專利名稱：截齒裝置及采掘機械的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及井下煤礦采掘領域，具體而言，涉及一種截齒裝置及包含該截齒裝置的采掘機械。
背景技術：
截齒裝置通常安裝在采煤設備或掘進機上，同采煤機或掘進機一起轉動，對煤壁產(chǎn)生沖擊作用，從而擊碎巖石。采煤設備或掘進機在井下工作過程中，遇到巷道巖石硬度較大時，截齒裝置截割時受力較大，對截齒裝置和整機產(chǎn)生了較大的沖擊，截割機構在高速運轉時，截齒和截割滾筒同時轉動并對煤巖進行碰撞、破碎，由于高速截割，截齒裝置承受著巖壁的疊加式復合沖 擊，這種沖擊在較大程度上使截齒裝置和整機設備產(chǎn)生振動并易于磨損。相關技術中，有一種截齒裝置，如圖I所示，包括齒座I’、截齒2’、齒套3’、彈性擋圈4’，齒座I’上設置有安裝孔，齒套3’設置在安裝孔內，截齒2’安裝在齒套3’內，彈性擋圈4’設置在截齒2’的尾端，起到對截齒2’軸向固定的作用。這種截齒裝置存在以下缺點I.抵抗沖擊能力差，易遭受巖壁的疊加式復合沖擊；2.不能蓄積能量，造成了能量的浪費；3.截齒裝置受力較大時，不能起到減振和保護機器設備的作用，同時截齒裝置易受到磨損、損壞。因此，設計一種截齒裝置，能有效的承受來自巖壁的疊加式復合沖擊，增強截齒裝置及整機設備在工作中的穩(wěn)定性，延長截齒裝置及整機的使用壽命，降低維護成本，是本領域技術人員亟需解決的問題。

發(fā)明內容
為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種截齒裝置，通過在截齒裝置中安裝彈性元件，有效緩沖巖壁對截齒的疊加式復合沖擊，降低沖擊給截齒裝置及整機設備帶來的振動和磨損，增強截齒裝置及整機設備在工作過程中的穩(wěn)定性。另外，本發(fā)明還提供一種采煤機械。本發(fā)明提供了一種截齒裝置，包括齒座、截齒和擋圈，所述截齒包括齒頭和齒柄，所述齒座上設置有安裝孔，所述齒柄穿過所述安裝孔，所述齒柄通過所述擋圈與所述齒座的一端配合，所述截齒裝置還包括隔套和彈性元件，所述齒柄的外壁與所述安裝孔的內壁之間設置有所述彈性元件；所述彈性元件的一端抵靠于所述安裝孔的底部，所述彈性元件的另一端抵靠于所述隔套的一端；所述隔套的另一端抵靠于所述齒頭的底面，所述齒頭可通過所述隔套壓縮所述彈性元件。在該技術方案中，通過在截齒裝置中安裝彈性元件，有效緩沖了巖壁對截齒的疊加式復合沖擊，降低了沖擊對截齒裝置及整機設備帶來的振動和磨損，增強了截齒裝置及整機設備在工作過程中的穩(wěn)定性；同時，彈性元件可以吸收沖擊能量并將吸收到的能量轉化為有效功，用于抵消疊加沖擊或破碎巖石做功，降低了能耗；另外，此截齒裝置結構簡單，便于拆裝，降低了維護成本。在上述技術方案中，優(yōu)選地，所述彈性元件包括彈簧內圈和彈簧外圈，所述彈簧內圈套設于所述齒柄的外壁上，所述彈簧外圈套設于所述彈簧內圈的外壁上。在該技術方案中，彈性兀I件包括彈黃內圈和彈黃外圈，通過彈黃內圈和彈黃外圈相互配合，能有效的緩沖巖壁對截齒的疊加式復合沖擊，降低了沖擊對截齒裝置及整機設備帶來的振動和磨損，增強了截齒裝置及整機設備在工作過程中的穩(wěn)定性。在上述技術方案中，優(yōu)選地，所述彈簧內圈與所述彈簧外圈通過鋸齒斜面嚙合。在該技術方案中，彈簧內圈與彈簧外圈的接觸面均為鋸齒斜面，且可以相互嚙合，當彈簧內圈沿軸向移動并帶動彈簧外圈變形時，通過彈簧內圈與彈簧外圈的接觸面?zhèn)鬟f作用力，使得彈簧外圈發(fā)生軸向和徑向的變形，從而可以更充分的吸收能量并將吸收到的能量轉化為有效功，用于抵消疊加沖擊或破碎巖石做功，降低了能耗。 在上述技術方案中，優(yōu)選地，所述彈簧內圈沿軸向移動并帶動所述彈簧外圈變形。在該技術方案中，彈簧內圈沿軸向移動并帶動彈簧外圈變形，彈簧內圈只發(fā)生軸向移動是為了防止彈簧內圈在齒柄運動過程中抱死齒柄；彈簧外圈在彈簧內圈的帶動下，同時發(fā)生軸向和徑向的變形，從而可以更充分的吸收能量并將吸收到的能量轉化為有效功，用于抵消疊加沖擊或破碎巖石做功，降低了能耗。在上述任一技術方案中，優(yōu)選地，所述彈性元件具有壓縮初始力。在該技術方案中，壓縮初始力包括彈性元件所受的預緊力和彈性元件所受的靜摩擦力，當截齒裝置受力不大于彈性元件的壓縮初始力時，彈性元件不會壓縮變形，當截齒裝置受力大于彈性元件的壓縮初始力時，彈性元件開始壓縮變形，在緩沖巖壁對截齒的疊加式復合沖擊的同時，還可吸收能量并將吸收到的能量轉化為有效功，抵消疊加沖擊或破碎巖石做功，降低了能耗。在上述技術方案中，優(yōu)選地，該截齒裝置還包括齒套，所述齒套固定在所述齒座與所述齒頭相配合的一端，所述齒套套設于所述隔套的外壁上。在該技術方案中，齒套對截齒和隔套起到固定作用，確保了截齒和隔套的正常工作，同時避免齒頭直接與齒座接觸，減少了齒頭和齒座的磨損，降低了生產(chǎn)成本。在上述技術方案中，優(yōu)選地，所述齒套上設置有環(huán)形槽，所述齒座上設置有環(huán)形凸起，所述環(huán)形槽和所述環(huán)形凸起過盈配合。在該技術方案中，齒套與齒座過盈配合，增強了連接的穩(wěn)定性，同時環(huán)形槽和環(huán)形凸起配合使齒套覆蓋住齒座的端面，從而使齒套起到了保護齒座的作用，另外也便于截齒裝置的拆裝。在上述技術方案中，優(yōu)選地，所述齒頭的底面與所述齒套端面之間的最大軸向距離小于所述彈性元件的最大變形量。在該技術方案中，齒頭底面與齒套端面之間的最大軸向距離小于彈性元件的最大變形量，避免了當截齒受力大于彈性元件的最大載荷時，彈性元件被壓潰，在截齒受力大于彈性元件的最大載荷之前，使截齒與齒套接觸，截齒和齒座從彈性接觸變?yōu)閯傂越佑|，避免了彈性元件被壓潰，延長了彈性元件的使用壽命，減少了維護成本。
在上述技術方案中，優(yōu)選地，所述齒座與所述擋圈相配合的一端設置有拆卸孔。在該技術方案中，拆卸孔的直徑大于齒柄的直徑，且小于安裝孔的直徑，通過設置該拆卸孔，便于對截齒裝置進行拆裝。此外，本發(fā)明還提供了一種采掘機械，包括上述任一技術方案中所述的截齒裝置。顯而易見，該采掘機械具有上述的全部有益效果，不再贅述。綜上所述，本發(fā)明提供的技術方案，通過在截齒裝置中安裝彈性元件，有效緩沖了巖壁對截齒的疊加式復合沖擊，降低了沖擊對截齒裝置及整機設備帶來的振動和磨損，增強了截齒裝置及整機設備在工作過程中的穩(wěn)定性；同時，彈性元件可以吸收沖擊能量并將 吸收到的能量轉化為有效功，用于抵消疊加沖擊或破碎巖石做功，降低了能耗；另外，此截齒裝置結構簡單，便于拆裝，降低了維護成本。


圖I是相關技術中截齒裝置的結構示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明所述截齒裝置一實施例的結構示意圖；圖3是圖2中彈性元件受力-變形曲線示意圖。圖I中附圖標記與部件名稱之間的對應關系為I’齒座，2’截齒，3’齒套，4’彈性擋圈；圖2至圖3中附圖標記與部件名稱之間的對應關系為I齒座，2截齒，21齒頭，22齒柄，3齒套，4隔套，5彈性元件，51彈簧內圈，52彈簧外圈,6墊圈,7擋圈。
具體實施例方式為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點，下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明進行進一步的詳細描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用不同于在此描述的其他方式來實施，因此，本發(fā)明的保護范圍并不受下面公開的具體實施例的限制。圖2是根據(jù)本發(fā)明所述截齒裝置一實施例的結構示意圖。如圖2所示,本發(fā)明提供了一種截齒裝置,包括齒座I、截齒2和擋圈7，截齒2包括齒頭21和齒柄22，齒座I上設置有安裝孔，齒柄22穿過安裝孔，齒柄22通過擋圈7與齒座I的一端配合，截齒裝置還包括隔套4和彈性元件5，齒柄22的外壁與安裝孔的內壁之間設置有彈性元件5 ;彈性元件5的一端抵靠于安裝孔的底部，彈性元件5的另一端抵靠于隔套4的一端；隔套4的另一端抵靠于齒頭21的底面，齒頭21可通過隔套4壓縮彈性元件5。該截齒裝置還包括墊圈6和擋圈7，墊圈6套設于齒柄22上，位于齒座I和擋圈7之間，墊圈6和擋圈7共同防止截齒2從安裝孔內竄出。通過在截齒裝置中安裝彈性元件，能有效緩沖巖壁對截齒的疊加式復合沖擊，降低了沖擊對截齒裝置及整機設備帶來的振動和磨損，增強了截齒裝置及整機設備在工作過程中的穩(wěn)定性；同時，彈性元件可以吸收沖擊能量，并能夠將吸收到的能量轉化為有效功，用于抵消疊加沖擊或破碎巖石做功，降低了能耗；另外，此截齒裝置結構簡單，便于拆裝，降低了維護成本。優(yōu)選地，彈性元件5包括彈簧內圈51和彈簧外圈52，彈簧內圈51套設于齒柄22的外壁上，彈簧外圈52套設于彈簧內圈51的外壁上。在該技術方案中，彈性兀I件包括彈黃內圈和彈黃外圈，通過彈黃內圈和彈黃外圈相互配合，能有效的緩沖巖壁對截齒的疊加式復合沖擊，降低了沖擊對截齒裝置及整機設備帶來的振動和磨損，增強了截齒裝置及整機設備在工作過程中的穩(wěn)定性。進一步，彈簧內圈51與彈簧外圈52通過鋸齒斜面嚙合。在該技術方案中，彈簧內圈與彈簧外圈的接觸面均為鋸齒斜面，且可以相互嚙合，當彈簧內圈沿軸向移動并帶動彈簧外圈變形時，通過彈簧內圈與彈簧外圈的接觸面?zhèn)鬟f作用力，使得彈簧外圈發(fā)生軸向和徑向的變形，從而可以更充分的吸收能量并將吸收到的能量轉化為有效功，用于抵消疊加沖擊或破碎巖石做功，降低了能耗。 更進一步，彈簧內圈51沿軸向移動并帶動彈簧外圈52變形。在該技術方案中，彈簧內圈沿軸向移動并帶動彈簧外圈變形，彈簧內圈只發(fā)生軸向移動是為了防止彈簧內圈在齒柄運動過程中抱死齒柄；彈簧外圈在彈簧內圈的帶動下，同時發(fā)生軸向和徑向的變形，從而可以更充分的吸收沖擊能量并將吸收到的能量轉化為有效功，用于抵消疊加沖擊或破碎巖石做功，通過此技術方案，有效功轉化率為10%至30%，可節(jié)能15%至30%。上述任一實施例中,優(yōu)選地,如圖3所示,彈性元件5具有壓縮初始力F。。在該技術方案中，壓縮初始力包括彈性元件所受的預緊力和彈性元件所受的靜摩擦力，當截齒裝置受力不大于彈性元件的壓縮初始力時，彈性元件不會壓縮變形，此時彈性元件起到緩沖巖壁對截齒的疊加式復合沖擊的作用，當截齒裝置受力大于彈性元件的壓縮初始力時，彈性元件開始壓縮變形，在緩沖巖壁對截齒的疊加式復合沖擊的同時，還可吸收能量并將吸收到的能量轉化為有效功，抵消疊加沖擊或破碎巖石做功，降低了能耗。在上述技術方案中，優(yōu)選地，該截齒裝置還包括齒套3，齒套3固定在齒座I與齒頭21相配合的一端，齒套3套設于隔套4的外壁上。在該技術方案中，齒套對截齒和隔套起到固定作用，確保了截齒和隔套的正常工作，同時避免齒頭直接與齒座接觸，減少了齒頭與齒座的磨損，降低了生產(chǎn)成本。在上述技術方案中，優(yōu)選地，齒套3上設置有環(huán)形槽，齒座I上設置有環(huán)形凸起，環(huán)形槽和環(huán)形凸起過盈配合。在該技術方案中，齒套與齒座過盈配合，增強了連接的穩(wěn)定性，同時環(huán)形槽和環(huán)形凸起配合使齒套覆蓋住齒座的端面，從而使齒套起到了保護齒座的作用，另外也便于截齒裝置的拆裝。在上述技術方案中，優(yōu)選地，齒頭21的底面與齒套3的端面之間的最大軸向距離小于彈性元件5的最大變形量。在該技術方案中，齒頭底面與齒套端面之間的最大軸向距離小于彈性元件的最大變形量，避免了當截齒受力大于彈性元件的最大載荷時，彈性元件被壓潰，在截齒受力大于彈性元件的最大載荷之前，使截齒與齒套接觸，截齒和齒座從彈性接觸變?yōu)閯傂越佑|，避免了彈性元件被壓潰，延長了彈性元件的使用壽命，減少了維護成本。
在上述技術方案中，優(yōu)選地，齒座I與擋圈7相配合的一端設置有拆卸孔。在該技術方案中，拆卸孔的直徑大于齒柄的直徑，且小于安裝孔的直徑，通過設置該拆卸孔，便于對截齒裝置進行拆裝。本發(fā)明的具體工作原理如下如圖2所示，彈簧內圈51和彈簧外圈52疊加安裝在齒座I內，彈簧內圈51和截齒2之間通過隔套4傳遞力；齒套3與齒座I過盈配合，齒套3的外邊蓋住齒座I上部易磨損的區(qū)域，既起到了保護作用又方便拆卸；截齒2的齒柄22尾端用墊圈6和擋圈7在軸向方向固定；齒座I后端設計的拆卸孔方便拆卸安裝在其內部的彈簧。如圖3所示，當截齒2受力超過彈性元件的壓縮初始力F。時，彈簧內圈51沿著與之接觸的彈簧外圈52的斜面移動，彈簧外圈52開始向下軸向和向外徑向壓縮變形，從而蓄積了一定的能量，且減少了沖擊和振動；當截齒2再次截割時，彈性元件的卸載能量傳遞 給截齒2，用于破碎巖石或截齒2受到疊加沖擊時彈簧繼續(xù)壓縮，減小了沖擊振動并蓄積能量；若載荷F接近設計的彈性元件的最大載荷Fmax時，齒套3與齒頭21底面之間的軸向距離小于彈性元件的最大變形Smax，齒頭21底面與固定在齒座I上的齒套3剛性接觸，避免彈性元件過量壓縮。此外，本發(fā)明還提供了一種采掘機械，包括上述實施例中所述的截齒裝置。顯而易見，該采掘機械具有上述的全部有益效果，不再贅述。
本發(fā)明提供的上述技術方案，具有如下有益效果齒座內安裝特制彈性元件，截齒和彈性元件通過隔套傳遞力，此彈性元件具有一定的壓縮初始力，在不產(chǎn)生較大沖擊力時，彈性元件不壓縮；當截割巖石硬度較大或產(chǎn)生疊加沖擊，導致截齒受力較大時，彈性元件開始壓縮，此時截齒裝置蓄積了一定的能量；在后續(xù)的截割過程中，當截齒受力低于彈性元件壓縮力時，彈性元件蓄積的能量開始釋放幫助截齒截割，可節(jié)能15%至30%。截割過程中，截齒受的疊加沖擊力超過彈性元件的最大壓縮力時，截齒與齒座之間安裝了齒套，齒套和截齒之間的距離小于彈性元件壓縮的最大值，截齒受力繼續(xù)增大則截齒與齒套接觸，截齒和齒座從彈性接觸轉變?yōu)閯傂越佑|，剛性接觸避免彈性元件被壓潰，保護了彈性元件。此彈性元件由彈簧內圈和彈簧外圈組成，彈簧內圈通過鋸齒斜面使彈簧外圈伸縮，工作時彈簧內圈移動，彈簧外圈變形并蓄積和釋放能量。此截齒裝置安裝和拆卸方便，彈性元件與齒座之間為小間隙配合，齒座后端設有拆卸孔，齒套與齒座為過盈配合，齒套設計的外邊扣蓋既保護了截齒座不被磨損，又方便拆卸。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種截齒裝置，包括齒座(I)、截齒(2)和擋圈(7)，所述截齒(2)包括齒頭(21)和齒柄(22 )，所述齒座(I)上設置有安裝孔，所述齒柄(22 )穿過所述安裝孔，所述齒柄(22 )通過所述擋圈(7)與所述齒座(I)的一端配合，其特征在于 所述截齒裝置還包括隔套(4)和彈性元件(5)，所述齒柄(22)的外壁與所述安裝孔的內壁之間設置有所述彈性元件(5);所述彈性元件(5)的一端抵靠于所述安裝孔的底部，所述彈性元件(5)的另一端抵靠于所述隔套(4)的一端；所述隔套(4)的另一端抵靠于所述齒頭(21)的底面，所述齒頭(21)可通過所述隔套(4 )壓縮所述彈性元件(5 )。
2.根據(jù)權利要求I所述的截齒裝置，其特征在于，所述彈性元件(5)包括彈簧內圈(51)和彈簧外圈(52 )，所述彈簧內圈(51)套設于所述齒柄(22 )的外壁上，所述彈簧外圈(52 )套設于所述彈簧內圈(51)的外壁上。
3.根據(jù)權利要求2所述的截齒裝置，其特征在于，所述彈簧內圈(51)與所述彈簧外圈(52)通過鋸齒斜面嚙合。
4.根據(jù)權利要求3所述的截齒裝置，其特征在于，所述彈簧內圈(51)沿軸向移動并帶動所述彈簧外圈(52)變形。
5.根據(jù)權利要求I至4中任一項所述的截齒裝置，其特征在于，所述彈性元件(5)具有壓縮初始力。
6.根據(jù)權利要求5所述的截齒裝置，其特征在于，還包括齒套(3)，所述齒套(3)固定在所述齒座(I)與所述齒頭(21)相配合的一端，所述齒套(3)套設于所述隔套(4)的外壁上。
7.根據(jù)權利要求6所述的截齒裝置，其特征在于，所述齒套(3)上設置有環(huán)形槽，所述齒座(I)上設置有環(huán)形凸起，所述環(huán)形槽和所述環(huán)形凸起過盈配合。
8.根據(jù)權利要求7所述的截齒裝置，其特征在于，所述齒頭(21)的底面與所述齒套(3)的端面之間的最大軸向距離小于所述彈性元件(5)的最大變形量。
9.根據(jù)權利要求8所述的截齒裝置，其特征在于，所述齒座(I)與所述擋圈(7)相配合的一端設置有拆卸孔。
10.一種采掘機械，其特征在于，包含如權利要求I至9中任一項所述的截齒裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種截齒裝置，在截齒座內安裝彈性元件，截齒和彈性元件通過隔套傳遞力，在截齒與截齒座之間安裝了齒套，齒套和截齒頭之間的距離小于彈性元件壓縮的最大值，避免彈性元件被壓潰，截齒可與齒套剛性接觸，減弱了對截齒座的磨損。本發(fā)明還提供了一種采掘機械。本發(fā)明提供的技術方案，可以吸收工作過程中的沖擊并可避免疊加沖擊對機器的損傷，有效地抑制了整機作業(yè)設備產(chǎn)生較大的振動；當截割負載較大時，彈性元件能吸收能量，吸收的能量中10%至30%能轉化為有效功抵消疊加沖擊或破碎巖石做功；特制彈性元件可靠耐用，安裝拆卸方便，齒套能有效防止截齒座磨損。
文檔編號E21C35/18GK102828750SQ20121033486
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月11日 優(yōu)先權日2012年9月11日
發(fā)明者黃向陽, 陳鍔, 巴茵, 郝亮, 戚克才 申請人:三一重型裝備有限公司