CN103670400B - 一种掘进机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种掘进机，包括机架、刀盘、滚筒、用于驱动所述刀盘运转的主传动箱和用于驱动所述滚筒运转的副传动箱，其中主传动箱设置在机架上，主传动箱与机架之间连接有给进油缸，刀盘与主传动箱的输出端连接，滚筒与刀盘位于机架的同一端，滚筒与副传动箱的输出端连接，滚筒与机架之间还设置有用于推动滚筒移动的推动构件，推动构件包括驱动马达、蜗杆、蜗轮和丝杠，丝杠的一端连接在机架的回转座上，蜗轮轴向配合在丝杠上，副传动箱通过螺旋传动套连接在丝杠上，驱动马达设置在副传动箱上，蜗杆与驱动马达的输出端连接，蜗轮与蜗杆相啮合在一起。其可全断面开挖，实现掘进与锚固同时作业，连续作业，提高了掘进效率。

Description

一种掘进机

技术领域

本发明涉及采煤巷道掘进机械设备技术领域，尤其涉及一种全断面掘进机。

背景技术

目前煤矿巷道掘进工艺主要采用连续采煤机掘进、掘锚机掘进和综掘机掘进。连续采煤机月平均进尺为1500m，掘锚机月平均进尺为800m，综掘机月平均进尺400m。

目前这几种工艺系统所使用的掘进机由于其自身结构的缺陷，在掘进时效率低下。并且现有的掘进机不能实现大断面一次成巷、掘进与支护不能平行同步作业，掘进与支护矛盾比较突出。

发明内容

本发明的发明目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种能够便于操作、掘进效率高，能实现大断面一次成巷、掘进与支护同步作业的掘进机。

本发明的技术方案提供一种掘进机，包括机架、刀盘、滚筒、用于驱动所述刀盘运转的主传动箱和用于驱动所述滚筒运转的副传动箱，其中所述主传动箱设置在所述机架上，所述主传动箱与所述机架之间连接有给进油缸，所述刀盘与所述主传动箱的输出端连接，所述滚筒与所述刀盘位于所述机架的同一端，所述滚筒与所述副传动箱的输出端连接，所述滚筒与所述机架之间还设置有用于推动所述滚筒移动的推动构件，所述推动构件包括驱动马达、蜗杆、蜗轮和丝杠，所述丝杠的一端连接在所述机架的回转座上，所述蜗轮轴向配合在所述丝杠上，所述副传动箱通过螺旋传动套连接在所述丝杠上，所述驱动马达设置在所述副传动箱上，所述蜗杆与所述驱动马达的输出端连接，所述蜗轮与所述蜗杆相啮合在一起。

进一步地，所述主传动箱包括主电机、传动齿轮组和星形轮架，所述传动齿轮组通过轴承组件定位在所述主传动箱内，所述传动齿轮组的输入端与所述主电机的输出端连接，所述星形轮架连接在所述传动齿轮组的输出端上，所述刀盘连接在所述星形轮架上。

进一步地，所述刀盘包括与所述主传动箱的输出端连接的基盘和以所述基盘为中心呈放射性布置的三个齿盘。

进一步地，所述副传动箱包括副电机和副传动齿轮组，所述副传动齿轮组的输入端与所述副电机的输出端连接，所述副传动齿轮组的输出端与所述滚筒的滚筒传动轴组件相连接，所述滚筒传动轴组件通过连接套组件与所述滚筒连接在一起。

进一步地，所述机架上设置有锚杆机，所述锚杆机包括钻箱、钻臂、立柱、钻进油缸和调向油缸，所述钻箱与所述钻臂连接，所述钻臂与所述立柱上的导轨连接，所述钻臂能够沿着所述导轨升降移动，所述钻进油缸的底端连接在所述立柱上，所述钻进油缸的输出端与所述钻臂连接，所述立柱的底端铰接在所述机架上，所述调向油缸的输出端铰接在所述立柱上，所述调向油缸的底端铰接在所述机架上。

进一步地，所述机架的下方设置有液压行走履带，所述液压行走履带包括驱动轮、履带、从动轮和液压动作筒，所述驱动轮与设置在所述机架下方的履带驱动电机的输出端连接，所述履带套在两个所述驱动轮上，所述从动轮和所述液压动作筒位于所述履带形成的空间内，所述液压动作筒与机架相接，所述液压动作筒的下端所述从动轮相接，所述从动轮布置在下部的所述履带上。

进一步地，所述机架上还设置有通风机装置，所述通风机装置包括通风机和可伸缩风筒，所述通风机通过通风机支座连接在所述机架上，所述可伸缩风筒通过风筒支座连接在所述机架上，所述通风机与所述可伸缩风筒连接。

进一步地，所述机架上还设置有收集器，所述收集器包括位于所述机架前端部的铲板、耙爪、运输槽、刮板链、链轮和驱动所述耙爪运转的耙爪驱动电机，所述耙爪驱动电机设置在所述铲板内，所述耙爪通过齿轮传动组件与所述耙爪驱动电机的输出端连接，所述铲板通过浮动油缸连接在所述机架上，所述运输槽与所述铲板连接，所述运输槽通过销轴连接在所述机架上，所述刮板链和所述链轮设置在所述运输槽内，所述刮板链与所述链轮啮合在一起，所述链轮由所述耙爪驱动电机驱动运转。

进一步地，所述机架上还设置有用于掘进工作面除尘的除尘器。

进一步地，所述机架上设置有用于控制掘进机掘进、行走、装运、锚固的集中控制系统。

采用上述技术方案，具有如下有益效果：

本发明提供的一种掘进机，其通过刀盘、滚筒可实现挖煤掘进，全断面开挖，同时提供支撑与推进力。通过设置锚杆机，可以实现掘进与锚固同时作业，连续作业，尽量减少辅助作业时间。其液压式液压行走履带驱动减小对地面的压力。其掘进、行走、装运、锚固构成成套设备，通过集中控制系统可实现远距离遥控和智能化作业，降低工人的劳动强度，提供更安全的工作环境，显著提高掘进效率。

附图说明

图1为本发明提供的一种掘进机的结构示意图；

图2为图1所示的掘进机上滚筒部分和副传动箱部分的结构示意图；

图3为图2所示的滚筒部分和副传动箱部分结合在一起的侧视图；

图4为图1所示的掘进机上主传动箱与刀盘连接的示意图；

图5为图1所示的掘进机上刀盘和滚筒的结构示意图；

图6为图1所示的掘进机上收集器部分的结构示意图。

附图标记对照表：

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。

本发明提供的掘进机主要用于煤炭开采工艺中，在采煤巷道中进行全断面开采，也可称之为全断面掘进机。

如图1-3所示，本发明提供的掘进机包括机架1、刀盘3、滚筒4、用于驱动刀盘3运转的主传动箱2和用于驱动滚筒4运转的副传动箱5，其中主传动箱2设置在机架1上，主传动箱2与机架1之间连接有给进油缸22，刀盘3与主传动箱2的输出端连接，滚筒4与刀盘3位于机架1的同一端，滚筒4与副传动箱5的输出端连接。

上述滚筒4与机架1之间还设置有用于推动滚筒4移动的推动构件，该推动构件包括驱动马达53、蜗杆54、蜗轮56和丝杠55，丝杠55的一端连接在机架1的回转座12上，蜗轮56轴向配合在丝杠55上，副传动箱5通过螺旋传动套57连接在丝杠55上，驱动马达53设置在副传动箱5上，蜗杆54与驱动马达53的输出端连接，蜗轮56与蜗杆54相啮合在一起。

该掘进机其通过刀盘3和滚筒4进行切割掘进。刀盘3通过主传动箱2内的主电机驱动，滚筒4通过副传动箱5内的副电机驱动。主传动箱2安装在机架1上，并且在其后端连接有给进油缸22，通过给进油缸22推动主传动箱2，并带动刀盘3沿着掘进机的轴向方向给进，实现刀盘3截割的给进运动。

滚筒4与副传动箱5的输出端连接，通过副传动箱5内的副电机驱动旋转，实现滚筒4的截割主运动。滚筒4与机架1之间还设置有用于推动滚筒4前后移动的推动构件。

上述推动构件包括驱动马达53、蜗杆54、蜗轮56和丝杠55。机架1与滚筒4相接的一侧设置有回转座12，丝杠55的一端连接在回转座12内。驱动马达53设置在副传动箱5，其输出端连接有蜗杆54。蜗轮56轴向定位配合在丝杠55上，副传动箱5通过螺旋传动套57连接在丝杠55上，蜗杆54与蜗轮56啮合在一起，滚筒4连接在副传动箱5的输出端上。

由此，在驱动马达53工作时，蜗杆54带动蜗轮56转动。蜗轮56定位在55上，副传动箱5通过螺旋传动套57连接在丝杠55上，蜗轮56与蜗杆54配合，推动驱动马达53并带动副传动箱5、滚筒4沿着丝杠55所在的方向滑动，从而实现滚筒4截割给进运动。

在副传动箱5上还设置有导向杆58，导向杆58的一端与机架1连接，其另一端通过轴承与副传动箱5连接，便于对副传动箱5给进运动提供导向作用。

该掘进机的机架1上设置有两个在水平方向排列的刀盘3和两个在垂直方向排列的滚筒4。

由此，该掘进机通过刀盘3和滚筒4实现截割掘进，可以适用于不同的巷道中，能够在巷道全断面上进行截割工作，提高了工作效率。

如图1和图4所示，主传动箱2包括主电机21、传动齿轮组24和星形轮架25，传动齿轮组24通过轴承组件定位在主传动箱2内，传动齿轮组25的输入端与主电机21的输出端23连接，星形轮架25连接在传动齿轮组24的输出端上，刀盘3连接在星形轮架25上。

上述传动齿轮组24可以包括多个啮合在一起的齿轮，以实现转向、变速功能。上述传动齿轮组24通过轴承组件定位在主齿轮箱2内。传动齿轮组24的输入端与主电机21的输出端23连接，其输出端上连接有星形轮架25，刀盘3安装在星形轮架25上。由此，主电机21的扭矩顺次通过传动齿轮组24、星形轮架25传递至刀盘3，带动刀盘3旋转。

上述主传动箱2可以设置两套主电机21、传动齿轮组24和星形轮架25，以分别驱动两个刀盘3运转。

如图5所示，刀盘3包括与主传动箱2的输出端连接的基盘31和以基盘31为中心呈放射性布置的三个齿盘32。基盘31用于与主传动箱2的输出端，即星形轮架25连接，由星形轮架25带动基盘31和三个齿盘32旋转工作。为了更好地实现截割功能，基盘31和三个齿盘32前端面上均设置有齿盘截齿组件33。

刀盘3由端齿盘、主齿盘、主齿盘座、传动丝杠、端齿盘座等组成。端齿盘与端齿盘座定位连接、主齿盘与主齿盘座定位连接，传动丝杠与端齿盘座轴向螺纹连接，可通过旋转传动丝杠，将端齿盘座收进主齿盘座中，实现刀盘3的径向直径的调整。

如图2-3所示，副传动箱5包括副电机51和副传动齿轮组52，副传动齿轮组52的输入端与副电机51的输出端连接，副传动齿轮组52的输出端与滚筒4的滚筒传动轴组件41相连接，滚筒传动轴41组件通过连接套组件42与滚筒4连接在一起。

上述副传动齿轮组52可以包括多个啮合在一起的齿轮，以实现转向、变速功能。上述副传动齿轮组52通过轴承连接套组件定位在副传动箱5内。副电机51的输出端与副传动齿轮组52的输入端连接，副传动齿轮组52的输出端与滚筒传动轴组件41，滚筒传动轴41组件通过连接套组件42与滚筒4连接。由此，副电机51的扭矩可顺次通过副传动齿轮组52和滚筒传动轴组件41传递至滚筒4，实现滚筒4切割主运动。

滚筒4包括端滚筒、主滚筒和中间滚筒，相应地滚筒传动轴41包括主传动轴、中间传动轴和端传动轴。副电机51通过副传动箱5内的副齿轮传动组52以及主连接套，将动力传递给主传动轴、中间传动轴，再通过主传动轴传给端传动轴，驱动端滚筒、主滚筒和中间滚筒旋转，实现滚筒4截割运动。

上述副传动箱5内可设置两套副电机51和副传动齿轮组52，以分别驱动两个滚筒4工作。

如图1所示，机架1上设置有锚杆机6，锚杆机6包括钻箱61、钻臂62、立柱65、钻进油缸63和调向油缸66，钻箱61与钻臂62连接，钻臂62与立柱65上的导轨连接，钻臂62能够沿着导轨升降移动，钻进油缸63的底端连接在立柱65上，钻进油缸63的输出端与钻臂62连接，立柱65的底端铰接在机架1上，调向油缸66的输出端铰接在立柱65上，调向油缸66的底端铰接在机架1上。

立柱65上连接有液压支护件64。钻进油缸63带动钻臂62沿着立柱65上的导轨移动，以根据需要进行工作。调向油缸66的输出端与立柱65铰接，调向油缸66的底端和立柱65的底端分别铰接在机架1上，由此，调向油缸66可以驱动立柱65根据需要转动调向，立柱65带动液压支护件64、钻进油缸63、钻臂62、钻箱61整体转动调向，进行钻孔打入锚杆，对巷道进行锚固。

由此，该掘进机可以实现掘进与锚固同时作业，减少了辅助作业时间，提高了工作效率。

如图1所示，机架1的下方设置有液压行走履带9，液压行走履带9包括驱动轮91、履带94、从动轮92和液压动作筒93，驱动轮91与设置在机架1下方的履带驱动电机的输出端连接，履带94套在两个驱动轮91上，从动轮92和液压动作筒93位于履带94形成的空间内，液压动作筒93与所述机架1相接，液压动作筒93的下端从动轮92相接，从动轮92布置在下部的履带94上。

上述驱动轮91由履带驱动电机驱动，驱动轮91转动，并带动从动轮92转动，液压动作筒93设置在从动轮92上，其可以根据地面的情况上下浮动，以使得从动轮92通过履带94随地面的起伏回转运动，使履带94充分与地面接触，减少对地面的压力。

液压行走履带9包括驱动轮91、履带94、液压动作筒93、从动轮92、履带驱动电机等组成。液压动作筒93与机架1连接，履带驱动电机通过行走减速器、驱动轴与驱动轮91连接，履带94与驱动轮91啮合，从动轮92在履带94上浮动。与液压动作筒93连接的驱动轮91和从动轮92通过履带94随地面的起伏回转运动，使履带94充分与地面接触，减少对地面的压力。

如图1所示，机架1上还设置有通风机装置7，通风机装置7包括通风机71和可伸缩风筒73，通风机71通过通风机支座72连接在机架1上，可伸缩风筒73通过风筒支座74连接在机架1上，通风机71与可伸缩风筒73连接，实现掘进工作面跟进通风。

如图1和图6所示，机架1上还设置有收集器8，收集器8包括位于机架1前端部的铲板81、耙爪87、运输槽82、刮板链85、链轮86和驱动耙爪87运转的耙爪驱动电机88，耙爪驱动电机88设置在铲板81内，耙爪87通过齿轮传动组件89与耙爪驱动电机88的输出端连接，铲板81通过浮动油缸83连接在机架上，运输槽82与铲板81连接，运输槽82通过销轴84连接在机架1上，刮板链85和链轮86设置在运输槽82内，刮板链85和链轮86啮合在一起，链轮86由耙爪驱动电机88驱动运转。

收集器8由铲板81、耙爪87、耙爪驱动电机88、齿轮传动组件89、浮动油缸83、运输槽82、刮板链85、链轮86等组成。铲板81和运输草82连接，并通过销轴84与机架1连接在一起。齿轮传动组件89装在铲板81内，耙爪驱动电机88的输出轴与齿轮传动组件89连接，齿轮传动组件89的输出端与耙爪87连接，耙爪87连接放置于铲板81上。耙爪87由耙爪驱动电机88驱动旋转，用以收集物料。浮动油缸84一端与铲板81连接，另一端与机架1连接，刮板链85与链轮86啮合并放置于运输槽82中，齿轮传动组件89输出轴与链轮86连接。耙爪驱动电机88通过齿轮传动组件89将动力传动到耙爪87和链轮86，实现装料运输。具体地，物料可经铲板81，通过刮板链85运输。

如图1所示，机架1上还设置有用于掘进工作面除尘的除尘器11。机架1上还设置有用于控制掘进机掘进、行走、装运、锚固的集中控制系统10。除尘器11可为普通的除尘器安装在机架1上，较佳地安装在机架1的前端部。集中控制系统10为无线远程操控系统，其由远程无线控制器、掘进机定位信息接收系统、全站仪、掘进机控制系统、掘进机掘进和行走执行机构等组成。通过井下定位系统，接收GPS信号，并由远程无线控制器控制掘进机执行工作，实现了根据巷道设计路线远距离无线操控掘进机掘进，实现了高效安全生产。

根据需要，可以将上述各技术方案进行结合，以达到最佳技术效果。

该掘进机由机架1、主传动箱2、刀盘3、滚筒4、副传动箱5、锚杆机6、通风机7、收集器8、液压行走履带9、集中控制系统10、除尘器11、液压支承器等12个部件组成，各部分根据需要安装在机架上不同或相同的位置，各部分相互独立工作，不受干扰。其可以实现煤矿大断面煤巷一次成型掘进，月掘进进尺达4000米以上，改变传统了的掘进工艺，去除辅助作业。该掘进机可以掘进和锚固同时进行，更专业化。其掘进、行走、装运、锚固等通过集中控制系统进行遥控控制，可实现远距离遥控和智能化作业，降低工人的劳动强度，提供更安全的工作环境，显著地提高掘进效率。

以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种掘进机，其特征在于，包括机架、刀盘、滚筒、用于驱动所述刀盘运转的主传动箱和用于驱动所述滚筒运转的副传动箱，

其中所述主传动箱设置在所述机架上，所述主传动箱与所述机架之间连接有给进油缸，所述刀盘与所述主传动箱的输出端连接，所述滚筒与所述刀盘位于所述机架的同一端，所述滚筒与所述副传动箱的输出端连接，

所述滚筒与所述机架之间还设置有用于推动所述滚筒移动的推动构件，所述推动构件包括驱动马达、蜗杆、蜗轮和丝杠，所述丝杠的一端连接在所述机架的回转座上，所述蜗轮轴向配合在所述丝杠上，所述副传动箱通过螺旋传动套连接在所述丝杠上，所述驱动马达设置在所述副传动箱上，所述蜗杆与所述驱动马达的输出端连接，所述蜗轮与所述蜗杆相啮合在一起。

2.根据权利要求1所述的一种掘进机，其特征在于，所述主传动箱包括主电机、传动齿轮组和星形轮架，所述传动齿轮组通过轴承组件定位在所述主传动箱内，所述传动齿轮组的输入端与所述主电机的输出端连接，所述星形轮架连接在所述传动齿轮组的输出端上，所述刀盘连接在所述星形轮架上。

3.根据权利要求1所述的一种掘进机，其特征在于，所述刀盘包括与所述主传动箱的输出端连接的基盘和以所述基盘为中心呈放射性布置的三个齿盘。

4.根据权利要求1所述的一种掘进机，其特征在于，所述副传动箱包括副电机和副传动齿轮组，

所述副传动齿轮组的输入端与所述副电机的输出端连接，所述副传动齿轮组的输出端与所述滚筒的滚筒传动轴组件相连接，所述滚筒传动轴组件通过连接套组件与所述滚筒连接在一起。

5.根据权利要求1所述的一种掘进机，其特征在于，所述机架上设置有锚杆机，所述锚杆机包括钻箱、钻臂、立柱、钻进油缸和调向油缸，

所述钻箱与所述钻臂连接，所述钻臂与所述立柱上的导轨连接，所述钻臂能够沿着所述导轨升降移动，所述钻进油缸的底端连接在所述立柱上，所述钻进油缸的输出端与所述钻臂连接，所述立柱的底端铰接在所述机架上，所述调向油缸的输出端铰接在所述立柱上，所述调向油缸的底端铰接在所述机架上。

6.根据权利要求1所述的一种掘进机，其特征在于，所述机架的下方设置有液压行走履带，所述液压行走履带包括驱动轮、履带、从动轮和液压动作筒，

所述驱动轮与设置在所述机架下方的履带驱动电机的输出端连接，所述履带套在两个所述驱动轮上，所述从动轮和所述液压动作筒位于所述履带形成的空间内，所述液压动作筒与机架相接，所述液压动作筒的下端与所述从动轮相接，所述从动轮布置在下部的所述履带上。

7.根据权利要求1所述的一种掘进机，其特征在于，所述机架上还设置有通风机装置，所述通风机装置包括通风机和可伸缩风筒，所述通风机通过通风机支座连接在所述机架上，所述可伸缩风筒通过风筒支座连接在所述机架上，所述通风机与所述可伸缩风筒连接。

8.根据权利要求1所述的一种掘进机，其特征在于，所述机架上还设置有收集器，所述收集器包括位于所述机架前端部的铲板、耙爪、运输槽、刮板链、链轮和驱动所述耙爪运转的耙爪驱动电机，

所述耙爪驱动电机设置在所述铲板内，所述耙爪通过齿轮传动组件与所述耙爪驱动电机的输出端连接，

所述铲板通过浮动油缸连接在所述机架上，

所述运输槽与所述铲板连接，所述运输槽通过销轴连接在所述机架上，所述刮板链和所述链轮设置在所述运输槽内，所述刮板链与所述链轮啮合在一起，所述链轮由所述耙爪驱动电机驱动运转。

9.根据权利要求1所述的一种掘进机，其特征在于，所述机架上还设置有用于掘进工作面除尘的除尘器。

10.根据权利要求1所述的一种掘进机，其特征在于，所述机架上设置有用于控制掘进机掘进、行走、装运、锚固的集中控制系统。