本發明屬于硬巖截割掘進領域，具體涉及一種能夠產生徑向高頻振蕩的截割硬巖機構。

背景技術：

1、在礦山開采、隧道挖掘等工程作業中，硬巖截割是極為關鍵卻極具挑戰性的任務。在施工過程中，高硬度巖石不僅極大地縮短截割刀盤的使用壽命，還嚴重破壞工程進度的連續性。

2、傳統的截割機構多僅依靠單一的旋轉動作破巖，掘進效率低下，刀具磨損嚴重。隨著工程建設需求的不斷增長，迫切需要一種能夠高效截割硬巖的新型機構，以降低施工成本、加快工程進度，滿足行業發展需求。因此，提出一種具有一種徑向振蕩截割刀盤硬巖破碎機構顯得尤為必要。

技術實現思路

1、為解決現有巖石截割技術中存在的效率低下、截割力大以及適用巖石種類受限等問題，本發明提出一種基于振蕩截盤的新型徑向振蕩截割機構，旨在實現高效截割巖石，降低作業成本。

2、為達成上述目標，本發明采取的技術方案如下：

3、一種徑向振蕩截割機構，主要包含截割單元、振動激勵單元、驅動單元和支撐單元。支撐單元的后部與掘進機的截割臂穩固連接，為整個機構提供可靠的支撐基礎；截割單元與內置激勵裝置的支撐單元前端固定相連，確保截割動作的穩定執行；截割單元在與巖石接觸時，可因摩擦而自由旋轉；驅動單元安置于支撐單元內部，并與激勵裝置相連。該驅動通過內部獨特的機構設計，還可使裝置進行高頻徑向振動。

4、在本發明的徑向振蕩截割機構中，當啟動偏心機構時，偏心機構帶動傳動軸高速旋轉，使得偏心躍動輪1和偏心躍動輪2借助偏心塊產生偏心運動，進而帶動振蕩截盤進行高頻徑向振蕩，實現徑向破巖。

5、當啟動驅動單元時，電機通過聯軸器帶動傳動軸轉動，與傳動軸相關聯的部件協同工作，可使振蕩截盤產生軸向振動。利用振蕩截盤的刃面等結構破巖，并且通過調整特定部件（如優化連接結構等），能夠使振蕩截盤進行徑向振動。

6、基于上述技術方案，本發明具備以下顯著有益效果：

7、通過振動激勵單元和驅動單元的協同運作，讓振蕩截盤實現高頻振蕩。可依據巖石的不同特性選擇不同的破巖參數，既能夠利用偏心躍動輪偏心運動產生的離心力，使振蕩截盤高頻振動沖擊巖石，促使巖石產生疲勞裂紋；也可以利用振蕩截盤的刃面，基于巖石抗拉強度低的特性使巖石崩落，有效降低截割力，讓振蕩截盤產生復合運動，大幅提高巖石的截割效率，拓寬了可破碎巖石的種類范圍。此外，該機構各單元之間的合理設計與連接方式，保障了動力傳遞的穩定性和有效性，減少了刀具的磨損，延長了刀具使用壽命，降低了巖石截割的成本。

8、當振蕩截盤與硬巖接觸時，高頻振蕩能夠使巖石內部產生疲勞裂紋，大大降低巖石的強度，從而提高截割效率。并且，在工作過程中，振蕩截盤與巖石的相互作用會使其產生一定的自旋轉趨勢，這種自旋轉進一步分散了刀具與巖石之間的作用力，有效降低了刀具磨損，延長了刀具使用壽命。與傳統的截割方式相比，本發明的徑向振蕩截割硬巖機構可顯著減少刀具磨損，延長刀具使用壽命，并且憑借其獨特的結構設計，能夠在不同工作環境下靈活應對各種巖石硬度和地質條件，提供穩定且高效的破巖效果。

9、本發明裝置采用分塊拆卸設計，當截割頭磨損嚴重時，只需對振蕩截盤進行拆卸更換即可，且銷和偏心躍動輪1、偏心躍動輪2都屬于可拆卸機構，容易更換磨損件。

10、以上描述只是對本發明的技術方法的概括，以便對其技術方法進行更清晰的理解，并且可以根據其內容來實現，下面將對本發明的較佳實施例并配合附圖進行詳細說明。

技術特征：

1.一種徑向振蕩截割機構，其特征在于：所述徑向振蕩截割機構包括截割單元、振動激勵單元、驅動單元和支撐單元，它們協同工作，實現對不同地質條件下硬巖的高效截割操作。

2.根據權利要求1所述的徑向振蕩截割機構，其特征在于：各單元之間通過特定的連接結構和機械傳動方式相互關聯，確保整個機構的完整性和功能協調性。

3.根據權利要求1所述的徑向振蕩截割機構，其特征在于：所述截割單元包含振蕩截盤和振蕩截盤底座，其中振蕩截盤安裝在振蕩截盤底座上，二者之間的連接結構能夠承受截割作業時的作用力，保障截割過程中穩定性和動力傳遞效能；連接方式包括但不限于機械連接手段，以保證在截割過程中不出現連接失效和動力傳輸中斷的情況。

4.根據權利要求1所述的徑向振蕩截割機構，其特征在于：所述振動激勵單元包括偏心躍動輪1、偏心塊、偏心躍動輪2和銷，這些部件之間通過獨特的機械結構和配合方式實現動力傳遞和運動轉換。

5.根據權利要求1所述的徑向振蕩截割機構，其特征在于：偏心躍動輪1和偏心躍動輪2基于傳動軸的旋轉，在偏心塊的配合下，按照預定的運動軌跡和相位關系進行運動，以產生特定的振動模式。

6.根據權利要求1所述的徑向振蕩截割機構，其特征在于：偏心躍動輪1和偏心躍動輪2與銷的配合方式能夠根據不同的截割需求進行調整，以產生相應的振動激勵效果。

7.根據權利要求1所述的徑向振蕩截割機構，其特征在于：所述驅動單元包含電機、聯軸器、傳動軸、電機殼體、法蘭1和傳動軸殼體，電機通過可靠的連接裝置將動力傳遞至傳動軸。

8.根據權利要求1所述的徑向振蕩截割機構，其特征在于：電機的安裝方式和動力輸出方式確保電機的動力能夠有效地轉化為傳動軸的旋轉動力，為整個機構的運行提供持續動力。

9.根據權利要求1所述的徑向振蕩截割機構，其特征在于：傳動軸的轉動在傳動軸殼體內受到支撐和約束，確保其轉動的穩定性和可靠性。

10.根據權利要求1所述的徑向振蕩截割機構，其特征在于：所述支撐單元包括箱體、軸承和密封結構，軸承為機構中的關鍵部件提供軸向支撐，確保部件在受力情況下的穩定運動。

11.根據權利要求1所述的徑向振蕩截割機構，其特征在于：密封結構分布在機構的關鍵部位，防止外部環境中的粉塵、水分等雜質對內部部件的不良影響，保證機構的正常運行和使用壽命。

12.根據權利要求1所述的徑向振蕩截割機構，其特征在于：在電機與傳動軸的連接結構中，電機輸出軸和傳動軸端部采用匹配的鍵槽結構，通過鍵和螺母緊固聯軸器，實現動力的穩定傳遞和轉矩的可靠傳輸；該連接結構允許對動力傳輸進行調節和優化，以適應不同工況下的動力需求。

13.根據權利要求1所述的徑向振蕩截割機構，其特征在于：偏心躍動輪1和偏心躍動輪2的安裝遵循一定的順序，先將其安裝在偏心塊的相應位置，然后與傳動軸建立連接；安裝過程確保偏心躍動輪在傳動軸上的位置精度和運動特性符合預定設計，以保證其運動產生的激勵效果。

14.根據權利要求1所述的徑向振蕩截割機構，其特征在于：偏心躍動輪1與截割振蕩截盤底座通過高強度連接部件連接，保證從偏心躍動輪到截割振蕩截盤底座的運動傳遞效率和可靠性；該連接結構可承受由振動激勵和截割過程產生的各種應力，不發生松動或損壞。

15.根據權利要求1所述的徑向振蕩截割機構，其特征在于：傳動軸殼體安裝軸承1和軸承2時，采用先將軸承外圈嵌入安裝孔，再穿入傳動軸的安裝流程，確保傳動軸穩定轉動；傳動軸殼體上設置有與銷的更換操作相適配的結構，以便于對銷進行更換和維護操作。

16.根據權利要求1所述的徑向振蕩截割機構，其特征在于：法蘭1連接電機殼體和傳動軸殼體時，通過合理布置實現緊密連接和良好的密封效果；法蘭2連接箱體和傳動軸殼體，其結構保證傳動軸能順利穿過相應孔位，同時保證連接的牢固性和結構完整性。

17.根據權利要求1所述的徑向振蕩截割機構，其特征在于：偏心塊上安裝軸承3和軸承4時，先將軸承內圈套入偏心塊，再安裝外圈，形成緊密的連接結構；該連接結構能夠優化偏心塊和偏心躍動輪之間的動力傳遞路徑，減少能量損失。

18.根據權利要求1所述的徑向振蕩截割機構，其特征在于：偏心躍動輪1和偏心躍動輪2與銷的凸輪配合結構，通過將銷固定在箱體預留位置，再精確調整偏心躍動輪的安裝位置，保證凸輪與銷的配合精度；該配合結構的初始接觸位置和配合間隙在安裝時達到預定的設計標準，確保運動的精確性和可靠性。

19.根據權利要求1所述的徑向振蕩截割機構，其特征在于：偏心躍動輪1和偏心躍動輪2在傳動軸上以180°相位差布置且運動方向相反，其設計和安裝滿足精確控制振動激勵的相位和幅度的要求；該布置和運動方式保證機構在運行過程中實現穩定、高效的振動激勵，以實現高效的截割性能。

技術總結
一種徑向振蕩截割機構。其核心架構由傳動軸、偏心塊、偏心躍動輪、振蕩截盤底座和振蕩截盤等部件組成。在運行過程中，電機作為動力源驅動軸進行旋轉，軸的轉動帶動偏心塊隨之轉動，進而促使兩個呈180°相位差布置的偏心躍動輪開始運動。這兩個偏心躍動輪與銷之間采用凸輪配合的方式，從而沿著獨特的曲線軌跡運動。由于振蕩截盤底座與其中一個偏心躍動輪緊密固接，這種獨特的運動傳遞機制得以實現，進而成功驅動振蕩截盤執行截割硬巖的操作，為硬巖截割工程提供了一種極具創新性和高效性的解決方案。

技術研發人員：孟文俊,劉錦濤,孫征宇,張浩宇,王兆龍,錢龍
受保護的技術使用者：太原科技大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28