一种用于硬岩掘进机推进油缸的球铰结构技术领域
本发明属于硬岩掘进机工程机械技术领域，尤其是一种用于硬岩掘进机推进油缸的球铰结构。
背景技术
硬岩掘进机掘进施工时，水平支撑依靠油缸压力支撑在洞壁弧面上，推进油缸通过关节轴承与主机大梁相连接，依靠水平支撑和洞壁之间摩擦副给主机提供推进动力，此时关节轴承承受较大轴向载荷，并且伴随地质化和施工隧道角度变化等因素，会产生经常性的振动和冲击载荷，导致关节轴承出现疲劳损伤或者碎裂，使用寿命大幅缩减，影响正常施工，而且更换关节轴承成本较高。
发明内容
本发明为了解决现有推进油缸关节轴承使用寿命短、易疲劳损伤、碎裂等问题，推出一种用于硬岩掘进机推进油缸的球铰结构。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于硬岩掘进机推进油缸的球铰结构，由把合设置为一体的推进油缸球面座和球面座挡板组成，所述的推进油缸球面座包括球面座体，在球面座体内设有内半球面，在内半球面内设有油脂润滑球槽，在球面座体的顶面设有油脂注入孔，油脂注入孔与油脂润滑球槽连通，所述的球面座挡板内设有内球面环行带，内半球面与内球面环行带组合一起形成用于安装推进油缸的活塞杆球头的球腔，所述的球腔与活塞杆球头的形状相匹配。
本发明所述的油脂润滑球槽的环形面平行于球面座体把合面。
本发明所述的球面座体的球面座体背面上设有加强筋板。
本发明所述的球面座挡板内还设有与内球面环行带连通的挡板通孔，挡板通孔为直通孔。
本发明所述的球面座挡板由两块挡板拼合而成。
本发明有益效果是：
1、本发明与现有关节轴承连接方式相比，轴向载荷受力面积增大，有效减小了应力集中，油脂润滑环槽和油脂注入孔保证了球铰结构的良好润滑效果，使用寿命大幅度增大，基本不会出现碎裂和疲劳损伤，节约了关节轴承的更换成本；活塞杆轴线与隧道中心线角度可在较大范围内变化，提升了掘进机小转弯半径和大坡度隧道施工的适应能力；本发明球铰结构具有通用性，适用于大部分重载荷推进油缸的铰接连接。
2、油脂润滑球槽的环形面平行于球面座体把合面，保证可以润滑到整个球铰结构，整个球铰结构在运动过程中，可更好的去接触油脂润滑球槽内的润滑油。
3、球面座体背面上设有加强筋板，增强推进油缸球面座的稳定性和承载性能。
4、球面座挡板内还设有与内球面环行带连通的挡板通孔，挡板通孔为直通孔，直通孔与内球面环行带的结合，使活塞杆球头的径向阻碍变小，使整个活塞杆球头的受力在整个端面上，增大承载。
5、将球面座挡板分成两块挡板，拼接组成完整的球面座挡板，该种结构安装方便，同时使承载力分散到球面座挡板上，两块挡板共同作用，进一步增强承载效果。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的推进油缸球面座结构三维示意图；
图3为本发明的球面座挡板的剖视结构示意图；
图4为本发明的球面座档板的正视结构示意图；
图中：1、推进油缸球面座，2、球面座挡板，201、内球面环行带，202、挡板通孔，203、挡板把合孔，3、推进油缸，301、活塞杆，302、活塞杆球头，4、球面座体，401、球面座体把合面，402、球面座体背面，403、球面座体把合螺栓孔，5、加强筋板，6、内半球面，7、油脂润滑环槽，8、油脂注入孔，9、油杯。
具体实施方式
一种用于硬岩掘进机推进油缸的球铰结构，包括推进油缸球面座、球面座挡板和活塞杆球头，还包括油杯、螺栓、垫圈、推进油缸。
所述的推进油缸球面座包含球面座体和加强筋板，球面座体设有内半球面，内半球面设有油脂润滑环槽，球面座体顶部设有一个油脂注入孔，油脂注入孔连通油脂润滑环槽，油脂润滑环槽环形面平行于球面座体把合面，球面座体把合面上设有球面座体螺栓把合孔，球面座体内半球面粗糙度Ra上限值1.6μm，加强筋板关于球面座体中心面对称设置两块，并焊接在球面座体背面上。
所述球面座体包含内半球面、球面座体把合面、油脂注入孔、球面座体把合螺栓孔，球面座体调质处理HBS207-302。
所述球面座挡板包含内球面环行带、挡板通孔、挡板把合孔，将球面座挡板整体加工后切成两部分，两部分拼合安装在活塞杆球头上，球面座挡板内球面环行带粗糙度Ra上限值1.6μm。
所述的推进油缸包含活塞杆和活塞杆球头。
推进油缸球面座包含球面座体、内半球面、球面座体把合面、油脂注入孔、球面座体把合螺栓孔和油脂润滑环槽，球面座体调质处理HBS207-302，加强筋板焊接在球面座体的球面座体背面上，内半球面粗糙度Ra上限值1.6μm，推进油缸球面座整体焊接在掘进机主机大梁上；活塞杆球头与内半球面配合，活塞杆穿过分体式的挡板通孔，用螺栓和垫圈将球面座挡板把合在球面座体上，并使内球面环行带与活塞杆球头配合，通过油杯往油脂注入孔内注入润滑油脂，润滑油脂联通到油脂润滑环槽，润滑整个球铰结构。
推进油缸球面座焊接在掘进机主机大梁上，推进油缸尾部通过铰接连接在水平支撑上，活塞杆球头面与球面座体内半球面配合，活塞杆穿过球面座挡板通孔，并将球面座挡板把合在推进油缸球面座上，掘进机推进行程中，球面座体内半球面和球面座挡板内球面环行带联合承受推进油缸的轴向载荷，承载面积大幅增大，承载能力加强，并设有油脂润滑环槽和油脂注入孔，保证了球铰结构的稳定高寿命运行，不易出现碎裂和疲劳损伤。活塞杆轴线与球面座体内半球面角度可在较大范围内变化，适应掘进机小转弯半径和大坡度的施工要求。