愚公斧銑挖機作為一種新型的工程機械設備，可安裝在任何類型的液壓挖掘機上，替代
挖斗、破碎錘、液壓剪等通用配置，應用于隧道掘進及輪廓修正、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、樹根銑削等多個領域。銑挖機的優(yōu)點有：の銑挖范圍廣。在中低硬度的巖石如風化巖、凝灰?guī)r中，大銑挖效率可達25~120 mIh （隨巖石的密度、破碎度不同而不同），也可銑挖無鋼筋或有少量鋼筋的混凝土，使用大功率銑挖機，可以輕松銑挖配有30mm以下直徑鋼筋的混凝土；②振動低、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，減小對圍巖的擾動，并能很好地保護環(huán)境；③控制施工，可以快速準確的修整構造物輪廓。應用在隧道開挖中，不但可以解決令施工單位頭疼的欠挖問題，還進而降低施工單位“寧超勿欠”所引起的成本增大問題：④銑挖下來的物質粒徑小且均勻，可直接作為回填料：⑤安全性好。使用銑挖機取代人工進行軟巖或破碎巖的隧道掘進，排除掌子面前方工人開挖的危險，從而大大提高了隧道施工的安全性；⑥結構簡單，使用方便。它可以安裝在任何一臺即有的液壓挖掘機上，可利用液壓破碎錘或液壓鉗的液壓回路進行安裝，使用方無需額外購買挖掘機。
按銑挖盤的方向不同，銑挖機可分為橫向銑挖機和縱向銑挖機兩種系列，根據(jù)銑挖頭
直徑、功率的不同又分為多種不同的級別型號。在實際應用中，橫向銑挖機的使用更多。。
國內(nèi)外銑挖機及技術發(fā)展概況
銑挖機作為一種新型工程設備，從誕生到現(xiàn)在也不過十幾年歷史，目前世界上大的銑挖機生產(chǎn)供應商為德國艾卡特公司。艾卡特公司根據(jù)工程實際需求，設計研發(fā)了一系列的橫向、縱向銑挖機，當前有關銑挖機的設計、研發(fā)、制造技術都由該公司掌握。銑挖機由掘進機發(fā)展而來，銑挖機銑挖頭的設計與掘進機截割頭的設計有相同之處，國外掘進設備的研發(fā)已經(jīng)有近80年的歷史，國外很多國家經(jīng)過大量的試驗，建立了截齒和截割頭的數(shù)學受力模型，德國又在此基礎之上，通過分析研究，尋求截割機構的優(yōu)化設計及
方法。艾卡特公司在這些理論的基礎上，設計研發(fā)銑挖機，進一步拓寬了掘進機的應用范圍。
愚公斧作為國內(nèi)與德國合資研發(fā)銑挖機，每年投入研發(fā)經(jīng)費高達數(shù)億元人民幣，科研人員有兩百人之多。產(chǎn)品國內(nèi)外，山東能源，中國鐵建，葛洲壩集團，中建局，中國核能等合作伙伴。

目前國內(nèi)愚公斧是的銑挖機研發(fā)機構和制造單位，國內(nèi)銑挖機全部來自愚公斧。作為銑挖頭設計基礎的掘進機截割頭設計理論，與國外相比也存在較大差距，目前我國在截割頭設計方面的研究大多采用理論分析方法，如根據(jù)國內(nèi)外已有的截割理論，建立相應的數(shù)學模型和目標函數(shù)，對截割頭上的一些參數(shù)進行優(yōu)化。也有將計算機輔助設計技術應用到截割頭的研究設計上，建立多目標，更完整的數(shù)學模型，通過計算機求解，對截割頭相關參數(shù)進行優(yōu)化。在截割頭的研究方面，我國現(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
愚公斧在研究測量掘進機截割頭截齒空間角度時，提出了一種測量截齒軸線空間角度的新方法，該方法通過測量截齒軸線上兩點的空間坐標位置，通過坐標變換的方法，求得所需輔助平面上點的坐標，然后根據(jù)軸線上兩點的坐標以及輔助平面上點的坐標。
通過解析法求得截齒的空間角度＂。這是一種測量截齒的空間角度新的方法，截齒的空間位置同樣由三個角度參數(shù)決定，這一點與銑挖機一樣，將該測量方法進行推導，就能得到這三個角度參數(shù)的空間意義。在確定了這三個角度在空間中的意義后，就能確定截齒軸線的空間位置，研究這三個角度參數(shù)的大小與關系就能指導銑挖機銑挖頭的設計。

愚公斧在研究采煤機螺旋滾簡主要參數(shù)的計算和截齒排列方法時，提出：截齒的配置應利于采出的煤塊多、產(chǎn)生的煤塵少、截割阻力均衡地作用于滾簡上，以提高采煤機的工作平穩(wěn)性。為了滾筒載荷比較平穩(wěn)，截齒應均勻分布在滾筒周圍。采煤機螺旋滾簡的截齒配置一般都屬于順序式配置和正常棋盤式配置。順序式配置時，截齒是以個緊挨著一個進行截煤，每個截齒（盤端截齒除外）受到的朝煤壁方向作用的側向力。正常棋盤式配置時，截齒是按一個跳一個的次序進行截煤的，因切屑斷面近對稱，截齒所受側向力基本上能夠保持平衡，另外，切屑斷面比較大，截割比能耗較低。
因盤端截齒的工作條件接近半封閉截割，故盤端截齒安裝得較密，即截距縮小，每條截線上安裝的截齒數(shù)增多。盤端上的截齒一般有2-4組，均勻地分布在盤端的周圍。煤質堅硬時截齒和分組數(shù)可以多些。每組截齒中，截齒的傾角應順著滾簡轉向從小到大一次排列，以使各截齒受力均勻。一般每組有5-7條截線，其中0齒一個，向煤壁傾斜的截齒
2-6個，大傾角可達40，以防止盤端接觸煤壁；向采空去傾斜的負傾角截齒一個，傾角一般為﹣20~30，以平衡掉一部分的滾筒朝采空區(qū)作用的軸向力四。
在研究橫軸式切割頭截齒的合理配置方式時，綜合分析了 AM -65型掘進機切割頭截齒的配置方式，針對切割頭部同部位切割工況的差異采用不同截距，合理確定截
齒的空間角。
截距是截齒配置的一一個重要參數(shù)，其確定原則是力求實現(xiàn)佳截割效果，減小刀頭損耗。

愚公斧為簡化分析，作如下假設：
(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；
(3）銑挖刀與銑挖刀座配合，設置接觸部位為面接觸；
(4）銑挖刀座與銑挖頭焊接位置實施全約束。
根據(jù)上述假設，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
設計切削角下的刀尖圓錐面加載相對應的力。
結果分析
模型、網(wǎng)格、約束及加載均完成后，利用 Pro / Mechanica 對銑挖刀與刀座裝配體求解。圖3.4為設計切削角=45°、 V =-1.5m/ min 時的應力圖，大應力值為＝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程中，銑挖刀刀尖部分受集中力產(chǎn)生的，這也是硬質合金刀頭折損的一個重要原因。

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

1) 應用于隧道開挖在多數(shù)情況下，銑挖機只用于隧道輪廓的開挖，但是在中低硬度 的巖層及凍土層等適合的地層中，銑挖機可以直接用于隧道的掘進，尤其在破 開挖過程中對地層擾動低、 安全性高， 碎巖層及老黃土中， 開挖量可達 30--60m3/h.

2)銑挖機 特別適合不宜爆破施工的地段；銑挖機操作簡單，可控性高，開挖輪廓線清晰 準確；可輕松解決隧道內(nèi)欠挖修整、內(nèi)表面鑿槽及開挖邊溝等問題。

3)開挖： 現(xiàn)場掘進一般分上下兩步進行，即兩步臺階法。由于需要在臺階上存放所 有的設備，上下臺階相距 800 - 1100 m。 分步開挖支護： 開挖后使用鋼筋網(wǎng)、鋼格柵+噴混支護隧道。在軟巖中，每次開挖的進尺 深度取決于掌子面巖層的情況以及該隧道設計單位的預先設計，一般為 50～ 80cm。

銑挖機
銑挖機

4)開挖循環(huán)： 在使用銑挖機開挖后，挖掘機退出掌子面，?？吭谒淼赖膫缺冢缓笱b載 機開始出喳，出喳結束后馬上進行支護結構安裝、噴混工作，然后進行下一個 循環(huán)的掘進施工。

5）剛剛支護完成后的開挖問題解決： 銑挖機在黏土中開挖的速度 （以TD140型銑挖機配合 30 噸的挖掘機為 例）大約是 30～60m3/h.。在黏土層中使用銑挖機開挖時，刀頭被黏土裹住而無 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銑削一些干硬的圍巖 來解決。

銑挖機應用范圍
少量鋼筋的混凝土，中等硬度巖石，風化巖，石膏，煤巖，鐵渣等。
銑挖機產(chǎn)品說明
(1)標準配置銑挖盤；
(2)選配挖溝輪；
(3)可按客戶要求設計其它類型銑切刀盤。
(4)橫向銑挖機的特點：
(5)低噪音，低振動，保護環(huán)境。
(6)施工安全，銑挖出的顆粒小，可直接當回填料。
(7)應用靈活，可以根據(jù)作業(yè)環(huán)境，更換不同的銑挖刀盤，開溝銑挖輪，巖石鋸盤等。更換簡單方便。
(8)安裝簡單，維護保養(yǎng)經(jīng)濟，可替代挖斗，破碎錘等工具，給您新時代下的施工帶來樂趣及強勁的銑挖機分為橫向銑挖機和縱向銑挖機。應用于露天煤礦，隧道掘進及輪廓修正、渠道溝槽銑掘、瀝青混凝土路面銑刨、巖石凍土銑挖、樹根銑削及鋼鐵工業(yè)、林業(yè)等多種施工領域。