CN109952413B - 用于暗挖机的滚刀单元 - Google Patents

Abstract

一种能够安装在暗挖采矿机(10)的切割头(15)上的滚刀单元(13)。所述滚刀单元包括用以定位和支撑刀环(14)的伸长安装轴(23)。所述刀环(14)经由托架(17)被固定到所述安装轴，该托架(17)具有楔形部段(24)，该楔形部段(24)被构造用以沿轴向和径向楔入所述刀环和所述轴之间。因此，提供了一种安装机构，以实现从所述刀环到所述轴中的期望的力传递路径，从而最大化所述刀环在所述滚刀单元上的锁定作用。

Description

用于暗挖机的滚刀单元

技术领域

本发明涉及一种能够安装在暗挖采矿机的切割头上的滚刀单元，并且特别但不排它性地是，本发明涉及一种滚刀单元，其中刀环经由安装托架的楔形部段以可释放方式沿径向和轴向固定到该单元的轴。

背景技术

已经开发了各种不同类型的采矿机，用于矿山环境中的岩石切割的许多不同应用，诸如切割巷道、隧道、地下道路等。暗挖机通常适合用于切割强度超过120MPa的硬岩。这些机器利用了暗挖原理，其中迫使可旋转的切刀抵靠岩石拖动，以形成凹槽，该凹槽有助于破坏岩石的抗拉强度。

通常，暗挖机包括安装在切割头处的一组滚刀，该切割头在暗挖模式下可以向上升起。每个滚刀包括可旋转地安装在支撑轴上的刀环，该支撑轴能够绕其中心轴线旋转。刀环是磨损部件，并且在与硬岩的侵蚀性接触下变得磨损时需要定期更换。已经提出了用于在滚刀单元处安装刀环的各种机构，在WO 03/089762、WO 03/106814和WO 2009/036781中描述了示例。

然而，由于许多原因，现有的安装布置是不利的。特别是，现有设计的力传递路径未被优化，并且通常涉及通过用于将刀环联接到轴的安装螺栓的传动。刀环在使用过程中受到很大的力和应力，并且这些刀环通过螺栓平移，螺栓失效或环附接的松动是常见的。另外，一些现有的安装配件、提供牢固固定的尝试过于复杂。由此，用通常承载24个滚刀单元的一个机器更换已磨损的刀环通常是时间和劳动密集的。因此，整体的机器性能和效率下降。由此，需要的是一种安装机构，该安装机构除提供刀环在暗挖机上的快速安装和更换之外，还提供刀环的可靠且牢固耐用的附接。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于将刀环可释放地安装在暗挖采矿机的切割单元上的可靠且坚固耐用的机构，其被构造用以承受在切割期间通过安装机构传递的显著大的加载力。本发明的另一个目的是提供一种安装机构，其结构相对简单并且包括最少数量的部件，以便在磨损时允许快速更换刀环。

通过提供一种可靠的暗挖盘环附接系统来实现这些目的，该附接系统具有楔形部段，该楔形部段特别适合于提供刀环在径向内侧的轴上的径向和轴向锁定，其中环以可释放的方式安装在该径向内侧的轴上。楔形部段有利于提供环和轴之间的可靠摩擦接触，并且用作直接处在环和安装轴之间的力传递渠道。特别是，楔形部段尤其避免了加载力通过辅助安装区域或诸如螺栓或螺钉的附接件的不期望的直接传递。

本发明的刀环附接系统可以形成为包括楔形部段的单件式形体，其可以方便地安装在沿径向位于轴的区域和刀环之间的安装位置上并且从该安装位置拆卸下来。本发明的单件式形体适合于经由一组安装螺栓或螺钉将楔形部段保持在沿径向位于刀环和轴之间的固定和锁定位置。这种螺栓或螺钉仅提供楔形部段的位置固定和稳定性。也就是说，通过刀环，楔形部段和轴中的至少一个部件的构造，最小化或避免了通过螺栓或螺钉的加载力的传递。

根据本发明的第一方面，提供一种能够安装在暗挖采矿机的切割头上的滚刀单元，该单元包括：轴，该轴具有纵向轴线和安装区域，该安装区域位于轴的前端处或朝向轴的前端设置，该安装区域具有径向面向外的安装面；刀环，该刀环具有径向外侧的切割区域和径向面向内的锁定面，该锁定面能够定位成与安装面相对；锁定面和/或安装面的至少一部分倾斜于轴线延伸；安装托架，该安装托架能够附接到轴，以将刀环以可释放的方式安装在滚刀单元上；其特征在于：所述托架包括楔形部段，所述楔形部段具有径向面向外的第一接触面和径向面向内的第二接触面，所述第一和第二接触面沿轴向彼此相反地延伸，用于与相应的相对的锁定面和安装面抵接，所述第一和/或第二面倾斜于轴线延伸，以便以与锁定面和/或安装面互补的方式延伸；其中，楔形部段被构造用以沿径向楔入刀环和安装区域之间，以将刀环以可释放的方式锁定在滚刀单元上。

可选地是，楔形部段可以是完全环形的、至少部分环形的或非环形的。在楔形部段是部分环形的情况下，楔形部段主体可以被一个或多个狭槽分割开，以便限定出沿周向方向延伸的一个或多个楔形部段部分。也就是说，楔形部段可以是完整的环，或者可以是具有多个部段(沿周向方向)的开口环。优选地是，楔形部段包括多个狭槽，每个狭槽沿轴向和径向延伸穿过楔形部段，其至少部分地沿周向方向分割开，以限定出楔形指状部。这有利于将楔形部段构造成具有一定程度的径向压缩，以便在楔形部段的相反的两个面与刀环的相应表面和轴的安装区域之间实现坚固的摩擦接触。

优选地是，托架和楔形部段一体地形成。可选地是，托架的区域可以由第一材料形成，并且楔形部段可以由第二材料形成，第一和第二材料具有不同的相应硬度和/或压缩强度。这种结构提供了具有优化的物理和机械性质的托架，以实现抵靠刀环和轴的所期望的高摩擦锁定接触。

可选地是，托架可以包括中央凸台，并且楔形部段可以是大致环形的，以围绕中央凸台在外周方向上延伸。可选地是，托架可以包括在径向上设置在楔形部段和中央凸台之间的柔性颈部。可选地是，柔性颈部可以包括比凸台的轴向厚度小的轴向方向厚度。替代地是，柔性颈部可以不包括减小的轴向厚度，并且可以由连接楔形部段和中央凸台的托架的区域形成。根据本发明的颈部有利于提供弹性预张紧和促使楔形部段与刀环和轴完全摩擦配合接触所需的偏压力。

可选地是，楔形部段可以包括比中央凸台的轴向长度大的轴向长度。可选地是，楔形部段可以包括与中央凸台的轴向长度近似相等的轴向长度。

可选地是，锁定面和第一接触面相对于轴线倾斜地延伸，并且安装面和第二面大致平行于轴线延伸。可选地是，锁定面和第一接触面正交于轴线延伸，并且安装面和第二面正交于轴线延伸。可选地是，第一接触面和锁定面正交于轴线延伸的角度大于第二面和安装面(相对于轴线)的角度。可选地是，第一面和锁定面相对于轴线延伸的角度可以在5°到20°、8°到18°或10°到15°的范围内。可选地是，第二接触面和安装面相对于轴线延伸的角度可以在0到5°，0到4°或0.5°到3°的范围内。

优选地是，安装区域、刀环和楔形部段中的至少一个或它们的组合的尺寸被设置为使得：在楔形部段的轴向后端面处和主轴的轴向面向前的抵接面处提供轴向间隙，安装区域从该轴向面向前的抵接面轴向向前延伸。轴向间隙是有益的，以便提供一个区域，楔形部段可以在受到来自刀环的轴向压缩载荷时轴向地“生长”到所述区域中。因此，这种加载增加了楔形部段在其安装位置处的摩擦锁定，并且避免了在楔形部段和安装区域之间产生任何不期望的轴向剪切力，否则轴向剪切力会促使楔形部段从其安装位置退出。

优选地是，托架和楔形部段形成为至少一部分环形的环。根据这样的实施例，楔形部段有效地形成托架的整个形体。可选地是，所述单元还可以包括多个安装螺栓，所述安装螺栓延伸穿过所述安装托架并且进入所述轴中，以迫使楔形部段在径向上进入所述刀环和所述安装区域之间。如将理解的，根据本发明的托架可以经由其它附接部件(诸如，销、螺纹或其它机械固定件)固定在轴上。

可选地是，楔形部段可以包括用于接纳螺栓的孔。替代地是，中央凸台可以包括用于接纳螺栓的孔。在楔形部段不包括用于接纳安装螺栓的孔的情况下，优选地是，在径向上位于第一和第二接触面之间的楔形部段没有任何孔或腔体，从而在径向上在第一和第二接触面之间是连续实心体。因此，楔形部段的形体在机械方面被优化，以便最大化托架在该安装区域处的抗压强度，以增加托架、刀环和轴之间的摩擦接触。这种布置有利于避免刀环在切割期间受到加载力时不期望的松动。

根据本发明的第二方面，提供了一种暗挖采矿机的切割头，其包括多个根据本发明的滚刀单元。

根据本发明的第三方面，提供了一种采矿机，其包括至少一个如本文中要求保护的切割头，所述至少一个切割头安装有多个滚刀单元。

可选地是，所述至少一个切割头安装在附接到采矿机的臂上，所述臂经由相应的致动器附接到采矿机，以提供臂的枢转运动。可选地是，采矿机可以包括两个或多个切割头，每个切割头安装在相应的臂上并且能够相对于彼此独立地枢转运动。

附图说明

现在将仅以示例方式并结合附图来描述本发明的具体实施方式，在这些图中：

图1是适合于形成隧道或地下道路的移动式切割设备的透视图，该移动式切割设备具有前部安装的切割头，每个切割头安装一组根据本发明的具体实施方式的滚刀单元；

图2是根据第一实施例的切割单元的透视图，该切割单元能够安装在图1的设备的其中一个切割头上；

图3是贯穿图2的切割单元的A-A的横截面图；

图4是托架的后视透视图，该托架被构造用以将刀环固定到图3的单元；

图5是图4的托架的前视透视图；

图6是根据第二实施例的滚刀单元的透视图，该滚刀单元能够安装在图1的设备的其中一个切割头上；

图7是贯穿图6的滚刀单元的B-B的横截面图；

图8是托架的前视透视图，该托架被构造用以将刀环固定到图6的单元；

图9是图8的托架的后视透视图；

图10是根据第三实施例的视刀单元的透视图，该滚刀单元能够安装在图1的设备的其中一个切割头上；

图11是贯穿图10的滚刀单元的C-C的横截面图；

图12是托架的前视透视图，该托架被构造用以将刀环固定到图10的单元；

图13是图12的托架的后视透视图。

具体实施方式

参照图1，切割设备10被构造用以切入采矿环境中的岩石，以产生巷道、地下道路等，从而形成地下采矿网络。设备10构造为以暗挖模式操作，在该模式中，可以迫使多个可旋转的滚刀单元13进入岩石中，以形成凹槽或通道，然后竖直向上枢转，以克服紧挨着通道上方的减小的张力并且破碎岩石。因此，切割设备10针对使用较小的力和能量向前推进到岩石中进行优化，这是利用安装在可旋转头的切割钻头或镐的传统压缩型刀具通常需要的。

设备10包括主框架11a(或底盘)，所述主框架11a(或底盘)安装有能够沿底盘11a的前部区域向前和向后滑动的滑板11b。一对枢转臂12安装在滑板11b的前部区域处，并且被构造用以经由大致水平的枢转轴线和大致竖直的枢转轴线独立地枢转。相应的切割头15安装在每个臂12的远端，并且通过围绕相应的水平枢转轴线和竖直枢转轴线的旋转而能够在竖直平面中升降(上下)以及在水平平面中侧向回转(侧面到侧面)。每个切割头15都安装有多个滚刀单元13，每个单元13可旋转地安装相应的刀环14(也称为滚刀)。如将理解的，设备10还包括与传统暗挖设备相关的附加部件，尤其包括电动机、顶升支腿、履带等。

参照图2至图5，每个滚刀单元13都包括主壳体形体43，该主壳体形体43提供基部，所述基部用于经由穿过壳体形体43的区域延伸的附接螺栓(未示出)将单元13附接到切割头15。壳体形体43在内部安装有可旋转轴22，该可旋转轴22可围绕轴线21旋转，轴线21居中地且沿纵向延伸穿过滚刀单元13。壳体形体43还包括一组内部轴承(未示出)，以在位置上支撑轴22。

在滚刀单元如图2中所示定向的情况下，刀环14代表单元13的最前面的部件，其中壳体43代表最后面的部件。刀环14包括径向外部周边区域16，用以将多个硬化切割齿(未示出)安装在相应的一组安装凹槽18内。轴22包括轴向向前安装区域23，该轴向向前安装区域23被构造用以在其向前安装位置下通过刀环14的径向内部区域20而在位置上支撑刀环14。根据具体实施方式的安装区域23形成为径向突起的环形边缘(或凸缘)，该环形边缘(或凸缘)从轴22的面向前的前面31沿轴向向前突出，使得轴的前面31相对于安装区域23的面向前的环形端面19轴向凹入。环形安装面30被定向成在安装区域23径向面向外，并且从环形端面19轴向向后延伸。安装面30在其轴向后端处被由轴22的一部分形成的轴向面向前的环形抵接面38终止。抵接面38和大致圆形的轴的前面31大致垂直于轴线21对齐，而安装表面30大致平行于轴线21对齐。一组钻孔34从轴的前面31沿轴向突出到轴22中，并且在安装区域23的径向内侧沿周向方向(围绕轴线21)间隔开。

轴的安装区域23提供环形刀环14的间接安装。刀环14的直接安装通过总体以附图标记17示出的安装托架实现。托架17包括大致盘状的中央凸台25。中央凸台25包括大致平面的轴向面向后的后面39和轴向面向前的前面44。环形楔形部段24围绕凸台25在外周方向上延伸，并且通过中间环形颈部32(提供与凸台25的连续径向链接)连接到凸台25。楔形部段24延伸的轴向距离大于凸台25的相应的轴向厚度。因此，楔形部段24的面向前的前面45位于凸台的前面44的轴向前方，并且楔形部段24的环形的轴向面向后的端面37位于凸台的后面39的轴向后方。颈部32的至少一个区域包括相对于凸台25的轴向厚度减小的轴向厚度。这提供了一定程度的柔性，以允许楔形部段24相对于中央凸台25在轴向方向和径向方向上弯曲。中央凸台25还包括与轴的钻孔34配合的一组钻孔26。如将理解的，托架17能够经由多个附接螺栓33以可释放方式安装到轴22，所述附接螺栓33可插入在钻孔26和34内并且经由配合螺纹而被固定就位。因此，在螺栓33固定就位的情况下，凸台的后面39保持与轴的前面31抵接接触。

楔形部段24包括环形径向面向外的第一面27和相反且对应的环形径向面向内的第二面28。第一面27相对于轴线21倾斜对齐，而第二面28大致平行于轴线21对齐，从而在后端面37和前面45之间限定出楔形部段24的楔形轮廓。因此，楔形部段24包括从其轴向后端到其轴向前端(均匀)增加的径向厚度。

刀环14包括相对应的环形径向面向内的锁定面29，该锁定面29能够定位成与径向面向外的轴安装面30大致相反。楔形部段24被构造用以在刀环14和安装区域23之间沿轴向和径向楔入到位。因此，楔形第一面27被构造用于抵靠刀环的锁定面29紧密配合摩擦接触，并且楔形第二面28被构造用于抵靠安装面30紧密配合摩擦接触。

在将刀环14组装在滚刀单元13上期间，首先，环14被定位在轴安装区域23上。然后，通过将附接螺栓33插入钻孔26和34中，将托架17移动到位，并且迫使相对的面31和29彼此抵靠。螺栓33在钻孔34内的安装迫使环形楔形部段24经由颈部32的偏压力而在轴安装区域23和刀环14之间径向楔入接触。由于相应的摩擦接触面27、28、29和30的互补定向，刀环14经由托架17且特别是经由环形楔形部段24而被位置锁定并且安装在轴22上。楔形部段24有利于将施加到刀环14的所有加载力经由安装区域23直接传递到轴22中。特别是，由于刀环14经由楔形部段24的摩擦锁定作用而专有地安装在轴22上，因此所有径向和轴向力都通过楔形部段24(经由摩擦接触面27、28、29和30)传递到安装区域23中，以便尽可能地避免或减少这些力直接在刀环14和轴22之间传递。另外，具有外周的楔形部段24的托架17的当前构造进一步有利于避免通过附接螺栓33传递加载力。也就是说，螺栓33位于楔形部段24的径向内侧并且与楔形部段24分离开来，从而有效地隔离来自刀环14的加载力的传递。

如将理解的，在使用过程中，楔形部段24易于变形，特别是易于径向压缩和轴向伸长。因此，楔形部段24和安装区域23的尺寸和构造通常设置为使得在楔形部段的后端面37和轴22的面向前的抵接面38之间产生小的环形轴向间隙。因此，楔形部段24能够在刀环14和安装区域23的径向中间区域内沿轴向“生长”。另外，柔性颈部32被构造用以允许托架17在凸台25和楔形部段24之间挠曲，以补偿这种轴向生长。然而，颈部32足够坚固，以便提供轴向偏压力，用以推动楔形部段24并将其保持于其在刀环14和安装区域23之间的锁定位置。

具体参照图4和图5，楔形部段24可以被认为至少部分地由多个狭槽36在周向方向上分割开，所述多个狭槽36在第一面27、第二面28与后端面37、前面45之间沿轴向和径向延伸穿过楔形部段24。因此，楔形部段24可以被认为包括围绕轴线21在周向方向上分布的多个楔形指状部35。指状部35使得楔形部段24当在刀环14和轴安装区域23之间被压缩时能够在径向上弹性挠曲。

托架17还包括在径向上定位在颈部32的区域处的第二组钻孔47。钻孔47能够接纳释放的螺栓(经由配合的螺纹)。这种螺栓(未示出)能够穿过托架17插入，并且抵靠安装区域端面19。该构造提供了一种迫使楔形部段24从刀环14和安装区域23之间退出的方式。当然，附接螺栓33在被强制退出楔形部段24之前(经由释放螺栓)首先从钻孔34中取出。

参考图6至图9描述了滚刀单元13的第二实施例，并且参考图10至图13描述了第三实施例。本文中描述的各种实施例的组件和附图标记是共享和一致的。然而，如将要描述的，除了轴安装区域23的形状和构造之外，托架17的形状、结构和构造在每个实施例中是不同的。

根据图6至图9的第二实施例，托架17形成为大致环形的楔形环，其具有轴向面向后的端面37以及于是相反的轴向面向前的前面42。与第一实施例不同(图2至图5)，托架17不包括中央凸台。这样，托架17被构造成在轴向上完全重叠轴22的轴向端部区域，使得托架的前面42相对于轴的前面31在轴向上凹入。根据第二实施例，楔形部段24限定托架17，其中径向面向外和径向面向内的第一面27和第二面28在后端面37和前面42之间轴向延伸。该组钻孔26径向地在第一面27和第二面28之间并且轴向地在后端面37和前面42之间轴向延伸穿过楔形部段24。

根据第二实施例，轴安装区域23形成为轴22的大致圆柱形的轴向端部区域。另外，径向面向外的安装面30略微倾斜于轴线21对齐，以便沿着从轴的前面31到轴的抵接面38(其垂直于轴线21延伸)的方向径向向外渐缩。因此，楔形部段24的径向面向内的第一面28也略微倾斜于轴线21对齐。如参考第一实施例所述，楔形部段的第一面27和刀环的锁定面29倾斜于轴线21对齐，从而倾斜于楔形部段的第二面28和安装面30对齐。因此，对于本文中所述的所有实施例，楔形部段的后端面37的表面积小于楔形部段的前面42的相应的表面积。

第一面27相对于轴线21延伸的角度大于第二面28的角度，使得楔形部段24在轴向平面中的横截面不对称。根据第二实施例的进一步变型，楔形部段的第二面28和安装面30可以对齐，以大致平行于轴线21延伸。

与第一实施例一样，第二实施例的楔形环被构造用以径向坐置并且楔入在刀环14和安装区域23之间，从而专有地提供将刀环14固定到滚刀单元13的方式。因此，所有轴向和径向对齐的力都被配置用以专有地经由楔形部段24从刀环14传递到轴22中，楔形部段24经由被接纳在钻孔34和26内的附接螺栓33而保持就位。如所描述的，在第二实施例中，附接螺栓33定位成延伸穿过楔形部段24。因此，将理解，相对小百分比的力可以从刀环14通过附接螺栓33传递到轴22。然而，在刀环14和轴22之间被维持在径向压缩和锁定状态下的楔形部段24适合于转移大部分(几乎所有)的加载力。重要的是，刀环14的任何部分都不会轴向延伸得与轴22直接接触，否则这将允许直接径向力传递而是有害的。如前所述，在楔形部段的后端面37和轴的抵接面38之间产生小的轴向间隙，以便楔形部段24在使用中被压缩时允许楔形部段24的一定程度的轴向生长。因此，防止楔形部段24在径向地在刀环14和安装区域23之间的区域处“触底(bottoming)”，否则这可能减小托架17的摩擦锁定作用并且提供加载力通过附接螺栓33的不期望的传递。

参见图8和图9，楔形部段24形成为开口环，其中单个狭槽40在相应的面27、28、37和42之间轴向和径向地完全延伸穿过楔形部段24。另外，多个局部狭槽沿轴向和径向延伸穿过楔形部段24。特别是，局部狭槽36在径向上从第一面27朝向但不完全延伸穿过径向面向内的第二面28。局部狭槽36和完整狭槽40限定楔形指状部35，如参考第一实施例所述，当托架17经由附接螺栓33夹紧抵靠在轴22上时，楔形指状部35能够沿径向且沿周向方向压缩在一起。该压缩功能为楔形部段24提供了可靠的轴向和径向锁定以及在相对的成对面27、29和28、30之间的最大化的摩擦接触。

参考图10至图13描述本发明的第三实施例。第三实施例对应于图6至图9的第二实施例，并且总体包括相同的部件和构造，其中附图标记和部件是一致的。根据第三实施例的托架17与第二实施例的托架17略有不同。然而，两个托架17都包括相同的大致环形的环状轮廓，以便允许将环形刀环14布置在大致圆柱形的轴安装区域23上方，并且围绕该轴安装区域23(表示轴22的轴向最前端区域)布置。第三实施例的托架17的第一面27和第二面28如参照第二实施例所述那样对齐，以便相对于轴线21倾斜并且大致横向于彼此，从而限定具有从后端面37到前面42增加的径向方向厚度的楔形部段。根据实施例二和实施例三，第一面27的角度定向大于第二面28的角度定向(相对于轴线21)。这种布置有利于在托架17的径向外部区域处提供刀环14和楔形部段24之间的所期望的锁定和摩擦保持。根据第三实施例的托架17与第二实施例的托架17的不同之处在于：从楔形部段的前面42轴向向前延伸的第一径向外部环形突起41。第二环形突起46在其径向内部区域从楔形部段的前面42突出。突起41和46分别位于托架17的最外周界和最内周界，并且内突起46的轴向长度小于外突起41的轴向长度。然而，内突起41和外突起46都增加了第一面27和第二面28的轴向长度，从而增加楔形部段24和刀环14之间的表面积接触。突起41和46被构造用以：当楔形部段24经由被接纳在钻孔34内的附接螺栓33而被迫使在径向上处在刀环14和安装区域23之间时，径向向内变形。因此，通过由突起41、46提供的增加的表面积接触，增加了楔形部段24以及因此刀环14的径向和轴向锁定。如先前所描述的，在楔形部段的后端面37和轴的抵接面38之间维持小的轴向间隙，以避免楔形部段抵靠轴22“触底”，否则“触底”会降低托架17的锁定效果。根据第三实施例，托架17包括相同的单个完整狭槽40和局部狭槽36，以便能够如所述的那样在径向方向和周向方向上都压缩。

为了释放第二和第三实施例的楔形部段24，至少一个特别调整的释放螺栓(未示出)被插入到钻孔26和34中。这种螺栓的轴的第一轴向部分可以相对于托架的钻孔26尺寸过大，而螺栓的第二轴向端部可以相对于轴的钻孔34尺寸过小。因此，当迫使释放螺栓进入托架17时，它们能够抵靠轴的钻孔34的末端触底，使得连续的旋转将楔形区段24从其抵靠刀环14和安装区域23的楔入且锁定的位置拉动离开。

根据各种实施例，楔形部段的第一面27相对于轴线21延伸的角度在10°到15°的范围内。另外，楔形部段的第二面28相对于轴线21延伸的角度在0°到5°的范围内。特别是0.5°到3°。这种构造有利于在实现刀环14在轴22上的充分的径向和轴向锁定与同时允许托架17在刀环14和轴22之间在径向上安装到其锁定位置和从其锁定位置拆卸下来的便利性之间提供平衡。

本发明的各种实施例有利于使得刀环14被径向和轴向地锁定在轴22上的强度最大化。这种锁定作用通过相反的径向面向外的第一面27和径向面向内的第二面28实现。当在刀环14和安装区域23之间楔入就位时，加载力能够经由相反的第一楔形面27和第二楔形面28沿径向传递通过楔形部段24。重要的是，第一面27和第二面28对齐，以便在径向上相反(在径向相反的面向方向上)，并且因此定位在相同的总体轴向位置中，以便轴向重叠并且与端面37和前面45结合限定出楔形部段24的形体。也就是说，第一面27和第二面28不是轴向“交错”或“轴向偏移”，否则“交错”或“轴向偏移”会阻碍锁定力在刀环14的紧挨着且直接径向内侧的相同对应轴向位置处的直接径向传递。根据本文中所述的所有实施例，刀环不包括定位成与轴22的任何区域直接接触的轴向延伸部分。因此，刀环14在其径向内部区域处的完整轴向长度通过与楔形部段24的抵接接触而与轴22(安装区域23)分离开来。

本发明进一步有利于提供一种用于刀环14的安装机构，其能够通过所述的两阶段的拆卸工艺而方便且快速地更换磨损的刀环14。通过简单地将托架17附接到轴的前面31，从而将楔形部段24插入到其沿径向在刀环14和轴安装区域23之间的轴向和径向锁定位置，可以方便地实现替换的刀环14的安装。

Claims (16)

1.一种能够安装在暗挖采矿机(10)的切割头(15)上的滚刀单元(13)，所述单元包括：

轴(22)，所述轴(22)具有纵向轴线(21)和安装区域(23)，所述安装区域(23)定位在所述轴(22)的前端处或朝向所述轴(22)的前端定位，所述安装区域(23)具有径向面向外的安装面(30)；

刀环(14)，所述刀环(14)具有径向外侧切割区域(16)和径向面向内的锁定面(29)，所述锁定面(29)能够定位成与所述安装面(30)相对；

所述锁定面(29)和/或所述安装面(30)的至少一部分倾斜于所述轴线(21)延伸；

安装托架(17)，所述安装托架(17)能够附接到所述轴(22)，以将所述刀环(14)以可释放方式安装在所述滚刀单元(13)上；

其特征在于：

所述托架(17)包括楔形部段(24)，所述楔形部段(24)具有径向面向外的第一接触面(27)和径向面向内的第二接触面(28)，所述第一接触面(27)和所述第二的接触面(28)在轴向上彼此相反地延伸，用于与相应的相对的所述锁定面(29)和所述安装面(30)抵接，所述第一接触面(27)和/或所述第二接触面(28)倾斜于所述轴线(21)延伸，以便以与所述锁定面(29)和/或所述安装面(30)互补的方式延伸；

其中，所述楔形部段(24)被构造用以沿径向楔入所述刀环(14)和所述安装区域(23)之间，以将所述刀环(14)以可释放方式锁定在所述滚刀单元(13)处；

所述托架(17)和楔形部段(24)一体地形成。

2.根据权利要求1所述的单元，其中，所述楔形部段(24)包括多个狭槽(36、40)，每个狭槽(36、40)沿轴向和径向延伸穿过所述楔形部段(24)，其至少部分地在周向方向上被分割开，以限定出楔形指状部(35)。

3.根据前述权利要求中任一项所述的单元，其中，所述托架(17)包括中央凸台(25)，并且所述楔形部段(24)是环形的并且围绕所述中央凸台(25)在外周方向上延伸。

4.根据权利要求3所述的单元，包括沿径向设置在所述楔形部段(24)和所述中央凸台(25)之间的柔性颈部(32)。

5.根据权利要求4所述的单元，其中，所述柔性颈部(32)的沿轴向方向的厚度小于所述凸台(25)的轴向厚度。

6.根据权利要求3所述的单元，其中，所述楔形部段(24)的轴向长度大于所述中央凸台(25)的轴向长度。

7.根据权利要求3所述的单元，其中，所述锁定面(29)和所述第一接触面(27)倾斜于所述轴线(21)延伸，并且所述安装面(30)和所述第二接触面(28)平行于所述轴线(21)延伸。

8.根据权利要求3所述的单元，其中，所述安装区域(23)、所述刀环(14)和所述楔形部段(24)中的至少一个或它们的组合的尺寸被设置为使得：在所述楔形部段(24)的后端面(37)和所述轴(22)的面向前的抵接面(38)处设置轴向间隙，所述安装区域(23)从所述面向前的抵接面(38)沿轴向向前延伸。

9.根据权利要求1或2中任一项所述的单元，其中，所述托架(17)和所述楔形部段(24)形成为至少一部分环形的环。

10.根据权利要求3所述的单元，包括多个安装螺栓(33)，所述安装螺栓(33)延伸穿过所述安装托架(17)并且进入所述轴(22)中，以迫使所述楔形部段(24)在径向上进入所述刀环(14)和所述安装区域(23)之间。

11.根据权利要求10所述的单元，其中所述楔形部段(24)包括用于接纳所述安装螺栓(33)的孔(26)。

12.根据权利要求10所述的单元，其中所述中央凸台(25)包括用于接纳所述安装螺栓(33)的孔。

13.根据权利要求3所述的单元，其中，在径向上位于所述第一接触面(27)和所述第二接触面(28)之间的所述楔形部段(24)没有任何孔或腔体，从而成为在径向上位于所述第一接触面(27)和所述第二接触面(28)之间的连续实心体。

14.一种暗挖采矿机(10)的切割头(15)，包括多个根据前述任一权利要求所述的滚刀单元(13)。

15.一种暗挖采矿机(10)，包括至少一个如权利要求14所述的切割头(15)，所述至少一个切割头(15)安装有多个所述滚刀单元(13)。

16.根据权利要求15所述的暗挖采矿机，其中，所述至少一个切割头(15)安装在附接到所述暗挖采矿机(10)的臂(12)上，所述臂(12)经由相应的致动器附接到所述暗挖采矿机(10)，以便提供所述臂(12)的枢转运动。

Images