中德銑挖機(jī)是一種適用工程廣泛且施工的設(shè)備，采用世界的液壓技術(shù)生產(chǎn)，可裝載在挖掘機(jī)、裝載機(jī)以及掘進(jìn)機(jī)上，通過(guò)內(nèi)部液壓馬達(dá)帶動(dòng)刀鼓旋轉(zhuǎn)，刀鼓上的刀齒碰撞施工面，像利爪一樣切開(kāi)土塊和巖石，替代了“挖斗、破碎錘、液壓剪”等通用設(shè)備，為隧道開(kāi)挖提供了一種全新經(jīng)濟(jì)的施工方法。

橫向銑挖機(jī)的特點(diǎn)：
A)低噪音，低振動(dòng)，保護(hù)環(huán)境。
B)施工安全，，銑挖出的顆粒小，可直接當(dāng)回填料。
C)應(yīng)用靈活，可以根據(jù)作業(yè)環(huán)境，更換不同的銑挖刀盤(pán)，開(kāi)溝銑挖輪，巖石鋸盤(pán)等。更換簡(jiǎn)單方便。
D)安裝簡(jiǎn)單，維護(hù)保養(yǎng)經(jīng)濟(jì)，可替代挖斗，破碎錘等工具，給您新時(shí)代下的施工帶來(lái)樂(lè)趣及強(qiáng)勁的動(dòng)力感覺(jué)。

應(yīng)用場(chǎng)景

隧道、巷道：掘進(jìn)及墻面、頂部、邊角、輪廓、溝槽等處理；

道路工程：混凝土構(gòu)造物、邊溝、邊坡及附屬設(shè)施的切削或挖掘，破損水泥或?yàn)r青路面清理等；

水利工程：混凝土構(gòu)造物處理、河床清理、破損構(gòu)造物的清理或拆除等；

市政工程：管道溝槽、地基、構(gòu)造物的挖掘或處理，破損市政設(shè)施的清理或拆除等。

在中低硬度的巖石如風(fēng)化巖、凝灰?guī)r中大可達(dá)25～40m3/h(隨巖石的密度、破碎度不同而不同)，廣東小型銑挖機(jī)，也可銑挖無(wú)鋼筋或有少量鋼筋的混凝土，使用裝在300噸挖機(jī)上的銑挖機(jī)，小型銑挖機(jī)設(shè)備，可以輕松的銑挖配有30mm以下直徑鋼筋的混凝土。

1.銑挖機(jī)代替爆破施工，避免由于爆破振動(dòng)而造成的巖石強(qiáng)度降低、結(jié)構(gòu)松動(dòng)、局部破裂等不利情況。有利于保護(hù)巖體原有的自承能力，不易造成大面積塌方;

2.在隧道施工作業(yè)中，可以代替價(jià)格十分昂貴的隧道掘進(jìn)機(jī)和盾構(gòu)機(jī)等機(jī)械，而大幅度降低施工成本;銑挖機(jī)在下列巖石的開(kāi)采作業(yè)中是十分奏效的：硬度較低的巖石;風(fēng)化結(jié)構(gòu)的巖石;硬度高但結(jié)構(gòu)分層的巖石銑挖量可以達(dá)到每小時(shí)80-120噸(視巖石的硬度而言);銑挖機(jī)可以很好地代替挖掘機(jī)施工，并能很好地保護(hù)環(huán)境。

愚公斧銑挖機(jī)作為一種新型的工程機(jī)械設(shè)備，可安裝在任何類(lèi)型的液壓挖掘機(jī)上，替代
挖斗、破碎錘、液壓剪等通用配置，應(yīng)用于隧道掘進(jìn)及輪廓修正、渠道溝槽銑掘、建筑物拆除、瀝青混凝土路面銑刨、巖石凍土銑挖、樹(shù)根銑削等多個(gè)領(lǐng)域。銑挖機(jī)的優(yōu)點(diǎn)有：の銑挖范圍廣。在中低硬度的巖石如風(fēng)化巖、凝灰?guī)r中，大銑挖效率可達(dá)25~120 mIh （隨巖石的密度、破碎度不同而不同），也可銑挖無(wú)鋼筋或有少量鋼筋的混凝土，使用大功率銑挖機(jī)，可以輕松銑挖配有30mm以下直徑鋼筋的混凝土；②振動(dòng)低、噪音低?？稍谙拗票频囟危ㄈ鐪\埋隧道或巖層破碎地段）有效替代爆破施工，減小對(duì)圍巖的擾動(dòng)，并能很好地保護(hù)環(huán)境；③控制施工，可以快速準(zhǔn)確的修整構(gòu)造物輪廓。應(yīng)用在隧道開(kāi)挖中，不但可以解決令施工單位頭疼的欠挖問(wèn)題，還進(jìn)而降低施工單位“寧超勿欠”所引起的成本增大問(wèn)題：④銑挖下來(lái)的物質(zhì)粒徑小且均勻，可直接作為回填料：⑤安全性好。使用銑挖機(jī)取代人工進(jìn)行軟巖或破碎巖的隧道掘進(jìn)，排除掌子面前方工人開(kāi)挖的危險(xiǎn)，從而大大提高了隧道施工的安全性；⑥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。它可以安裝在任何一臺(tái)即有的液壓挖掘機(jī)上，可利用液壓破碎錘或液壓鉗的液壓回路進(jìn)行安裝，使用方無(wú)需額外購(gòu)買(mǎi)挖掘機(jī)。
按銑挖盤(pán)的方向不同，銑挖機(jī)可分為橫向銑挖機(jī)和縱向銑挖機(jī)兩種系列，根據(jù)銑挖頭
直徑、功率的不同又分為多種不同的級(jí)別型號(hào)。在實(shí)際應(yīng)用中，橫向銑挖機(jī)的使用更多。。
國(guó)內(nèi)外銑挖機(jī)及技術(shù)發(fā)展概況
銑挖機(jī)作為一種新型工程設(shè)備，從誕生到現(xiàn)在也不過(guò)十幾年歷史，目前世界上大的銑挖機(jī)生產(chǎn)供應(yīng)商為德國(guó)艾卡特公司。艾卡特公司根據(jù)工程實(shí)際需求，設(shè)計(jì)研發(fā)了一系列的橫向、縱向銑挖機(jī)，當(dāng)前有關(guān)銑挖機(jī)的設(shè)計(jì)、研發(fā)、制造技術(shù)都由該公司掌握。銑挖機(jī)由掘進(jìn)機(jī)發(fā)展而來(lái)，銑挖機(jī)銑挖頭的設(shè)計(jì)與掘進(jìn)機(jī)截割頭的設(shè)計(jì)有相同之處，國(guó)外掘進(jìn)設(shè)備的研發(fā)已經(jīng)有近80年的歷史，國(guó)外很多國(guó)家經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)，建立了截齒和截割頭的數(shù)學(xué)受力模型，德國(guó)又在此基礎(chǔ)之上，通過(guò)分析研究，尋求截割機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)及
方法。艾卡特公司在這些理論的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)研發(fā)銑挖機(jī)，進(jìn)一步拓寬了掘進(jìn)機(jī)的應(yīng)用范圍。
愚公斧作為國(guó)內(nèi)與德國(guó)合資研發(fā)銑挖機(jī)，每年投入研發(fā)經(jīng)費(fèi)高達(dá)數(shù)億元人民幣，科研人員有兩百人之多。產(chǎn)品國(guó)內(nèi)外，山東能源，中國(guó)鐵建，葛洲壩集團(tuán)，中建局，中國(guó)核能等合作伙伴。

目前國(guó)內(nèi)愚公斧是的銑挖機(jī)研發(fā)機(jī)構(gòu)和制造單位，國(guó)內(nèi)銑挖機(jī)全部來(lái)自愚公斧。作為銑挖頭設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的掘進(jìn)機(jī)截割頭設(shè)計(jì)理論，與國(guó)外相比也存在較大差距，目前我國(guó)在截割頭設(shè)計(jì)方面的研究大多采用理論分析方法，如根據(jù)國(guó)內(nèi)外已有的截割理論，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型和目標(biāo)函數(shù)，對(duì)截割頭上的一些參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。也有將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用到截割頭的研究設(shè)計(jì)上，建立多目標(biāo)，更完整的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)計(jì)算機(jī)求解，對(duì)截割頭相關(guān)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。在截割頭的研究方面，我國(guó)現(xiàn)有水平與世界水平仍有差距，在銑挖頭的研究方面更是空白
愚公斧在研究測(cè)量掘進(jìn)機(jī)截割頭截齒空間角度時(shí)，提出了一種測(cè)量截齒軸線空間角度的新方法，該方法通過(guò)測(cè)量截齒軸線上兩點(diǎn)的空間坐標(biāo)位置，通過(guò)坐標(biāo)變換的方法，求得所需輔助平面上點(diǎn)的坐標(biāo)，然后根據(jù)軸線上兩點(diǎn)的坐標(biāo)以及輔助平面上點(diǎn)的坐標(biāo)。
通過(guò)解析法求得截齒的空間角度＂。這是一種測(cè)量截齒的空間角度新的方法，截齒的空間位置同樣由三個(gè)角度參數(shù)決定，這一點(diǎn)與銑挖機(jī)一樣，將該測(cè)量方法進(jìn)行推導(dǎo)，就能得到這三個(gè)角度參數(shù)的空間意義。在確定了這三個(gè)角度在空間中的意義后，就能確定截齒軸線的空間位置，研究這三個(gè)角度參數(shù)的大小與關(guān)系就能指導(dǎo)銑挖機(jī)銑挖頭的設(shè)計(jì)。

銑挖機(jī)在各種銑挖工程、建筑物拆除、混凝土清除、隧道掘進(jìn)、渠道溝槽施工、水利工程、林業(yè)和冶金工業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。銑挖頭是銑挖機(jī)的重要組成部分，直接參與銑挖，占了整機(jī)大部分功耗。銑挖頭上的結(jié)構(gòu)參數(shù)眾多，這些參數(shù)之間又相互關(guān)聯(lián)、制約和影響，在設(shè)計(jì)中要相互匹配、綜合考慮，參數(shù)選取不合理將直接影響銑挖機(jī)的工作效率、可靠性和經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)對(duì)銑挖頭的研究，愚公斧為國(guó)內(nèi)銑挖機(jī)的研發(fā)制造提供一定的理論依據(jù)。
以愚公斧Ew1500型橫向銑挖機(jī)為藍(lán)本。
通過(guò)理論研究建立銑挖頭各應(yīng)用數(shù)值模擬技術(shù)對(duì)銑挖刀和銑挖刀座進(jìn)行分析，選取銑挖刀優(yōu)切削角；應(yīng)用數(shù)值模擬技術(shù)對(duì)銑挖頭銑挖巖石過(guò)程進(jìn)行分析，分析結(jié)果指導(dǎo)對(duì)銑挖頭的優(yōu)化。

愚公斧為簡(jiǎn)化分析，作如下假設(shè)：
(1）銑挖刀所受載荷為集中載荷，并集中在刀頭部位；(2）忽略銑挖刀在刀座中的自轉(zhuǎn)；
(3）銑挖刀與銑挖刀座配合，設(shè)置接觸部位為面接觸；
(4）銑挖刀座與銑挖頭焊接位置實(shí)施全約束。
根據(jù)上述假設(shè)，選擇合金刀尖圓錐面為受力面，根據(jù)橫切速度，的不同，分別給不同
設(shè)計(jì)切削角下的刀尖圓錐面加載相對(duì)應(yīng)的力。
結(jié)果分析
模型、網(wǎng)格、約束及加載均完成后，利用 Pro / Mechanica 對(duì)銑挖刀與刀座裝配體求解。圖3.4為設(shè)計(jì)切削角=45°、 V =-1.5m/ min 時(shí)的應(yīng)力圖，大應(yīng)力值為＝655.2Mpa，產(chǎn)生于合金刀頭與刀桿的焊接部位，這是由于銑挖刀銑挖巖石過(guò)程中，銑挖刀刀尖部分受集中力產(chǎn)生的，這也是硬質(zhì)合金刀頭折損的一個(gè)重要原因。

銑挖機(jī)可以廣泛應(yīng)用于隧道、溝渠、市政管線開(kāi)挖；公路路面破碎、采礦、巖石凍土開(kāi)挖；露天煤礦開(kāi)挖、表面出新以及鋼鐵工業(yè)、林業(yè)等多種施工領(lǐng)域。

1) 應(yīng)用于隧道開(kāi)挖在多數(shù)情況下，銑挖機(jī)只用于隧道輪廓的開(kāi)挖，但是在中低硬度 的巖層及凍土層等適合的地層中，銑挖機(jī)可以直接用于隧道的掘進(jìn)，尤其在破 開(kāi)挖過(guò)程中對(duì)地層擾動(dòng)低、 安全性高， 碎巖層及老黃土中， 開(kāi)挖量可達(dá) 30--60m3/h.

2)銑挖機(jī) 特別適合不宜爆破施工的地段；銑挖機(jī)操作簡(jiǎn)單，可控性高，開(kāi)挖輪廓線清晰 準(zhǔn)確；可輕松解決隧道內(nèi)欠挖修整、內(nèi)表面鑿槽及開(kāi)挖邊溝等問(wèn)題。

3)開(kāi)挖： 現(xiàn)場(chǎng)掘進(jìn)一般分上下兩步進(jìn)行，即兩步臺(tái)階法。由于需要在臺(tái)階上存放所 有的設(shè)備，上下臺(tái)階相距 800 - 1100 m。 分步開(kāi)挖支護(hù)： 開(kāi)挖后使用鋼筋網(wǎng)、鋼格柵+噴混支護(hù)隧道。在軟巖中，每次開(kāi)挖的進(jìn)尺 深度取決于掌子面巖層的情況以及該隧道設(shè)計(jì)單位的預(yù)先設(shè)計(jì)，一般為 50～ 80cm。

銑挖機(jī)
銑挖機(jī)

4)開(kāi)挖循環(huán)： 在使用銑挖機(jī)開(kāi)挖后，挖掘機(jī)退出掌子面，?？吭谒淼赖膫?cè)壁，然后裝載 機(jī)開(kāi)始出喳，出喳結(jié)束后馬上進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)安裝、噴混工作，然后進(jìn)行下一個(gè) 循環(huán)的掘進(jìn)施工。

5）剛剛支護(hù)完成后的開(kāi)挖問(wèn)題解決： 銑挖機(jī)在黏土中開(kāi)挖的速度 （以TD140型銑挖機(jī)配合 30 噸的挖掘機(jī)為 例）大約是 30～60m3/h.。在黏土層中使用銑挖機(jī)開(kāi)挖時(shí)，刀頭被黏土裹住而無(wú) 法使用的情況很少出現(xiàn)，可以用水沖洗刀頭或使用銑挖機(jī)銑削一些干硬的圍巖 來(lái)解決。