CN101289936A

CN101289936A - 硬岩掘进机

Info

Publication number: CN101289936A
Application number: CNA2007100124095A
Authority: CN
Inventors: 李恩龙; 梁坚毅; 侯宝革; 刘德林; 牟东
Original assignee: Sany Heavy Equipment Co Ltd
Current assignee: Sany Heavy Equipment Co Ltd
Priority date: 2007-08-08
Filing date: 2007-08-08
Publication date: 2008-10-22
Anticipated expiration: 2027-08-08
Also published as: CN100538006C

Abstract

本发明涉及煤矿巷道掘进机械，具体为一种可截割高硬度的半岩和全岩巷道的重型硬岩掘进机，解决现有掘进机不适合全岩巷道掘进问题，该掘进机可以大幅度提高全岩巷道的掘进工作效率，极大地降低操作者的工作强度。本发明掘进机整体结构强度高，整机机重大，同时在机器后部装配有水平侧向支撑，设备工作稳定性高；机器配备有强力除尘系统及内外喷雾灭尘系统，有效的改善了操作者的工作环境。本发明掘进机行走部采用全封闭结构，加大了行走驱动力，提高截割的推进力。本发明掘进机装配小直径大惯量截割头，采用高强度镐齿配合可靠高效的液压系统，极大地提高了单齿切割力，从而使其具备截割高硬度(f8)半岩和全岩巷道的能力。

Description

硬岩掘进机

技术领域

本发明涉及煤矿巷道掘进机械，具体为一种硬岩掘进机，可实现大断面半岩巷道或高硬度(f8)全岩的掘进作业。

背景技术

目前，大断面(20M²以上)半岩巷道和全岩的掘进采用炮掘作业，是一项艰苦而又危险的工作，采用炮掘作业生产效率较低，操作者的劳动强度大，炮掘作业后对巷道周围岩层结构强度造成了一定破坏。而现有掘进设备主要是适用于中等硬度的煤岩和半煤岩巷道，不适用于全岩巷道作业；采用的内喷雾系统使用寿命极短，损坏后更换维修困难；同时掘进工作面粉尘得不到有效控制，严重危害操作者的身体健康。因此，非常需要一种切割功率大、截割效率高、工作稳定且有很好的除尘系统的硬岩掘进机，以提高掘进作业的工作效率，降低操作者的劳动强度，改善劳动者的工作环境，有利于操作者的身心健康。

中国专利申请(申请号03253082.X，公开号CN2677614Y)公开了一种半煤岩掘进机，包括有掘进滚筒、机身及支臂，该支臂包括有伸缩支臂与旋转支臂，该掘进滚筒装设于伸缩支臂上，该伸缩支臂插接于旋转支臂，该旋转支臂与机身连接固定，该旋转支臂两侧装设有清根滚筒；该机身顶面装设有至少一个稳固装置，该稳固装置顶面上装设有固定滑脚，该机身侧边装设有至少一个行走移动装置，该行走移动装置包括有一固定端及一活动端，该固定端连接固定于机身上。该稳固装置为气压或液压装置。该机身左右侧壁可加设至少一个滑轨，该滑轨上装设有对应的滑套，该滑套与对应的行走移动装置的活动端相连接。而这种结构的可调动性不强，行走机构比较繁琐，行走时取力于地和巷道，对巷道要求较高，且会对巷道会造成一定的破坏，不利于下步的支护工作。没有提供很好的除尘系统，大量的粉尘有害于操作者的身心健康。

发明内容

本发明的目的在于提供一种重型硬岩掘进机，解决现有掘进机不适合大断面(20M²以上)半岩巷道和高硬度(f8)全岩掘进，截割硬岩时机器振动大，粉尘多，机器侧向滑动等问题，该掘进机可以大幅度提高全岩巷道的掘进工作效率，极大地降低操作者的工作强度，改善操作者的工作环境，提高可靠性。

本发明的技术方案是：

本发明提供的硬岩掘进机，具有截割部、铲板部、第一运输机、本体部、行走部、后支承、第二运输机、液压系统、电气系统、润滑系统、除尘系统及内外喷雾灭尘系统。掘进机整机自重大，截割功率大，整机稳定性好，随机配备有强力除尘系统及内外喷雾灭尘系统，适用于大断面高硬度全岩和半岩巷道的掘进作业。

本发明采用强力切割技术，其包括大单齿切割力和大推进力的配合，镐齿的截割力由截割电机带动截割减速机再传动给截割头来提供，截割时平均单齿截割力可达8500N，截割头的推进力由截割升降油缸、截割回转油缸和行走驱动装置提供，可为截割头提供推进力达150kN；截割部采用小直径大惯量截割头，截割头直径范围为1.0-1.1m，转动惯量范围为230-210kg.m²，镐齿座非加热式焊接应力去除，超深表硬齿体耐磨镐齿，镐齿表面硬度达62HRC，深度2-3mm。

本发明的行走部采用护板全封闭结构，配有强劲行走驱动装置。本发明行走部的驱动装置由行走液压马达、驱动链轮、行走减速机构成，行走液压马达与行走减速机联接在一起，行走减速机上两个法兰盘，一个与行走架联接在一起，一个与驱动链轮联接在一起。行走部驱动装置提供大的驱动力，可达490kN。

本发明的截割头与截割臂连接位置位于截割头后部。

本发明本体部后侧安装后支承，后支承上装配有水平侧支撑装置，侧支撑装置在后支承两侧，侧支撑装置由液压缸带动，可向掘进机两侧伸出和收回，有利于提高工作时整机稳定性。

本发明在截割头后部装有高可靠的外置内喷雾系统；在截割减速机前部和截割电机箱体前端两侧装有雾线结合外喷雾系统，截割减速机前部外喷为环形高、低压外喷，电机箱体前端两侧外喷为块形外喷。所述外喷雾系统包括环形外喷水座、低压喷嘴、高压喷嘴、块形外喷水座、喷嘴，环形外喷水座与截割部的截割臂联接在一起，低压喷嘴和高压喷嘴装在环形外喷水座上，块形外喷水座与截割部的截割电机箱体联接在一起，喷嘴装在块形外喷水座上。

本发明掘进机随机配备长压短抽式高效除尘系统，控尘装置悬挂在设备的操作侧，利用巷道的通风系统，使风通过控尘装置后形成风幕，再由安装在掘进机的转载机上除尘器(风筒安装在掘进机上)将粉尘吸到除尘器。

本发明采用减振技术，其包括截割加速度识别装置和截割高低速自动转换装置，电气系统具有振动传感器、电流传感器及核心控制器等，在截割减速机上安装有振动传感器，可对掘进机作业时的振动情况进行检测；电气系统中的电流传感器，可对掘进机截割电机的消耗功率进行检测，各传感器将检测到的信号分别送入核心控制器。核心控制器根据截割加速度的检测值和电流传感器的检测值，由核心控制器对数据进行处理，当硬度值超过预先设定好的值时，截割电机会有高速自动转换到低速，从而依据所截割材料的硬度自动控制截割电机的速度，实现截割高低速转换。

本发明液压系统中采用消峰减振技术，在液压系统中的升降和回转多路阀上装有二次溢流阀，二次溢流阀可实现减振截波的作用。

本发明采用紧固件防松技术，在截割电机与电机箱体、截割减速机与电机箱体、截割臂与截割减速机、截割头与截割臂、行走部与本体部、后支承与本体部、掘进机的回转台和回转轴承与本体部之间的连接采用施毕牢(spiralock，简称SPL)防松螺纹连接。

本发明的有益效果是：

1、本发明为悬臂掘进机的新机型，该掘进机整体结构强度高，机重大，截割功率大，各动作机构的驱动功率大，适合于大断面高硬度全岩和半岩巷道的掘进作业，扩展了掘进机的使用范围，提高了全岩和半岩巷道的掘进的工作效率，极大地降低操作者的工作强度，改善操作者的工作环境，保护了操作者的身心健康。

2、本发明硬岩掘进机的行走部采用护板全封闭结构，降低了故障率；配备的强劲行走驱动装置，加大了行走驱动力，为截割提供了强大的推进力。

3、本发明硬岩掘进机后部的后支承上装配有侧支撑装置，侧支撑装置解决了掘进机工作时的侧向滑移及振动问题，提高了掘进机的稳定性，设备工作稳定性高。

4.本发明硬岩掘进机配备有强力除尘系统及喷雾系统极大的降低掘进作业时所产生的大量粉尘，有效的改善了操作者的工作环境，保护了操作者的身心健康。

5.本发明硬岩掘进机采用的减振和紧固件防松技术，使掘进机工作更可靠，减少了机器维护时间，提高了工作效率。

6、本发明掘进机装配小直径大惯量截割头，采用高强度镐齿配合可靠高效的液压系统，极大的提高了单齿切割力，从而使其具备截割高硬度(f8)全岩和半岩巷的能力。

附图说明

图1为本发明硬岩掘进机结构图。

图2为本发明硬岩掘进机侧视结构图。

图3为本发明硬岩掘进机除尘系统结构图。

图4为本发明硬岩掘进机截割头结构图。

图5a-b为本发明硬岩掘进机行走部驱动装置结构图，图5a为主视图；图5b为图5a的俯视图。

图6为本发明硬岩掘进机外喷雾系统结构图。

图7为本发明硬岩掘进机电气系统原理图。

图8为本发明硬岩掘进机液压系统原理图。

图9为本发明低速返回高速标志流程图。

图10为本发明低速预启动流程图。

图11为本发明高速转低速流程图。

图12为本发明高速转低速启动流程图。

图13为本发明截割高速启动流程图。

图14为本发明截割高速预启动流程图。

图中，1截割部；2铲板部；3第一运输机；4本体部；5行走部；6后支承；7液压系统；8电气系统；9侧支撑装置；10护板；11行走架；12履带板；13驱动装置；14支重轮；15截割臂；16外置内喷雾系统；17截割头；18截割电机箱体；19外喷雾系统；20截割减速机；21除尘风筒；22除尘装置；23控尘装置；24镐齿座；25镐齿；26截割头体；27液压马达；28驱动链轮；29行走减速机；30环形外喷水座；31低压喷嘴；32高压喷嘴；33块形外喷水座；34喷嘴；35回转台；36回转多路阀上的二次溢流阀；37升降多路阀上的二次溢流阀；SZ振动传感器；TA11、TA12、TA13电流传感器；U1核心控制器。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明为硬岩掘进机，本体部4前上端安装截割部1，本体部4前下侧安装铲板部2，本体部4的中间安装第一运输机3，本体部4两侧下部安装行走部5，行走部5包括护板10、行走架11、履带板12、驱动装置13、支重轮14等，行走部5采用防止岩、煤进入履带板12内侧的护板10全封闭结构，护板10分别安装在行走架11下部支重轮14的两侧和驱动装置13两侧；本体部4右侧安装液压系统7的操作台，本体部4左侧安装液压系统7的油箱，本体部4后侧安装后支承6，后支承6的两侧安装侧支撑装置9，后支承6的右上部安装电气系统8的电控箱，后支承6的左上部安装液压系统7的泵站，外置内喷雾系统16装配在截割头17与截割臂15之间，外喷雾系统19安装在截割减速机20前部和截割电机箱体18前端两侧。截割部的截割头17与截割臂15连接位置位于截割头17后部。

如图3所示，随机配备长压短抽式高效除尘系统，相连接的控尘装置23和除尘装置22位于掘进机后部；除尘风筒21从除尘装置22引出，一直延伸至掘进机前部。控尘装置悬挂在设备的操作侧，利用巷道的通风系统，使风通过控尘装置后形成风幕，再由安装在掘进机的转载机上除尘器(风筒安装在掘进机上)将粉尘吸到除尘器。

如图4所示，截割头17包括镐齿座24、镐齿25、截割头体26等，镐齿座24焊接在截割头体26上，镐齿25装配在镐齿座24上。

如图5a-图5b所示，行走液压马达27与行走减速机29联接在一起，行走减速机29上两个法兰盘，一个与行走架11联接在一起，一个与驱动链轮28联接在一起。

如图6所示，环形外喷水座30与截割臂15联接在一起，低压喷嘴31和高压喷嘴32装在环形外喷水座30上，块形外喷水座33与截割电机箱体18联接在一起，喷嘴34装在块形外喷水座33上。其中，低压喷嘴31和喷嘴34的喷水压力为2.5MPa，高压喷嘴32的喷水压力为15MPa。

本发明的工作过程如下：

(1)硬岩掘进机由电气系统8、液压系统7控制行走部5前进走到合适位置。

(2)硬岩掘进机铲板部2、后支承6落下，侧支撑装置9伸出，启动除尘装置22为掘进作业做好准备。

(3)硬岩掘进机铲板部2的星轮、第一运输机3的刮板链、截割部1的截割头开始掘进工作。

如图7所示，电气系统具有振动传感器SZ、电流传感器TA11-TA13、及核心控制器U1等，电流传感器TA11-TA13，主要检测电机回路的电流；振动传感器SZ主要用于检测机体截割岩石时的振动及截割加速度；工作过程：各传感器将检测到的信号分别送入核心控制器U1，核心控制器U1根据截割加速度的检测值和电流传感器的检测值、由核心控制器对数据进行处理。掘进机进行截割工作时，电流传感器检测截割电机各相电流值，此时截割电机高速运行，当持续一定时间检测到各相电流值I_检测＝1.1*I_额定(I_检测为检测电流，I_额定为额定电流)，并且振动传感器检测到振动值及加速度值达到一定值时，截割电动机自动转换为低速运行。从而，依据整机振动情况和电流自动控制截割电机的速度，可以自动转换截割头的转速。图7中，KM1-KM2为交流真空接触器；M1为双电压绕组电动机。本实施例中，截割电机高速运行时，截割头运行速度46r/min，电流值为额定电流(额定电流为118.6A)，当电流为1.1倍额定电流时，截割电动机自动由高速转换为低速运行，截割头运行速度为23r/min；反之亦然。本实施例中，核心控制器的规格型号为SPN17C；本发明通过核心控制器实现上述自动控制，其软件流程如图9-图14所示，上述几个流程执行不分先后顺序，他们各自分别完成低速返回高速标志设置，低速预启动，高速转低速，高速转低速启动，截割高速启动，截割高速预启动等功能。

如图8所示，在液压系统中的回转多路阀上的二次溢流阀36和升降多路阀上的二次溢流阀37可实现减振截波的作用。

另外，本发明采用紧固件防松技术，在截割部的截割电机与截割电机箱体18、截割减速机20与截割电机箱体18、截割臂15与截割减速机20、截割头17与截割臂15、行走部5与本体部4、后支承6与本体部4、掘进机的回转台35和回转轴承与本体部4之间的连接采用施毕牢螺纹连接。

Claims

1、硬岩掘进机，具有截割部、铲板部、第一运输机、本体部、行走部、液压系统、电气系统、除尘系统及灭尘系统，其特征在于：截割部的截割头采用小直径大惯量截割头，直径范围为1.0-1.1m，转动惯量范围为230-210kg.m²；在截割部的镐齿座上装配有超深表硬齿体耐磨镐齿，镐齿表面硬度达62HRC，深度2-3mm。

2、按照权利要求1所述的硬岩掘进机，其特征在于：在截割部的截割头后部装有外置内喷雾系统；在截割减速机前部和截割电机箱体前端两侧装有雾线结合外喷雾系统。

3、按照权利要求2所述的硬岩掘进机，其特征在于：外喷雾系统包括环形外喷水座、低压喷嘴、高压喷嘴、块形外喷水座、喷嘴，环形外喷水座与截割部的截割臂联接在一起，低压喷嘴和高压喷嘴装在环形外喷水座上，块形外喷水座与截割部的截割电机箱体联接在一起，喷嘴装在块形外喷水座上。

4、按照权利要求1所述的硬岩掘进机，其特征在于：截割部的截割头与截割臂连接位置位于截割头后部。

5、按照权利要求1所述的硬岩掘进机，其特征在于：本体部后侧安装后支承，后支承上装配有水平侧支撑装置，该侧支撑装置由液压缸控制。

6、按照权利要求1所述的硬岩掘进机，其特征在于：除尘系统为长压短抽式除尘系统，相连接的控尘装置和除尘装置位于掘进机后部，除尘风筒从控尘装置起一直延伸到掘进机中部。

7、按照权利要求1所述的硬岩掘进机，其特征在于：电气系统具有振动传感器、电流传感器及核心控制器，振动传感器、电流传感器分别与核心控制器连接。

8、按照权利要求1所述的硬岩掘进机，其特征在于：液压系统中的升降和回转多路阀上装有二次溢流阀。

9、按照权利要求1所述的硬岩掘进机，其特征在于：截割部的电机与电机箱体、截割减速机与电机箱体、截割臂与截割减速机、截割头与截割臂、行走部与本体部、后支承与本体部、掘进机回转台和回转轴承与本体部之间的连接采用防松螺纹连接。

10、按照权利要求1所述的硬岩掘进机，其特征在于：行走部采用护板全封闭结构，配有由行走液压马达、驱动链轮、行走减速机构成的行走驱动装置，行走液压马达与行走减速机联接在一起，行走减速机上两个法兰盘，一个与行走架联接在一起，一个与驱动链轮联接在一起。