焊接的方式固定偏心质量块，再通过轴承与激振室组成激振机构，由驱动装置驱动所述振动轴从而产生激振力以满足工作需要；本技术通过给截割头施加振动，在振动冲击复合作用下提高了破岩效率，提高截割机的截割性能。
20、进一步地，采用单电机同时驱动截割头和激振器，不需要额外增加驱动，使振动截割头的结构得到大大简化，降低造价。
21、进一步地，虑到整体结构紧凑，一般减速机为定制型，满足减速比要求同时，壳体上安装有油缸底座，较通用减速机其壳体尺寸较小，便于安装。
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1.一种叠加振动且单动力源驱动的岩土截割装置，其特征在于，包括减速机(13)、截割头驱动轴花键(10)、截割头驱动轴(4)、振动轴花键(12)、振动轴(5)；
2.根据权利要求1所述的一种叠加振动且单动力源驱动的岩土截割装置，其特征在于，所述减速机(13)采用多级行星齿轮传动。
3.根据权利要求1所述的一种叠加振动且单动力源驱动的岩土截割装置，其特征在于，所述振动轴(5)、截割头驱动轴(4)与截割头(1)连接的区域设置有激振机构；所述激振机构包括偏心块(3)、第二轴承(20)、左轴承座(2)；所述振动轴(5)和截割头驱动轴(4)通过左轴承座(2)支撑在截割头(1)内；所述第二轴承(20)设置在左轴承座(2)和截割头驱动轴(4)之间；所述偏心块(3)固定在振动轴(5)上通过键方式传递扭矩，并位于左轴承座(2)内。
4.根据权利要求3所述的一种叠加振动且单动力源驱动的岩土截割装置，其特征在于，所述截割头驱动轴(4)和输入轴延伸段(15)为伸缩花键轴；随着伸缩花键轴的伸缩运动与截割头驱动轴花键(10)和振动轴花键(12)产生滑动。
5.根
6.根据权利要求5所述的一种叠加振动且单动力源驱动的岩土截割装置，其特征在于，所述减速机输出轴(11)与截割头驱动轴花键(10)的一端配合，所述振动轴花键(12)与振动轴(5)固连。
7.根据权利要求1所述的一种叠加振动且单动力源驱动的岩土截割装置，其特征在于，所述叠加振动且单动力源驱动的岩土截割装置的外部包覆有外筒体(17)；所述外筒体(17)位于减速机(13)和截割头(1)之间；所述外筒体(17)的外部还包覆有保护筒(16)；
8.根据权利要求7所述的一种叠加振动且单动力源驱动的岩土截割装置，其特征在于，所述保护筒(16)的外部还设置有接板(9)；外筒体(17)、截割头驱动轴(4)、振动轴(5)分别与截割头(1)连接，所述接板(9)在液压缸推动下将外筒体(17)、截割头驱动轴(4)、振动轴(5)与截割头(1)沿内筒体(18)滑动实现截割头(1)的伸缩。
9.根据权利要求8所述的一种叠加振动且单动力源驱动的岩土截割装置，其特征在于，所述外筒体(17)和截割头驱动轴(4)之间设置有浮动密封架(7)；所述浮动密封架(7)和截割头驱动轴(4)之间设置有浮动密封座(6)。
10.根据权利要求1所述的一种叠加振动且单动力源驱动的岩土截割装置，其特征在于，所述减速机(13)采用单电机或液压马达同时驱动截割头驱动轴(4)和振动轴(5)。
...【技术特征摘要】
1.一种叠加振动且单动力源驱动的岩土截割装置，其特征在于，包括减速机(13)、截割头驱动轴花键(10)、截割头驱动轴(4)、振动轴花键(12)、振动轴(5)；
2.根据权利要求1所述的一种叠加振动且单动力源驱动的岩土截割装置，其特征在于，所述减速机(13)采用多级行星齿轮传动。
3.根据权利要求1所述的一种叠加振动且单动力源驱动的岩土截割装置，其特征在于，所述振动轴(5)、截割头驱动轴(4)与截割头(1)连接的区域设置有激振机构；所述激振机构包括偏心块(3)、第二轴承(20)、左轴承座(2)；所述振动轴(5)和截割头驱动轴(4)通过左轴承座(2)支撑在截割头(1)内；所述第二轴承(20)设置在左轴承座(2)和截割头驱动轴(4)之间；所述偏心块(3)固定在振动轴(5)上通过键方式传递扭矩，并位于左轴承座(2)内。
4.根据权利要求3所述的一种叠加振动且单动力源驱动的岩土截割装置，其特征在于，所述截割头驱动轴(4)和输入轴延伸段(15)为伸缩花键轴；随着伸缩花键轴的伸缩运动与截割头驱动轴花键(10)和振动轴花键(12)产生滑动。
5.根据权利要求1所述的一种叠加振动且单动力源驱动的岩土截割装置，其特征在于，所述减速机输出轴(11)的外部设有键槽，且所述减速机输出轴(11)和减速机(13)连接的轴承座之间设置有第一轴承(14)支承；
【专利技术属性】
技术研发人员：汪学斌，耿麒，侯玉杰，杨雨龙，马鹏宇，田明锐，胡永彪，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：新型
国别省市：
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