[发明专利]掘进机用截割头及掘进机

说明书

本发明涉及一种掘进机用截割头及掘进机，其中掘进机用截割头包括头体(1)、多个截齿(2)和多个齿座(3)，各截齿(2)分别安装在对应的齿座(3)上，各齿座(3)均安装在头体(1)上，头体(1)设有至少两个作业区域，在其中一个作业区域内，各截齿(2)在轴向上均匀排布；和/或，在另一个作业区域内，各截齿(2)在径向上均匀排布，以保证掘进机用截割头的受力均匀性。本发明的截割头在掘进过程中可以保证掘进机用截割头的受力比较均匀，磨损也比较均匀，有利于保护截割头，提高截割头的使用寿命，降低截割头的更换频率，提高作业效率，这种截割头能够更好地应用于硬岩作业工况，适用范围更广。

技术领域

本发明涉及隧道施工机械领域，尤其涉及一种掘进机用截割头及掘进机。

背景技术

掘进机被广泛应用于隧道施工领域，隧道的施工效率和截齿消耗主要依赖于掘进机截割头的性能，目前国内截割头在施工作业过程中存在截齿磨损大、截割效率低等缺点，尤其在截割头前端截齿磨损大，需要经常更换截齿，从而降低整机作业效率。

现有技术中有一种可更换顶部截割刃的新型截割头，如图1所示，该新型截割头主要由截割头体、截齿、齿座和可更换顶部截割刃组成，在截割头体圆锥顶部配置了利于掘进机顶进的截割刃来代替原部位的截齿和齿座，且在截割头体上配置专门用于截割刃的安装孔，在保证使用牢固、稳定的同时，可快速拆卸和更换。

该新型截割头的顶部采用刀刃破岩，虽然刀刃较为锋利，但刀刃在硬岩工况条件磨损很大，只适用于中硬岩层以上煤田地质、煤矿等硬地质的井下巷道、铁路和隧道施工的掘进；同时由于刀刃接触面积大，增加截割头钻进所需的推动力，因此会降低截割头的作业效率；

如图2所示，现有技术中还有一种纵轴式掘进机用截割头，其截割头体上的截齿呈等升角螺旋线排布，螺旋线头数为两条或三条，齿尖与齿尖的轴向分布角为20°～50°。

该截割头的截齿排布采用等升角螺旋线方式，适用于煤岩、半煤岩等截割工况，但在硬岩作业条件下，截割头前端仍然存在截齿磨损严重的问题，需要经常更换截齿，从而降低作业效率。

需要说明的是，公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的是提出一种掘进机用截割头及掘进机，该掘进机用截割头能够更好地适应于硬岩作业工况，提升截割效率。

为实现上述目的，本发明提供了一种掘进机用截割头，包括头体、多个截齿和多个齿座，各所述截齿分别安装在对应的所述齿座上，各所述齿座均安装在所述头体上，所述头体设有至少两个作业区域，在其中一个作业区域内，各所述截齿在轴向上均匀排布；和/或，在另一个作业区域内，各所述截齿在径向上均匀排布，以保证所述掘进机用截割头的受力均匀性。

进一步地，所述头体包括球体段、锥体段和圆柱段，所述锥体段位于所述球体段与所述圆柱段之间，所述球体段的大端平面与所述锥体段相接，以所述球体段的大端平面的圆心为起点作一射线，该射线与所述球体段的大端平面呈45°夹角，以该射线为母线绕所述头体的中心轴线旋转，得到一曲面，通过该曲面将所述头体分为用于钻进破岩的钻进区和用于扩孔和掏槽的横摆区。

进一步地，在所述钻进区内，在径向方向上各相邻两个所述截齿的齿尖之间的半径差相等。

进一步地，在所述横摆区内，在轴向方向上各相邻两个所述截齿的齿尖之间的轴向距离差相等。

进一步地，各所述截齿沿至少两条螺旋线布置。

进一步地，每条所述螺旋线上位于所述钻进区的各所述截齿的切削角随截割半径的减小而逐渐增大。

进一步地，每条所述螺旋线上位于所述钻进区的各相邻两个所述截齿的切削角之间的角度差相等。