CN101343981A - 综合钻车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种综合钻车，其包括行走底盘(10)、液压凿岩机构、电控箱(7)、液压动力机构以及操作台(6)，液压凿岩机构设置在行走底盘前端的上方，其包括凿岩机(5)、钻臂(4)，凿岩机(5)通过液压推进器(2)设置在钻臂(4)上，钻臂(4)和设置在行走底盘上的钻臂座(10)铰接，在行走底盘(10)上设置有用于装载物料的装运机构，所述的装运机构由装载部和刮板输送机构成；装载部将物料耙集到刮板输送机溜槽内转送到钻车后部的运载工具上。本发明可实现钻孔、运输、装载等综合功能，实现岩巷掘进机械化作业，可大大提高掘进速度。

Description

综合钻车

技术领域

本发明属于岩巷掘进机械，主要涉及一种综合钻车，适用于煤矿、黑色和有色等地下矿以及化工、铁路、水电等部门的巷道掘进工程。

背景技术

现有钻车是由电能驱动与装载车配合完成整个掘进工序的。钻车是通过安装在行走机构上的单独或两个钻臂的自身旋转功能、推进功能及上下、左右调节功能来完成对不同位的岩壁的钻孔工艺，有的钻车也可实现锚网支护功能，与之配合的装载车是通过装在覆带行走机构上的料斗，将岩石装到运输车辆上来完成装载工艺。上述钻车主要是实现单一功能，功能少，效率低、功耗高。

发明内容

本发明的目的是提供一种综合钻车，使其具有实现钻孔、运输、装载综合功能，实现岩巷掘进机械化作业。

本发明的目的可采用如下技术方案来实现：其包括行走底盘、液压凿岩机构、电控箱、液压动力机构以及操作台，液压凿岩机构设置在行走底盘前端的上方，其包括液压凿岩机、钻臂，凿岩机通过液压推进器设置在钻臂上，钻臂和设置在行走底盘上的钻臂座铰接，在行走底盘上设置有用于装载物料的装运机构，所述的装运机构由装载部和刮板输送机构成；装载部将物料耙集到刮板输送机溜槽内转送到钻车后部的运载工具上。

所述的行走底盘为履带式行走底盘，行走履带设在行走底盘的左、右两侧，左、右履带分别由电机通过三级圆柱齿轮减速器单独驱动，并在电机中设有电磁制动器。

行走底盘的前部和后部左右两侧各安装一个支腿油缸。

所述的装载部设置在行走底盘的前端，由一个用液压装置起落的铲板，两个装载减速器和左、右两个装载臂构成，以上结构形式存在着钻与装分体作业，钻孔工艺结束后，钻车后退之安全距离放炮，装载车进完成装载工艺，装载车后退之安全距离，钻车进入进行下一个循环，时间较长，又不能交叉平等作业，功效低。左、右装载臂分别由单级锥齿轮装载减速器驱动，而装载减速器则通过一个十字滑块连轴器与刮板输送机的从动轴连接。

所述刮板输送机包括机架、输送刮板以及电机、减速器，输送刮板通过机架设置在转载臂后部的行走底盘上，减速器设置在刮板输送机的尾部，由两个由锥齿轮付和圆柱齿轮付组成，由电机驱动，电机和减速器之间通过安全摩擦离合器连接，防止在过载和其它特殊情况下损坏机器。

在输送机后端的行走底盘后端设置有二运机构，铲板的动作只有上下两个动作，它由设置在行走桥架两侧前端与铲板的联接臂相连由两个垂直支撑的千斤顶来完成铲板的上下动作的。

在铲板的中间部位与刮板输送机机尾相连，由刮板机机尾传动轴带动安装在铲板两侧位置上的装载减速器，由装载减速器带动两个装载臂旋转实现耙装物料。物料通过刮板输送机卸载到与之相连的第二运输(皮带机)上，通过皮带将物料装之运输车辆，完成整个装运工序。

本发明的特点是结构紧凑、外形尺寸小、节约能源、噪音低、功能多、效率高。该钻车可实现钻孔、运输、装载，实现岩巷掘进机械化作业，可大大提高掘进速度。本发明车适用于煤矿、黑色和有色等地下矿以及化工、铁路、水电等部门的巷道掘进工程。该钻车车体宽2.6米，适合在中小断面巷道中作业，钻孔直径φ27～φ42mm。巷道断面5m(宽)×3.5m(高)。对工作面、顶板、侧帮、底板均能凿岩作业，对爆破后的岩石可进行装载作业。

本发明具有以下特点：

a.结构紧凑、功能多、效率高。车体宽2600mm，可以通过3×2m²巷道，适应最大断面17m²。该机不仅能打掘进孔，还可打锚杆孔，同时对爆破之后的岩块通过装运系统和转载系统装于矿车之上。实现钻、装、运一体化。该机对掌子面、顶板、侧帮、底板均能钻凿炮孔。

b.该车是模块化结构，可解体为四部分(行走底盘、左右钻臂、动力部分、凿岩机构)。对于井口较小一些的矿井，行走底盘还可以进行解体，拆装方便。

c.双臂凿岩机动灵活。钻臂具有六种动作，能在工作面任意位置凿岩，补偿定位准确。

d.底盘为整体刚性组合履带行走机构。刚性底盘为焊接结构，整体性能好，刚性和强度大，是钻车的基础。底盘后上部的空腔为主油箱，底盘中部上面安装一个滑道平台，承受左右钻臂凿岩结构的动载和静载。在司机座椅前方装有手控比例换向阀，通过操纵两个手柄来控制钻车的前进、后退和转弯。在底盘的前部安装一个铲板，可用于钻孔作业时保持整个钻车的稳定性和可靠性。行走部的履带装置分别设在机器的两边。左、右履带分别由15kW电机通过三级圆柱齿轮减速器驱动。15kW电机中设有电磁制动器，用以对履带进行刹车制动。当电机停止运转时，电磁制动器可使机器在坡道上自行制动。履带采用各自单独驱动，使钻车有较好的灵活性。履带行进速度为5m/min。行星齿轮与中心齿轮可以脱开，因此机器能够牵引，牵引速度小于25m/min。

e.钻臂采用轻型旋转钻臂，带行程倍比结构的推进器(行程倍比结构由推进油缸、滑轮组、钢丝绳、凿岩机滑板和钢丝绳张紧装置组成)。推进油缸行程为1065mm，钻孔深度为2130mm(还有推进缸行程为1565mm，钻孔深度为3130mm供用户选定)。

f.动力单一化，耗能低。该钻车由防爆电机驱动一台三联泵，作为液压动力源。前两联为变量柱塞泵，分别通过比例换向阀来控制钻车的行走和凿岩作业，采用中高压系统、油路左右对称、系统保护齐全。凿岩系统采用逐步打眼机构，当开始凿孔时可缓慢冲击，待孔定位后可逐步加压到最大冲击能量，当凿岩终止时可自动停止。卡钎时也可自动停止凿岩和推进，待故障排除后可继续凿孔作业。在系统保护中有液位控制器，防止油位过低。油温控制器可防止油温过高。有回油过滤和凿岩机高压过滤等装置。

凿岩钻车的工作原理：由动力供应系统即电源(包括高压电缆、变压器、低压电缆和电器开关箱)把动力源接入钻车的防爆电机，由防爆电机驱动四联泵和二联泵把电能转化成液压能。钻车行走时，油压打开多片式制动器，由液压马达经减速箱驱动链轮转动。钻车凿岩时，首先由液压系统驱动两边的支腿稳定钻车，然后操纵钻臂动作选择孔位，通过补偿装置使推进器定位，操作凿岩钻孔系统，使液压凿岩机凿岩作业，供风水系统冲洗炮孔。

本发明所述的钻车为全液压控制，液压凿岩机凿岩，液压凿岩机凿孔速度快，凿岩中的变化情况大致如下：

只要炮孔冲洗和进给正常，钻进速度取决于每次冲击的有效钻进量和单位时间内的冲击次数。在很轻的冲击下岩石不会变化，随着岩石的开裂，冲击能量的增加将使岩石破裂加剧。如达到某一点后(和岩石性能有关)，由于钻进前方的破碎岩石起到了衬垫作用，冲击能量即使增加，钻进效果也不会有明显的提高，因此对不同的岩石应对液压凿岩机的单次冲击能进行调节。同时应冲洗孔底粉屑，才会使凿岩机的冲击能不被浪费。如果进给量适当，同样的冲击能可得到足够多的破碎岩石。岩石钻进中除了岩石的抗压强度外，岩石的脆性和韧性对钻进速度也有明显的影响，因此钻车上的液压系统中的逐步打眼装置能满足给以适当的推进力的要求，而凿岩机本身的能量调节能够满足不同岩石的凿岩情况。

本发明采用液压凿岩掘进，其和气动凿岩相比具有如下优点：

a.节约能源：对一定钻进能力的钻车来说，电动液压系统所需功率，只有气动钻进功率损耗的1/3。功率损失小，故可节约能源。

b.凿岩效率高，速度快：在同类岩石和相同孔径的条件下，凿深孔用液压凿岩机比气动凿岩机的凿岩速度高两倍以上。

c.钻杆成本低：由于液压凿岩参数可调整，因此能在不同的岩石条件下选择最优凿岩参数。又由于液压凿岩冲击应力波平缓，传递效率高，因此钻具和钎杆一般可节约15％～20％。

d.降低凿岩成本：由于液压压力高，在同样冲击速度时液压凿岩机活塞受力面积小，冲击活塞面积接近钎尾面积，应力传递损失小，受力均匀，寿命高、故障少，故可降低成本。

e.改善工作环境，噪音低：由于液压凿岩不必排除废气，因此没有废气及所夹杂的油污而对环境造成污染，提高了工作面的能见度，改善操作环境。液压凿岩除金属撞击声外，无废气排放声音，故比气动凿岩噪音可降低5～10分贝。

f.提高施工质量：该钻车能保证钻孔深度和间距的精度，液压凿岩爆破后巷道尺寸和表面规整，故可提高工程的施工质量。

g.有利于安全生产：由于司机操作位置远离工作面，处于支护下工作，防止了空顶作业，有利于安全生产。

h.一机多能：该钻车不仅可以进行钻孔作业，还可以进行运输、装载，实现巷道的机械化作业。

附图说明

附图1是本发明的整体结构示意图。

附图2是本发明的俯视图。

图中：1、钎具，2、推进器，3、滑道补偿定向装置，4、钻臂，5、凿岩机，6、操纵台，7、电控箱，8、刮板运输机，9、二运机构，10、行走底盘，11、铲板，12、皮带机，13、油箱，14、电机，15、变速箱。

具体实施方式

结合附图，说明本发明的具体实施例。

附图1所示：其包括行走底盘19、液压凿岩装置、电控箱7、液压动力机构电机14以及操纵台6，液压凿岩机构设置在行走底盘10前端的上方，其包括液压凿岩机5、钻臂4，凿岩机4通过液压推进器2以及滑道补偿定向装置3设置在钻臂4上，钻臂4和设置在行走底盘上的钻臂座铰接，在行走底盘上设置有用于装载物料的装运机构，所述的装运机构由装载部和刮板输送机构成，装载部将物料耙集到刮板输送机上的输送刮板或输送带上转送到钻车后部的运载工具上。行走底盘10为履带式行走底盘，行走履带设在行走底盘的左、右两侧，左、右履带分别由电机通过三级圆柱齿轮减速器单独驱动，并在电机中设有电磁制动器。

所述的装载部设置在行走底盘的前端，由一个用液压装置起落的铲板11，两个装载减速器和两个装载臂构成，所述刮板输送机包括机架、输送刮板以及电机、减速器，输送刮板通过机架设置在转载臂后部的行走底盘上，减速器设置在刮板输送机的尾部，由两个由锥齿轮付和圆柱齿轮付组成，由电机驱动，电机和减速器之间通过安全摩擦离合器连接，防止在过载和其它特殊情况下损坏机器。在输送机后端的行走底盘端设置有二运机构9。其是将刮板输送机所运物料转载至运输车辆上。其可采用皮带机12。

行走底盘10后部的内腔为钻车的主油箱13。前部和后部左右两侧各安装一个支腿油缸，供凿岩时稳定机体。车架体前部的上平面两侧各有一个钻臂座，钻臂铰接在钻臂座上。车架体中部有操纵阀架，安装各种操纵阀。操纵阀架后是司机座椅。车架体后部安装有三联泵站、电动机、冷却器、隔爆电控箱、水泵组、空压机组。

所述的左、右履带分别由15kW电机通过变速箱15驱动。15kW电机中设有电磁制动器，用以对履带进行刹车制动。当电机停止运转时，电磁制动器可使机器在坡道上自行制动。履带采用各自单独驱动，使钻车有较好的灵活性。履带行进速度为5m/min。行星齿轮与中心齿轮可以脱开，因此机器能够牵引，牵引速度小于25m/min。

所述的装运机构由装载部和刮板输机构部组成。装载部由一个用液压装置起落的铲板，两个装载减速器和两个装载臂12组成。装载臂经过铲板，将物料耙集到刮板输送机溜槽内。当铲板落到底板时，也可起到支撑作用，增大打孔时的稳定性。铲板最小宽度2米。利用附加装置，其宽度可达2.5米和3米。左、右装载臂分别由单级锥齿轮装载减速器驱动，而装载减速器则通过一个十字滑块连轴器与刮板输送机的从动轴连接。

铲上来的物料由装载臂耙集到单链刮板输送机上。刮板输送机的链速为0.96米/秒，最大运输能力约为100立方米/小时。

操纵台6转台下边的空间为440mm×370mm，较大的物料可以通过，遇有特大块的物料时要事先破碎，以免阻卡。两个由锥齿轮付和圆柱齿轮付组成的双级刮板输送级减速器安装在刮板输送机的尾部，由两个11千瓦电机驱动。电机和减速器之间通过安全摩擦离合器连接，防止在过载和其它特殊情况下损坏机器。

所述的液压凿岩机构主要包括：钻臂4、钻臂座、推进装置和凿岩机5等。

钻臂4一端由销轴与钻臂座铰接，另一端与推进器2摆动架转座铰接，钻臂座固定在钻车行走底盘上。推进装置由推进器2、滑道补偿定向装置3、推进油缸、补偿油缸、液压凿岩机滑板和钢丝绳倍速机构组成。

钻臂4水平回转由铰接于车架体和钻臂之间的摆臂油缸7来完成。活塞杆在油缸中的往复运动，使钻臂绕钻臂座水平回转。

钻臂升降油缸铰接在钻臂座与钻臂之间。活塞杆在油缸中的往复运动，实现钻臂4的升降。为保证钻臂4升起后工作时的稳定性，在无杆腔装有双向液压锁。油缸无杆腔装有单向节流阀，保证了钻臂下落时的平稳性。推进器摆角油缸铰接于滑道定向装置转座与滑道定向装置之间，活塞杆在油缸中往复运动，可实现左右摆动。

推进器俯仰油缸铰接于钻臂的转动臂与推进器摆动架转座上，活塞杆在油缸中的往复运动使推进器完成俯仰动作。

推进器补偿油缸安装于推进器导轨与滑道定向装置之间。由于油缸活塞杆的相对运动，使导轨能沿着滑道定向装置往复运动。钻臂的回转由液压马达驱动，通过蜗轮副使钻臂缓慢转动，蜗轮副的减速比为31。

液压凿岩机5固定在凿岩滑板上，凿岩机连同其滑板，在推进油缸和钢丝绳倍速机构的作用下在推进器的导轨上作往复运动，完成钻孔推进和后退动作。为了适应各种围岩条件，在钻车的液压推进系统上装有单向调速阀和逐步打眼阀，可根据不同硬度的岩石来调整钻进速度和轴压力。

推进系统的组成：

推进系统是由四个方形截面的导轨焊接而成的滑架，上面的两个导轨的作用是凿岩机5推进时的导向(同时也作滑轮板的导向)，下面的两个导轨是用于推进滑架补偿时的导向。滑架前端有一个十字头顶尖。在凿岩时顶尖始终顶着掌子面，以免打眼时移动孔位而出现故障。

中、前扶钎器的作用是避免打眼时钎具弯曲，增强钎杆的抗弯强度。凿岩机的托板是用于凿岩机与滑板联接的过渡板。滑轮用来穿绕钢丝绳，并与滑轮托板推进油缸组成滑轮组系统。钢丝绳的张紧是通过张紧器来实现的。

推进油缸的活塞杆是固定在滑架上的，当压力油通过进油口进入到推进油缸的无杆腔时，在压力油作用下，将推进油缸的缸体向前推进，同时带动凿岩机向前推进。钻臂由臂架组件、滑道定向补偿装置、摆臂油缸、摆角油缸、俯仰油缸所组成，钻臂动作有六种。

Claims (6)

1、一种综合钻车，其包括行走底盘(10)、液压凿岩机构、电控箱(7)、液压动力机构以及操作台(6)，液压凿岩机构设置在行走底盘前端的上方，其包括凿岩机(5)、钻臂(4)，凿岩机(5)通过液压推进器(2)设置在钻臂(4)上，钻臂(4)和设置在行走底盘上的钻臂座(10)铰接，其特征是：在行走底盘(10)上设置有用于装载物料的装运机构，所述的装运机构由装载部和刮板输送机构成；装载部将物料耙集到刮板输送机溜槽内转送到钻车后部的运载工具上。

2、根据权利要求1所述的种综合钻车，其特征是：所述的行走底盘为履带式行走底盘，行走履带设在行走底盘的左、右两侧，左、右履带分别由电机通过三级圆柱齿轮减速器单独驱动，并在电机中设有电磁制动器。

3、根据权利要求1所述的种综合钻车，其特征是：在行走底盘的前部和后部左右两侧各安装一个支腿油缸。

4、根据权利要求1所述的种综合钻车，其特征是：所述的装载部设置在行走底盘的前端，由一个用液压装置起落的铲板，两个装载减速器和左、右两个装载臂构成，左、右装载臂分别由单级锥齿轮装载减速器驱动，而装载减速器则通过一个十字滑块连轴器与刮板输送机的从动轴连接。

5、根据权利要求1所述的种综合钻车，其特征是：所述刮板输送机包括机架、输送刮板以及电机、减速器，输送刮板通过机架设置在转载臂后部的行走底盘上，减速器设置在刮板输送机的尾部，由两个由锥齿轮付和圆柱齿轮付组成，由电机驱动，电机和减速器之间通过安全摩擦离合器连接。

6、根据权利要求1所述的种综合钻车，其特征是：在输送机后端的行走底盘后端设置有二运机构(9)。

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