CN103485812B - 一种超前支护机构及掘进机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超前支护机构及掘进机，该超前支护机构通过安装座安装在掘进机后支撑上，然后在安装座上设置一伸缩主臂，伸缩主臂顶部铰接支护顶板。通过在掘进机后支撑上设置安装座，然后在安装座上连接伸缩主臂，伸缩主臂顶部铰接支护顶板，使该超前支护机构可以不随截割部摆动而摆动，不影响掘进机工作，不妨碍掘进机盖板拆卸，不影响掘进机系统维护，而且该机构不用人工支护，减少工作强度，能够有效保护工作人员的安全。

Description

一种超前支护机构及掘进机

技术领域

本发明涉及巷道施工过程中的空顶超前支护技术，特别涉及一种超前支护机构及安装有该超前支护机构的掘进机。

背景技术

目前，巷道掘进后临时支护基本上以人工为主，掘进后架设前探梁，劳动强度大，前探梁多为两根钢管，支护强度低，安全系统更低。

由此，部分超前支护机构使用机载结构，其具体为，安装在截割部两侧，工作状态下空顶距最大不过2米多，支护后人工锚杆工作时距离掘进机截割头太近，存在安全隐患，远不能满足煤矿井下对空顶距越大越好的要求，而且安装在截割部两侧后，掘进机工作时，超前支护机对掘进机影响较大，左右摆动截割时易与巷道两帮部刮碰，造成机器及液压系统损坏，影响掘进机工作。而人工架设前探梁，对顶板支护强度小，对工人保护作用小，安全隐患更大，架设时工作强度也大。

因此，针对现有巷道施工过程中超前支护机构空顶距较小和安装在掘进机截割部影响掘进机工作等问题，是本领域技术人员亟待解决的技术问题

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种超前支护机构及安装有该超前支护机构的掘进机，以解决现有巷道施工过程中超前支护机构空顶距较小和安装在掘进机截割部影响掘进机工作等问题。

一方面，本发明提供了一种超前支护机构，包括：

支护顶板；

伸缩主臂，所述伸缩主臂一端部与所述支护顶板底部铰接；

安装座，所述安装座顶部连接所述伸缩主臂的另一端部，所述安装座安装在掘进机后支撑上。

进一步地，所述安装座包括：

用于安装在掘进机后支撑上的安装底座；

可旋转安装在所述安装底座上的回转架；其中，

所述伸缩主臂铰接在所述回转架上；所述回转架上设置有用于控制所述伸缩主臂升降的升降油缸；

所述安装底座上设置有用于控制所述回转架旋转的回转油缸。

进一步地，所述安装底座通过支撑架体安装在所述掘进机后支撑上。

所述安装底座上还设置有控制所述回转油缸和所述升降油缸工作的操作阀组。

进一步地，所述支护顶板边侧铰接有可折叠的侧翻板；

所述支护顶板上设置有用于折叠和展开所述侧翻板的侧翻油缸。

进一步地，所述伸缩主臂内设置有伸缩油缸。

进一步地，所述伸缩主臂包括至少四节伸缩臂：第一伸缩臂、第二伸缩臂、第三伸缩臂和第四伸缩臂；

所述第一伸缩臂与所述伸缩油缸的缸杆连接；

所述第二伸缩臂与所述伸缩油缸的缸筒连接；

所述伸缩油缸的缸筒顶部固定有第三伸缩臂伸出滚轮；

所述第三伸缩臂上固定有第四伸缩臂伸出滚轮；其中，

所述第四伸缩臂连接第四伸缩臂伸出钢丝绳，所述第四伸缩臂伸出钢丝绳绕过所述第四伸缩臂伸出滚轮并与所述第二伸缩臂连接；

所述第三伸缩臂连接第三伸缩臂伸出钢丝绳，所述第三伸缩臂伸出钢丝绳绕过所述第三伸缩臂伸出滚轮并与所述第一伸缩臂连接。

进一步地，所述第二伸缩臂上固定有第三伸缩臂收回滚轮；

所述第三伸缩臂上固定有第四伸缩臂收回滚轮；其中，

所述第四伸缩臂连接第四伸缩臂收回钢丝绳，所述第四伸缩臂收回钢丝绳绕过所述第四伸缩臂收回滚轮并与所述第二伸缩臂连接；

所述第三伸缩臂连接第三伸缩臂收回钢丝绳，所述第三伸缩臂收回钢丝绳绕过所述第三伸缩臂收回滚轮并与所述第一伸缩臂连接。

进一步地，所述伸缩主臂端部通过前后翻转销轴组件和左右翻转销轴组件铰接所述支护顶板。

进一步地，所述前后翻转销轴组件上还设置有前后翻转限位装置；

所述左右翻转销轴组件上还设置有左右翻转限位装置。

本发明还提供一种掘进机，所述掘进机设置有上述超前支护机构。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明实施例提供一种超前支护机构及掘进机，该超前支护机构通过安装座安装在掘进机后支撑上，然后在安装座上设置一伸缩主臂，伸缩主臂顶部铰接支护顶板。通过在掘进机后支撑上设置安装座，然后在安装座上连接伸缩主臂，伸缩主臂顶部铰接支护顶板，使该超前支护机构可以不随截割部摆动而摆动，不影响掘进机工作，不妨碍掘进机盖板拆卸，不影响掘进机系统维护，而且该机构不用人工支护，减少工作强度，能够有效保护工作人员的安全。

附图说明

图1为本发明实施例应用到掘进机上收缩状态的结构示意图；

图2为图1的俯视示意图；

图3为本发明实施例应用到掘进机上伸展工作状态的结构示意图；

图4为图3的俯视示意图；

图5为本发明实施例中掘进机支撑部分的结构示意图；

图6为图5的俯视示意图；

图7为本发明实施例中安装座的结构示意图；

图8为图7的俯视示意图；

图9为本发明实施例中伸缩主臂内伸缩油缸与伸出钢丝绳布置的结构示意图；

图10为本发明实施例中伸缩主臂内收回钢丝绳布置的结构示意图；

图11为本发明实施例中伸缩主臂与支护顶板连接的第一状态局部结构示意图；

图12为本发明实施例中伸缩主臂与支护顶板连接的第二状态局部结构示意图；

图13为本发明实施例中伸缩主臂与支护顶板连接的另一视角下第一状态局部结构示意图；

图14为本发明实施例中伸缩主臂与支护顶板连接的另一视角下第二状态局部结构示意图。

附图标记说明：1、掘进机；2、支护顶板；3、伸缩主臂；4、伸缩油缸；5、升降油缸；6、回转油缸；7、操作阀组；8、回转架；9、安装底座；10、支撑架体；11、前支撑架体；12、后支撑架体；13、掘进机后支撑；14、第四伸缩臂伸出滚轮；15、第四伸缩臂收回钢丝绳；16、第三伸缩臂收回钢丝绳；17、第三伸缩臂伸出滚轮；18、第四伸缩臂伸出钢丝绳；19第三伸缩臂伸出钢丝绳；20、第四伸缩臂收回滚轮；21、第三伸缩臂收回滚轮；22、侧翻油缸；23、侧翻板；24、第四伸缩臂；25、第三伸缩臂；26、第二伸缩臂；27、第一伸缩臂；28、前后翻转销轴；29、前后翻转限位块；30、前翻转限位部；31、后翻转限位部；32、左右翻转销轴；33、左右翻转限位块；34、左右翻转限位挡块。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。应当指出，本部分中的对具体结构的描述及描述顺序仅是对具体实施例的说明，不应视为对本发明的保护范围有任何限制作用。

本发明实施例通过改变原有的巷道内超前支护机构，由先前的人工支护或者在掘进机截割部设置支护的结构，改变为安装在掘进机后支撑上，掘进机后支撑上设置安装座，安装座上安装伸缩主臂，伸缩主臂可以通过安装座上的升降油缸和回转油缸支撑升降和回转，伸缩主臂上还铰接有用于支护的支护顶板，而且该机构通过独立控制的液压系统和电气系统对该机构进行控制，便于在掘进机等巷道施工设备上安装和使用。

如图1和图2所示，该超前支护机构安装到掘进机上的结构示意图，伸缩主臂3处于伸缩状态，支护顶板2未伸出支护，而且其侧翻板23没有打开，整体安装在掘进机1顶部，安装座安装在掘进机后支撑13上。

如图3和图4所示，该超前支护机构安装到掘进机上工作状态的结构示意图，伸缩主臂3处于伸出状态，支护顶板2伸出支护，而且支护顶板边侧的侧翻板23完全打开，增大支护面积，伸缩主臂3可以伸出超过掘进机1前端截割头的位置，侧翻板完全打开，实现大空顶支护。

掘进机1后部支撑部分具体结构为如图5和图6所示，掘进机1支撑部位包括前支撑架体11和后支撑架体12，以及设置在后支撑架体12后部的掘进机后支撑13（图中前后位置以掘进机1工作方向为掘进机1前方，反之为后方，左右以掘进机前进时左侧为实施例中所述左侧，右侧为实施例中所述右侧），将该超前支护机构通过支撑架体10（如图1和图2所示）安装在掘进机后支撑13上，可以实现更好的支撑效果。而且便于液压和电气管路的布置。

如图7和图8所示，该超前支护机构的安装座包括：用于安装到支撑架体10（如图1和图2所示）上的安装底座9，安装底座9通过螺栓把接在支撑架体10上，支撑架体10也通过螺栓与键把接在掘进机后支撑13上（图中未示出）。安装底座9上还活动设置有回转架8；回转架8通过轴承组件或者其他可旋转组件安装到安装底座9上，安装底座9上还设置有用于推动回转架8回转的回转油缸6，回转油缸6一端铰接在安装底座9上，另一端铰接在回转架8上。安装底座9上还设置有用于控制该超前支护机构的控制阀组7，便于对该超前支护机构进行独立的电气和液压控制。回转架8上还设置有连接伸缩主臂3的铰接座。

当然，作为其他选择，该超前支护机构的安装座也可以选用其他可升降和回转伸缩主臂3的设备，并连接到掘进机支撑架体10上。

如图1和图3所示，该回转架8与伸缩主臂3的连接结构为，伸缩主臂3的后端部铰接在回转架8的铰接座上，伸缩主臂3包括四节伸缩臂：第一伸缩臂27、第二伸缩臂26、第三伸缩臂25和第四伸缩臂24；回转架8上还设置有用于驱动伸缩主臂3升降的升降油缸5；升降油缸5一端铰接在伸缩主臂3的第一伸缩臂27上，另一端铰接在回转架8上；实现对伸缩主臂3的升降控制。

通过回转油缸6驱动，使该超前支护机构可以以安装底座9为支点旋转，而且，回转架8上还设置有用于控制伸缩主臂3升降高度的升降油缸5，从而使该超前支护机构的伸缩主臂3可以升降到预定高度，结合升降油缸5、回转油缸6实现该超前支护机构上下、左右位置调整。

如图3和图4所示，伸缩主臂3包括四节伸缩臂，该四节伸缩臂结构在油缸、滚轮和钢丝绳推动下，可实现前伸多倍于油缸行程的距离，实现超大空顶距结构；该伸缩臂内设置有一个伸缩油缸，并结合滚轮和钢丝绳实现伸缩主臂3的各个伸缩臂伸出和收回。

为了显示清楚图3和图4中滚轮和钢丝绳，图9和图10中画出伸缩主臂3的各节伸缩臂。

具体为，如图3和图9所示，第一伸缩臂27与伸缩油缸4的缸杆连接，第二伸缩臂26与伸缩油缸4的缸筒连接，伸缩油缸4的缸筒顶部固定有第三伸缩臂伸出滚轮17；第三伸缩臂25上固定有第四伸缩臂伸出滚轮14；第四伸缩臂24连接第四伸缩臂伸出钢丝绳18，第四伸缩臂伸出钢丝绳18绕过第四伸缩臂伸出滚轮14并与第二伸缩臂26连接；第三伸缩臂25连接第三伸缩臂伸出钢丝绳19，第三伸缩臂伸出钢丝绳19绕过所述第三伸缩臂伸出滚轮17并与所述第一伸缩臂27连接。

如图3和图10所示，第二伸缩臂26上固定有第三伸缩臂收回滚轮21；第三伸缩臂25上固定有第四伸缩臂收回滚轮20；第四伸缩臂24连接第四伸缩臂收回钢丝绳15，第四伸缩臂收回钢丝绳15绕过第四伸缩臂收回滚轮20并与第二伸缩臂26连接；第三伸缩臂25连接第三伸缩臂收回钢丝绳16，第三伸缩臂收回钢丝绳16绕过第三伸缩臂收回滚轮21并与第一伸缩臂27连接。

为了布局合理，在滚轮布置时尽量设置在伸缩臂的端部，以使各节伸缩臂伸出的部分更多，但对各个滚轮的布局位置不做具体限定，以能实现各节伸出和收回为准。

当然，该伸缩臂也可以是设置成两节伸缩臂、三节伸缩臂、五节伸缩臂或者更多节伸缩臂，三节伸缩臂、五节伸缩臂或者更多节伸缩臂的结构原理与上述四节伸缩臂的原理相似，在此不再赘述。

如图11-图14所示，为伸缩主臂3的第四伸缩臂24与支护顶板2连接的局部放大图；图11和图12显示了本发明实施例中支护顶板2可相对与第四伸缩臂24铰接处可前后翻转的结构示意图，支护顶板2的底部设置有对应的铰接座，伸缩主臂3端部通过前后翻转销轴组件铰接所述支护顶板底部，前后翻转销轴组件包括，前后翻转销轴28、前翻转限位部30和后翻转限位部31（前后翻转限位装置为前翻转限位部30和后翻转限位部31）；支护顶板2底部通过前后翻转销轴29与第四伸缩臂24铰接，为防止支护顶板2前后翻转过度，在支护顶板2底部设置有对应的前后翻转限位块29，对应前后翻转限位块29还设置有前翻转限位部30和后翻转限位部31；以使支护顶板2在预定的角度内自由前后翻转。

支护顶板2既可以相对第四伸缩臂24顶部前后翻转还可以左右翻转；如图13和图14所示，伸缩主臂3端部通过左右翻转销轴组件铰接支护顶板底部，左右翻转销轴组件包括，左右翻转销轴32、左右翻转限位块33和左右翻转限位挡块34（左右翻转限位装置为左右翻转限位块33和左右翻转限位挡块34）支护顶板2底部通过左右翻转销轴32铰接第四伸缩臂24的端部；为防止支护顶板2左右翻转过度，在支护顶板2底部设置有对应的左右翻转限位块33，以及对应左右翻转限位块33设置有左右翻转限位挡块34。

为了增大支护顶板2的支护面积，本发明实施例还在支护顶板2的两侧分别铰接有一个侧翻板23；侧翻板23通过设置在支护顶板2上的侧翻油缸展开和收回，如图1和图4所示，分别为侧翻板23折叠状态和侧翻板23展开状态比较明显的示意图，侧翻油缸22一端铰接在支护顶板2上，另一端铰接在侧翻板23上。通过在支护顶板2边侧设置可折叠的侧翻板23，可以在支护顶板2支护时，打开侧翻板23，增大支护顶板2的支护面积。

本发明实施例工作原理为：如图1-图4所示，空顶距超前支护机构中支护顶板2与伸缩主臂3铰接连接，支护顶板2与伸缩主臂3铰接处设计为左右翻转销轴组件和前后翻转销轴组件，以使支护顶板2可以前后左右翻转，并通过配合限位块、限位挡块或者限位部限制支护顶板2与伸缩主臂3转动角度，以使支护顶板2与巷道顶板接触后自动找平，伸缩主臂3与回转架8铰接连接，并通过升降油缸5上下升降运动，回转架8与安装底座9铰接连接，并通过回转油缸6使回转架8在安装底座9上左右旋转，安装底座9则通过螺栓把接在支撑架体10上，支撑架体10通过螺栓与键把接在掘进机后支撑13上，侧翻板23与支护顶板2的两侧铰接连接，通过侧翻油缸22伸出，使侧翻板23与支护顶板2平行，侧翻油缸22收回时，侧翻板23与支护顶板2垂直。

伸缩主臂3的伸缩原理为，如图3、图9和图10所示，伸缩主臂3由第一伸缩臂27、第二伸缩臂26、第三伸缩臂25和第四伸缩臂24组成，其中，伸缩主臂3内的伸缩油缸4中的缸杆与第一伸缩臂27连接，缸筒与第二伸缩臂26连接，伸缩油缸4缸筒前端与第三伸缩臂伸出滚轮17螺栓连接，第三伸缩臂收回滚轮21安装在第二伸缩臂26后侧，第四伸缩臂伸出滚轮14与第四伸缩臂收回滚轮20安装在第三伸缩臂25上，第三伸缩臂伸出钢丝绳19绕过第三伸缩臂伸出滚轮17，一端与第一伸缩臂27连接，一端与第三伸缩臂25连接，第四伸缩臂伸出钢丝绳18绕过第四伸缩臂伸出滚轮14，一端与第二伸缩臂26连接，一端与第四伸缩臂24连接，第四伸缩臂收回钢丝绳15绕过第四伸缩臂收回滚轮20，一端与第二伸缩臂26连接，一端与第四伸缩臂24连接，第三伸缩臂收回钢丝绳16绕过第三伸缩臂收回滚轮21，一端与第一伸缩臂27连接，一端与第三伸缩臂25连接。

伸缩油缸伸出时，缸杆与第一伸缩臂27不动，缸筒带动第二伸缩臂26向前伸出，同时推动第三伸缩臂伸出滚轮17也向前运动，第三伸缩臂伸出滚轮17推动第三伸缩臂伸出钢丝绳19并带动第三伸缩臂25也向前伸出，第三伸缩臂25上安装的第四伸缩臂伸出滚轮14相应也随着第三伸缩臂25伸出，第四伸缩臂伸出滚轮14再次推动第四伸缩臂伸出钢丝绳18带动第四伸缩臂24也随之伸出，这样在伸缩油缸伸出时，直接推动第二伸缩臂26运动，油缸推动第三伸缩臂伸出滚轮17带动第三伸缩臂25伸出，第三伸缩臂25上滚轮推动第四伸缩臂伸出钢丝绳18带动第四伸缩臂25伸出。

伸缩油缸4收回时，缸筒直接带动第二伸缩臂26收回，第二伸缩臂26上第三伸缩臂收回滚轮21推动第三伸缩臂收回钢丝绳16运动，带动第三伸缩臂25收回，第三伸缩臂25上安装的第四伸缩臂收回滚轮20推动第四伸缩臂收回钢丝绳15运动，带动第四伸缩臂收回。

本发明实施例还提供一种掘进机，该掘进机上述的超前支护机构。

由于上述的超前支护机构具有上述技术效果，因此，设置有该超前支护机构的掘进机也应具备相应的技术效果，其具体实施过程与上述实施例类似，兹不赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种超前支护机构，其特征在于：包括：

支护顶板(2)；

伸缩主臂(3)，所述伸缩主臂(3)一端部与所述支护顶板(2)底部铰接，所述伸缩主臂(3)端部通过前后翻转销轴组件和左右翻转销轴组件铰接所述支护顶板(1)，所述前后翻转销轴组件设置有前后翻转限位装置，所述左右翻转销轴组件设置有左右翻转限位装置，以使支护顶板(2)在预定的角度内自由前后左右翻转；

安装座，所述安装座顶部连接所述伸缩主臂(3)的另一端部，所述安装座安装在掘进机后支撑(13)上。

2.如权利要求1所述的超前支护机构，其特征在于：所述安装座包括：

用于安装在掘进机后支撑(13)上的安装底座(9)；

可旋转安装在所述安装底座(9)上的回转架(8)；其中，

所述伸缩主臂(3)铰接在所述回转架(8)上；所述回转架(8)上设置有用于控制所述伸缩主臂(3)升降的升降油缸(5)；

所述安装底座(9)上设置有用于控制所述回转架(8)旋转的回转油缸(6)。

3.如权利要求2所述的超前支护机构，其特征在于：所述安装底座(9)通过支撑架体(10)安装在所述掘进机后支撑(13)上；

所述安装底座(9)上还设置有用于控制所述回转油缸(6)和所述升降油缸(5)工作的操作阀组(7)。

4.如权利要求1-3任一项所述的超前支护机构，其特征在于：所述支护顶板(2)边侧铰接有可折叠的侧翻板(23)；

所述支护顶板(2)上设置有用于折叠和展开所述侧翻板(23)的侧翻油缸(22)。

5.如权利要求1-3任一项所述的超前支护机构，其特征在于：所述伸缩主臂(3)内设置有伸缩油缸(4)。

6.如权利要求5所述的超前支护机构，其特征在于：所述伸缩主臂(3)包括至少四节伸缩臂：第一伸缩臂(27)、第二伸缩臂(26)、第三伸缩臂(25)和第四伸缩臂(24)；

所述第一伸缩臂(27)与所述伸缩油缸(4)的缸杆连接；

所述第二伸缩臂(26)与所述伸缩油缸(4)的缸筒连接；

所述伸缩油缸(4)的缸筒顶部固定有第三伸缩臂伸出滚轮(17)；

所述第三伸缩臂(25)上固定有第四伸缩臂伸出滚轮(14)；其中，

所述第四伸缩臂(24)连接第四伸缩臂伸出钢丝绳(18)，所述第四伸缩臂伸出钢丝绳(18)绕过所述第四伸缩臂伸出滚轮(14)并与所述第二伸缩臂(26)连接；

所述第三伸缩臂(25)连接第三伸缩臂伸出钢丝绳(19)，所述第三伸缩臂伸出钢丝绳(19)绕过所述第三伸缩臂伸出滚轮(17)并与所述第一伸缩臂(27)连接。

7.如权利要求6所述的超前支护机构，其特征在于：所述第二伸缩臂(26)上固定有第三伸缩臂收回滚轮(21)；

所述第三伸缩臂(25)上固定有第四伸缩臂收回滚轮(20)；其中，

所述第四伸缩臂(24)连接第四伸缩臂收回钢丝绳(15)，所述第四伸缩臂收回钢丝绳(15)绕过所述第四伸缩臂收回滚轮(20)并与所述第二伸缩臂(26)连接；

所述第三伸缩臂(25)连接第三伸缩臂收回钢丝绳(16)，所述第三伸缩臂收回钢丝绳(16)绕过所述第三伸缩臂收回滚轮(21)并与所述第一伸缩臂(27)连接。

8.一种掘进机，其特征在于，所述掘进机(1)设置有上述1-7任一项所述的超前支护机构。