CN102373931A - 旋风掘进机 - Google Patents

Abstract

一种新型掘进机，其特征在于它由磨轮、转台、基台等部分组成，磨轮是靠筒状可伸缩的磨环钻具切削推进，并同时在磨轮底座上增设有等距(环距)的钻机钻孔，二者同时掘进。当一个作业面完成后，磨轮退出，磨环(外层)复位。磨轮通过液压调节到最佳角度后，随转轮作180°旋转，让出前面空间，再向钻孔内安装炸药爆破(松动爆破)，后由两台挖掘机进入作业区，将土、石方传输到传送带上。转台是设在基台前端的一个园形平台(低于基台)，通过回转机构可作360°旋转，是磨轮和挖掘机(2台)的主要载体，通过磨轮和转台的协调配合，旋风掘进机的功能才能得到极大的发挥。基台是一个较大的长方形平台，由行走机构驱动，前端沉降的台基上设有转台，后端设有起重机械及搅拌水箱，前后端平台上均设有操纵台，中部可存放机械设备及供工作人员休息，两侧为传送带。此发明的最大特点是：齐头并进，一次成形，快捷高效，经济安全，可极大地提高轨道交通建设速度，减轻劳动者负担和节约建设成本。

Description

旋风掘进机

技术领域：

本发明涉及一种新型掘进工具，通过电机和行星齿轮装置，使磨环产生压力扭矩，带动环口钻具对隧道进行环形切削，并对在环内多点的同步钻穴内安装炸药进行爆破(松动爆破)，以达到加速轨道交通建设的进程，极大地改善和提高人们对出行的需求，进一步缓解城市的交通压力。

背景技术：

随着我国经济的高速发展和人们生活的日益提高，人们对出行也便有了更高的要求，不光是快捷舒适，还要经济安全。尤其是一些大城市往往还出现堵车现象，给人们的出行多有不便，如何缓解这一交通压力和满足人们出行的需求，发展轨道交通，应是各大城市的首选。如何加快轨道交通建设，这主要还是取决于先进的掘进工具，目前世界上最为先进的工具应算是盾构机，但它是靠磨轮掘进(面的碾磨)，速度较慢，很难适应轨道交通建设的发展，而旋风掘进机一旦问世，将会彻底改变这一领域的面貌，从而可大大加快轨道交通建设的速度。

发明内容：

本发明的目的就是提供一种新型掘进工具，把磨环的环形切削和炸药爆破结合起来，以达到在较短时间内，极大地改善现在的城市交通状况，让我国的轨道交通建设赶上和超过发达国家，走在世界前列。

为了实现上述的目标，本发明采取以下技术方案：

一种旋风掘进机，其特征在于它由基台、转台和磨轮组成，基台有行走机构功能可实现行走和移位；转台通过回转机构和对液压装置的调节，可改变磨轮的角度和方向，让出空间，便于挖掘机作业；磨轮由多台电机作动力，通过行星齿轮装置产生压力扭矩，使磨环钻具进行环形切削，并同时在环内多孔同步穴中安装炸药爆破(松动爆破)。

根据上述的基本方案，旋风掘进机的磨轮由底座和磨环构成，磨环为双层可伸缩的筒状结构，环口装有钻具，底座由底盘和外环两部分构成，通过轴承套连接，底盘上装有多台钻机及行星齿轮装置，背面沿口上设有储水环，向环口钻具供水，磨轮的底座被安装在转台底部两根导梁前端的立柱上，底座背面上端装有拉杆与转台上导轨相连(立柱和拉杆均设有液压装置)，导梁底部设有园柱形滑轮，通过传动齿轮装置可作前后自由滑动，当一个作业面完成后，磨轮退出，通过液压调节和转台旋转，让出前面空间进行爆破(松动爆破)，后由两台挖掘机(兼配重)对土石方进行传输和清理，整个机械装置的运转均由设在基台上电脑台操作控制。基台两侧为传送带，末端设有起吊设备及搅拌水箱，以便对予制构件的安装和土石方的处理。本发明的优点在于：齐头并进，一次成形，快捷高效，经济安全。可极大地提高轨道交通建设的速度，改善人们的出行方式，加快我国经济建设发展。

附图说明：

图1是本发明的旋风掘进机透视图；

图2是旋风掘进机平面布置图；

图3是转台拉杆导轨前端滑轮装置图；

图4是拉杆及导轨结构图；

图5是磨轮底座正面布置图；

图6是行星齿轮装置图；

图7是磨轮底座外环和底盘结构图；

图8是磨轮底座背面布置图；

图9是储水环结构图；

图10是底座外环和底盘插销连接图；

图11是A-A磨轮及转台横截面剖视图；

图12是导梁底部滑轮及传动齿轮啮合图；

图13是转台主轴回转结构图。

本发明提供的旋风掘进机主要由以下几部分组成：

一、磨轮：如图1、图5、图8所示，磨轮为双层可伸缩的筒状结构，内层是被固定在磨轮底座的外沿上，如图9所示，47为底座外沿上安装孔，外层的筒壁上设有两排交错的等距斜条形开口缝隙3，缝隙顶端与内层相对应的固定套钉4相扣，上下可自由滑动，当筒壁作顺时针旋转时，外层因离心力的作用就不断向外伸展拉长，最后滑入端槽环套8内而被锁定，与内层结合为一整体。外层磨环上安装有尖部镶焊的钨钴硬质合金截齿7钻具(根据不同地质配备不同型号钻具)，钻具是通过接受来自导梁及传动装置传递的压力扭矩，实现自身转动和进给，并以此方式掘进切削；同时，在外层条形开口之间设有等距的瓦状卷口5，内藏供水软管6，与磨环的钻具相通，不断向磨环供水，对钻具进行降温和润滑，同时，因钻具旋转切削而产生的泥浆尘渣又被卷送出体外，以减少磨轮在旋转中的阻力。当磨轮作逆时针旋转时，外层便可复位，为其后磨轮作180°旋转作准备。

磨轮的底座由两部分构成，如图5、图7、图10所示，底盘46和外环45通过轴承套插销48A连接，被固定在可伸缩的两根导梁前端的立柱上，如图1、图11中16所示。又如图12所示，导梁17下口分别设有折弯成直角三角形样突出51，其底部的托槽上设有园柱形滑轮52，内侧斜面分别设有条形齿轮53，并和传动锥形齿轮49啮合，可使导梁作任意前后移动，导梁末端上部同样设有园柱形滑轮组，以便导梁向前移动受压时不受影响。底座背面上部设有拉杆，如图1、图11中10所示，并与前两立柱16，通过缆索(图2中33)相连，构成等腰三角形连接，以保持与立柱等速前进。如图1、图8所示，在底座背面装有3-6台电机13，机轴穿越底座向内安装麻花钻头2。如图5、图6、图7所示，机轴底部装有齿轮变速箱40，与外环内齿轮39C啮合，构成行星齿轮装置39A、39B、39C，底盘(正面)钻机外围增设有环形平台43，台上方沿环形平台四周装有锥形园柱形滑轮38，内口下端凹入一台阶41，并和外环内齿轮下端向内折弯的卡头(装有滚动轴承)相扣于41。外环通过轴承套37和底盘46相连接，外环外沿突起与磨环内层套接44；外环正面增设有较大的环片42，环片内口设有内齿轮39C并与底盘齿轮组39啮合，构成一个完整的传动装置。如图1、图9所示，底座背面沿口设有环形水箱9A(内设气囊9B)，通过气压向磨环供水。

二、转台：

如图2、图11所示，转台设在基台前端沉降的台基上19，台面低于基台23，是一个较大的园形回转平台，它通过回转机构与基台之间实现回转，回转机构由回转马达，回转支承组成，并通过螺栓等紧固件与台基连接固定，结构如图13中35A、35B、35C所示，可作360°回转。回转机构外围设有环形导轨，如图2、图11中36所示，以保障对台面受压的支承，在重压下转台仍可操作自如。如图11、图12所示，回转装置前方设有传动横杆49，横杆两端装有锥形齿轮和导梁底部内侧条齿轮啮合51，使导梁可作前后移动。当磨轮停止作业退出，待磨环(外环)复位后，导梁上的立柱及拉杆通过对液压的调节，使磨轮达到最佳角度(如图1所示)，以利磨环的上口顺利地越过隧道顶部而到达既定位置后，转台作180°回转，让出前面空间，此时两台挖掘机立即沿转台前特设的滑板(外沿可升降)进入作业区内，如图2中20所示，将爆破后的土石方输入传送带，如图2中26所示。作业完成后，并在转台的前下方挖出一个斜坑，如图1中15所示，以便为下次磨轮作起始角度调整准备。作业完成后，挖掘机返回台面，转台也即复位而进行下轮作业。

三、基台：

基台是一个较长的操作平台，它由多节台基构成(前后台基均可独立行走)，靠行走机构的功能实现行走和移位，如图1中27、28，图2中23所示。前端沉降部分为转台的台基，如图11中19所示，末端的平台上安装有起重机，如图1中11所示，底部有部分水箱隐入其中。如图2中30所示，中部可存入机械设备及供操作人员休息，前后端设有操纵台24，两侧为传送带26，将土方不断地送入搅拌水箱30，变成泥浆后再用高压泵31送出地表32；如传石方，两侧付水箱便折叠和主水箱靠拢而全部隐入基台底下，以利轨道车将石方运出隧道。

齐头并进，一次成形，是旋风掘进机一大特点，因旋风掘进机是采取磨环旋转掘进，是环形切削，而不像盾构机那样是采取面的碾磨，同时并利用爆破(松动爆破)，可大大加快建设速度，并使隧道一次成形，为其后的构筑安装打下了良好的基础，如图1中12所示；同时又为石方和予制构件的传输创造了条件，使其更加快捷和方便。在掘进中并采用激光导向，使其线路更加合理和准确，这不光大大加快了隧道本身的建设速度，同时又可节药大量的人力和物力资源，一旦投入使用，它将会独领风骚，大放异采，为我国的轨道交通建设作出更大的贡献。

Claims (7)

1.一种旋风掘进机，其特征在于它由双层筒状可伸缩的磨轮、转台、基台等部分组成，磨轮的底座上设有等距(环距)6台钻机(除岩石结构外，一般只使用3台)，通过上口磨环钻具的有力切削和钻机打孔再安装炸药进行爆破(松动爆破)的办法，以达到提高工效，从而可大大加快现代轨道交通建设的速度。

2.根据权利1所述的旋风掘进机，其磨轮的底座由底盘和外环两部分构成，通过轴承套将底盘和外环连接，并通过行星齿轮装置传动，使磨轮产生压力扭矩旋转。

3.根据权利1所述的旋风掘进机，其磨轮为双层可伸缩的筒状结构，外层上设有上下两排错位的斜条形开口缝隙，里层装有和外层缝隙开口顶端相对应的扣件而被固定在磨轮底座的外沿上，当磨轮作顺时针旋转时，由于离心力的作用使外层伸展拉长，最后落入端槽的套环内锁定，以增加其作业面积，反之，当逆时针旋转时可复位。

4.根据权利1和2所述的旋风掘进机，其特征在于磨轮底座背面沿口上设有储水环，环内设有气囊、微形气泵和蓄电池(遥控)，并和外层筒壁上瓦状卷口内软管相连，作业时，气囊充气，通过软管向磨环钻具供水，以达到对钻具的降温和起润滑作用。

5.根据权利1所述的旋风掘进机，其特征在于通过磨轮自身固定的立柱和转台上拉杆的液压调节，当达到最佳角度时，可使转台作180°旋转，为挖掘机进入作业区而让出空间，使英雄有用武之地，从而可大大加快隧道的建设速度。

6.根据权利1所述的旋风掘进机，其特征在于转台下与立柱相连的导梁底部设有园柱形滑轮及导梁底部内侧折弯处设有齿轮条，导梁通过传动杆两端的锥形齿轮和齿轮条的啮合可进退自如。

7.根据权利1所述的旋风掘进机，其特征在于通过磨轮底座上的钻机钻孔，在孔内安装炸药进行智能爆破(松动爆破)，并通过挖掘机及时将爆破后的土石方传输到传送带上而被送出地表，这是旋风掘进机最为显著的特点，也是其他任何掘进工具都无法比拟的。

Images