CN104612200B - 多功能掘进机 - Google Patents

Abstract

一种多功能掘进机，属于矿山机械的设计与制造技术领域，具体涉及一种多功能的掘进机。包括掘进机主体（1）、掘进机主体（1）下方的行走机构（2）、掘进机主体（1）中部的动力装置以及输送机构，其特征在于：所述的掘进机主体（1）前方设有可在水平面和竖直面内摆动的动臂（5），动臂（5）上安装有破碎硬层并将破碎后的物料送入输送机构的破碎头（4）。本发明的多功能掘进机适用范围广，工作效率高，耗能少，集破碎机、装载机、推土机于一体，一机多用。

Description

多功能掘进机

技术领域

多功能掘进机，属于矿山机械的设计与制造技术领域，具体涉及一种多功能的掘进机。

背景技术

在进行土石方工程、各种矿业的开采、隧道开挖、寒冷地区冻土层开挖等工作之前，必须要解决硬层的问题。使用传统的炸药爆破，必须经过建立炸药库、开路、钻孔、布药、点炮前停工、疏散人员、布置警戒线等一系列工作后才能爆破，炸不碎的还要解炮一系列的工艺才能装车。这样的生产操作生产效率不高，并且安全性也得不到保障。现有的掘进机在对硬层的破碎方面存在很大缺陷，如：适应范围比较小、破碎效率低、耗能高等问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种适应范围广、耗能少、工作效率高、一机多用的多功能掘进机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该多功能掘进机，包括掘进机主体、掘进机主体下方的行走机构、掘进机主体中部的动力装置以及输送机构，其特征在于：所述的掘进机主体前方设有可在水平面和竖直面内摆动的动臂，动臂上安装有破碎硬层并将破碎后的物料送入输送机构的破碎头。

优选的，所述的破碎头包括斗、斗上部的动力仓、动力仓下部的锤板以及通过钎杆安装在锤板下方的钎头，动力仓包括中部的破碎头液压缸以及两侧的气缸，破碎头液压缸的活塞杆为管状结构，活塞杆上设有快速回油阀，活塞杆下端与锤板固定连接，活塞杆内和锤板内设有推动快速回油阀打开和关闭的控制机构。

优选的，所述的输送机构包括用于接收破碎头送入的物料并输送给下级输送机构的一级输送机构，和用于接收一级输送机构输送的物料并装车的二级输送机构，二级输送机构前端设有水平摆动机构。

优选的，所述的一级输送机构前端铰接有铲料斗，铲料斗由液压缸推动上下摆动。

优选的，所述的水平摆动机构包括掘进机主体上的支撑架、竖直安装在支撑架上的输送机构转轴以及通过传动机构推动输送机构转轴转动的摆动机构液压缸，支撑架中部设有通孔，输送机构转轴上端穿过通孔并伸出，带动二级输送机构水平摆动。

优选的，所述的传动机构包括固定在支撑架上的齿轮箱、安装在齿轮箱内的齿轮以及推动齿轮转动的齿条，齿轮同轴安装在输送机构转轴上，齿条两端分别与摆动机构液压缸相连接。

优选的，所述的二级输送机构前端固定有旋转料斗，旋转料斗上部为半圆形，下部为底端向内的锥形。

优选的，所述的二级输送机构后端由液压缸推动上下摆动。

优选的，所述的二级输送机构后端铰接有放料槽，放料槽由液压缸推动上下摆动。

优选的，所述的掘进机主体的驾驶室前方安装有动臂转轴，所述的动臂铰接在动臂转轴上并由液压缸推动。

与现有技术相比，本发明的多功能掘进机所具有的有益效果是：

1、多功能掘进机的掘进机主体前方的动臂上安装有破碎头，对硬层的破碎效果好，还能用作挖斗将破碎后的物料送入输送机构，提高了多功能掘进机的工作效率，耗能少，多功能掘进机进行破碎，又能将物料装车，还能进行平土推土；动臂可在水平面和竖直面内摆动，使破碎头既能进行隧道挖掘等高处的硬层破碎，又能进行冻土层的开挖、矿业的开采等低处的硬层破碎，适应范围广。

2、破碎头液压缸的活塞杆内安装有快速回油阀，能够使破碎头液压缸内活塞下部腔体内的液压油快速流到上部腔体，解决了破碎头液压缸内的液压油排放不及时削弱气缸产生的冲击力的问题，极大地提高了能量利用率，增大了破碎头产生的冲击力，提高了破碎头的工作效率；控制机构使快速回油阀随着活塞杆的上下运动自动关闭与开启，使钎头能够实现每分钟180次的往复运动。

3、输送机构包括一级输送机构和二级输送机构，一级输送机构将物料输送给二级输送机构，二级输送机构将物料装车，使物料落入车厢时高度适中，避免损坏车厢；一级输送机构前端安装有铲料斗，既能辅助输送机构对多功能掘进机前方的物料进行装车，又能辅助破碎头进行平土推土。

4、水平摆动机构使二级输送机构能够在水平面内摆动，装车时方便调节；传动机构通过齿轮齿条副推动二级输送机构摆动，使二级输送机构在水平面内的摆动更加精确，避免在装车前的位置调整时撞坏车厢；二级输送机构前端的旋转料槽，使二级输送机构在水平面内摆动时更好的接收一级输送机构输送的物料，避免二级输送机构在摆动到一定角度时无法接收物料的问题。

5、二级输送机构后端由液压缸推动上下摆动，使二级输送机构在装车时能够根据车厢来调节后端的高度，避免因为二级输送机构的后端过高使物料损坏车厢的问题；二级输送机构后端的放料槽能够使物料在落入车厢时速度更慢，进一步的保护了车厢。

附图说明

图1为多功能掘进机的主视示意图。

图2为多功能掘进机的俯视半剖示意图。

图3传动机构的结构示意图。

图4图3中A-A方向的剖视示意图。

图5为破碎头的左视示意图。

图6为图3中B-B方向的剖视示意图。

图中：1、掘进机主体 101、驾驶室 2、行走机构 3、铲料斗 4、破碎头 401、斗 402、钎头 403、气弹簧 404、阀杆 405、回油口 406、推杆 407、破碎头液压缸 408、压力平衡接口 409、行程调节杆 410、气缸 411、分油孔 5、动臂 6、一级输送机构 7、二级输送机构 8、放料槽 9、输送机构转轴 10、旋转料斗 11、动臂转轴 12、齿条 13、轴承 14、支撑架 15、摆动机构液压缸 16、齿轮箱 17、齿轮。

具体实施方式

图1~4是本发明的最佳实施例，下面结合附图1~4对本发明做进一步说明。

一种多功能掘进机，包括掘进机主体1、掘进机主体1下方的行走机构2、掘进机主体1中部的动力装置以及输送机构，掘进机主体1前方设有可在水平面和竖直面内摆动的动臂5，动臂5上安装有破碎硬层并将破碎后的物料送入输送机构的破碎头4。动力装置带动多功能掘进机行走，并为多功能掘进机上的液压缸提供高压的液压油；输送机构将破碎头4破碎的物料进行输送、装车；破碎头4主要用于对硬层的破碎以及将物料送入输送机构。本发明的多功能掘进机工作效率高，耗能少，多功能掘进机进行破碎，又能将物料装车，还能进行平土推土；动臂5带动破碎头4在水平面和竖直面内摆动，使破碎头4既能进行隧道挖掘等高处的硬层破碎，又能进行冻土层的开挖、矿业的开采等低处的硬层破碎，适应范围广。

具体的：如图5~6所示：破碎头4的斗401为前部和下部敞口的壳体，斗401的顶部设有用于铰接在多功能掘进机动臂5上的耳环。斗401由合金钢浇铸而成。斗401既能作为破碎头4的安装总成，又能用作挖斗，将物料送入输送机构，使多功能掘进机实现了一机多用。

斗401的上部为动力仓，动力仓包括中部的破碎头液压缸407和两侧的气缸410，破碎头液压缸407和气缸410均竖直固定在斗401上。破碎头液压缸407的主要作用是带动锤板向上运动并压缩气缸410内的气体；气缸410的作用是产生冲击力，对硬层进行破碎。

破碎头液压缸407的活塞杆为管状，活塞杆上设有快速回油阀，快速回油阀能够使破碎头液压缸407内活塞下部腔体内的液压油快速流到上部腔体内，解决了破碎头液压缸407内的液压油排放不及时削弱气缸410产生的冲击力的问题。活塞杆下端与锤板采用钢珠连接固定，活塞杆内和锤板内设有推动快速回油阀打开和关闭的控制机构，控制机构使快速回油阀随着活塞杆的上下运动自动关闭与开启，使钎头402能够实现每分钟180次的往复运动。

快速回油阀包括活塞杆内的回油口405、活塞杆上的分油孔411以及安装在活塞杆内的阀杆404。破碎头液压缸407的活塞套在活塞杆外，将活塞杆分为上活塞杆和下活塞杆，回油口405位于上活塞杆和下活塞杆之间，上活塞杆和下活塞杆在靠近回油口405的一端分别均匀开有多个沿直径方向的分油孔411；破碎头液压缸407内活塞下腔内的液压油依次流经下活塞杆上的分油孔411、回油口405和上活塞杆上的分油孔411后快速流入活塞上部腔体内，解决了破碎头液压缸407内的液压油排放不及时削弱气缸410产生的冲击力的问题，极大地提高了能量利用率，使破碎头4耗能减少。阀杆404可上下滑动的安装在下活塞杆内，阀杆404的作用是将回油口405封闭与打开。

控制机构包括安装在上活塞杆内的推杆406以及安装在锤板内的气弹簧403。推杆406可上下滑动的安装在上活塞杆内，推杆406上端伸出，当活塞杆向上运动到行程上止点时，推杆406推动阀杆404将回油口405打开。锤板中部开有安装孔，气弹簧403安装在安装孔内，当活塞杆从行程下止点向行程上止点运动时，气弹簧403推动阀杆404将回油口405封闭，使活塞杆带动锤板向上运动，将锤板抬起并压缩气缸410内的气体。气弹簧403还可以更换为螺旋弹簧。

破碎头液压缸407顶端设有调节活塞杆行程的行程调节杆409，行程调节杆409通过螺纹连接固定在破碎头液压缸407顶部，行程调节杆409的作用是调节活塞杆的形成从而调节气缸410产生的冲击力的大小，调节方便。

破碎头液压缸407的右侧上部设有出油口，出油口的作用是使破碎头液压缸407腔体内的液压油回流到液压油箱内；破碎头液压缸407的左侧下部设有进油口，进油口的作用是使液压油进入到破碎头液压缸407的腔体内并推动活塞杆上升。

破碎头液压缸407的左右两侧分别固定有一个气缸410，气缸410为氮气气缸。两个气缸410的顶部分别设有一个冲气气咀，充气气咀用于向气缸410的内腔加入氮气。两个气缸410的顶部分别开有一个压力平衡接口408，并通过耐压管道相连通，使两个气缸410内的压强相同，产生的冲击力相等，避免了破碎头4工作时发生偏移，提高了工作精度。

气缸410的气缸活塞底端开有中心孔，顶杆顶端伸进中心孔内并固定；锤板上部开有孔，顶杆的下端伸进孔内并固定。气缸活塞与锤板通过顶杆固定连接，使气缸活塞和破碎头液压缸407的活塞杆同步运动，保证了钎头402每次往复运动产生的冲击力相同，提高了破碎头4工作的稳定性。

破碎头4既能安装在多功能掘进机上使用，还可以安装在普通挖掘机上使用。

如图1~2所示：多动能掘进机的掘进机主体1的前部为驾驶室101，后部为用于安装输送机构的安装架。驾驶室101前部安装有防护网，防护网能够防止破碎硬层造成的碎石飞溅对驾驶室101造成破坏。掘进机主体1和驾驶室101由厚钢板焊接而成，在挖掘隧道发生塌方时，能够保证操作人员的安全；驾驶室101内安装有氧气发生装置，能够为操作人员提供氧气，以等待救援。

行走机构2位于掘进机主体1的下方，行走机构2为履带式，大幅度的减少了路况对多功能掘进机的限制，提高了多功能掘进机在恶劣路况下的工作能力。

掘进机主体1上安装架和驾驶室101之间安装有动力装置，动力装置包括柴油发动机、高压油泵以及液压分配站，柴油发动机为行走机构2提供动力，并带动高压油泵工作，高压油泵通过液压分配站为多功能掘进机上的液压缸提供高压的液压油。掘进机主体1上还安装有柴油箱和液压油箱，柴油箱为柴油机提供工作时所需要的柴油，液压油箱为多功能掘进机上的液压缸提供液压油。

掘进机主体1前方设有竖向的动臂转轴11，动臂转轴11两端可转动的安装在掘进机主体1的驾驶室101中部，动臂5安装在动臂转轴11上。动臂5由液压缸推动能够在水平面和竖直面内摆动。动臂5包括大臂和小臂，大臂的一端铰接在动臂转轴11上，另一端与小臂的一端铰接，小臂的另一端与破碎头4铰接，增强了动臂5的灵活性。小臂由液压缸推动在竖直面内摆动。破碎头4由液压缸推动调节工作角度。动臂5均由液压缸推动，工作稳定、灵活性强，能够适应不同位置的工作面，适用范围广。

输送机构包括一级输送机构6和二级输送机构7。一级输送机构6前端固定在掘进机主体1前端下方，后端安装在掘进机主体1安装架上，一级输送机构6为前低后高的倾斜状。一级输送机构6为两侧带有挡板的输送带。一级输送机构6接收破碎头4送入的物料，并将物料输送给二级输送机构7。

一级输送机构6前端铰接有铲料斗3，铲料斗3两侧分别铰接有推动铲料斗3上下摆动，铲料斗3能够配合破碎头4将破碎后的物料送入一级输送机构6，还能进行平土推土。在工作结束时，铲料斗3前端能够抬起，将铲料斗3内的物料全部送入一级输送机构6。

二级输送机构7也是两侧带有挡板的输送带，二级输送机构7的前端固定有旋转料斗10，旋转料斗10上部为直径与二级输送机构7的宽度相等的半圆形，下部为底端向内凹的锥形。掘进机主体1后方的安装架上安装有水平摆动机构，水平摆动机构能够使二级输送机构7在水平面内摆动，方便将物料进行装车。旋转料斗10位于一级输送机构6的下方，在二级输送机构7摆动到不同角度时能更好的接收一级输送机构6输送的物料。

二级输送机构7后端铰接有推动二级输送机构7在竖直面内摆动的液压缸。二级输送机构7后端铰接有放料槽8，放料槽8由液压缸推动在竖直面内摆动。在多功能输送机工作时，二级输送机构7的后端和放料槽8根据车厢高度进行调节，避免物料装车时损坏车厢。

水平摆动机构包括固定在掘进机主体1上的支撑架14、安装在支撑架14上的输送机构转轴9以及推动输送机构转轴9上的摆动机构液压缸15。支撑架14包括底座和顶盖两部分，底座中部开有安装传动机构的槽，传动机构安装在槽内，摆动机构液压缸15通过传动机构推动输送机构转轴9转动并带动二级输送机构7在水平面内摆动。支撑架14中部开有通孔，输送机构转轴9顶端穿过通孔并伸出，输送机构转轴9通过轴承13安装在支撑架14上，旋转料斗10下部铰接在输送机构转轴9上端。

一级输送机构6和二级输送机构7的输送带通过液压马达推动，液压马达体积小、重量轻、对液压油的污染不敏感、耐冲击并且惯性小。

如图3~4所示：传动机构包括固定在支撑架14上的齿轮箱16、齿轮17和齿条12。齿轮箱16为一侧设有开口的圆盘，齿轮箱16固定在支撑架14上并与输送机构转轴9同轴。齿轮17通过键安装在输送机构转轴9位于齿轮箱16内部分，齿轮17与输送机构转轴9同轴。齿条12两端分别与摆动机构液压缸15铰接，并由摆动机构液压缸15推动左右摆动。齿条12在齿轮箱16的开口位置与齿轮17啮合，带动齿轮17转动。传动机构为齿轮齿条副，传动精确，避免在装车前的位置调整时撞坏车厢。

多功能掘进机在工作时，破碎头4对前方或地面的硬层进行破碎，并将破碎后的物料送入一级输送机构6，一级输送机构6将物料输送到顶端并落入旋转料斗10。物料落入旋转料斗10以后，再经二级输送机构7输送并装载到车厢内。工作完成后，将铲料斗3前端升起，使铲料斗3内的物料全部经输送机构装载到车厢内。铲料斗3还能辅助破碎头4进行平土推土的工作。多动能掘进机集破碎机、装载机、推土机的功能于一身，一机多用。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种多功能掘进机，包括掘进机主体（1）、掘进机主体（1）下方的行走机构（2）、掘进机主体（1）中部的动力装置以及输送机构，其特征在于：所述的掘进机主体（1）前方设有可在水平面和竖直面内摆动的动臂（5），动臂（5）上安装有破碎硬层并将破碎后的物料送入输送机构的破碎头（4）；

所述的输送机构包括用于接收破碎头（4）送入的物料并输送给下级输送机构的一级输送机构（6），和用于接收一级输送机构（6）输送的物料并装车的二级输送机构（7），二级输送机构（7）前端设有水平摆动机构；

所述的水平摆动机构包括掘进机主体（1）上的支撑架（14）、竖直安装在支撑架（14）上的输送机构转轴（9）以及通过传动机构推动输送机构转轴（9）转动的摆动机构液压缸（15），支撑架（14）中部设有通孔，输送机构转轴（9）上端穿过通孔并伸出，带动二级输送机构（7）水平摆动；

所述的破碎头（4）包括斗（401）、斗（401）上部的动力仓、动力仓下部的锤板以及通过钎杆安装在锤板下方的钎头（402），动力仓包括中部的破碎头液压缸（407）以及两侧的气缸（410），破碎头液压缸（407）的活塞杆为管状结构，活塞杆上设有快速回油阀，活塞杆下端与锤板固定连接，活塞杆内和锤板内设有推动快速回油阀打开和关闭的控制机构；快速回油阀包括活塞杆内的回油口（405）、活塞杆上的分油孔（411）以及活塞杆内的阀杆（404），破碎头液压缸（407）的活塞套在活塞杆外，将活塞杆分为上活塞杆和下活塞杆，回油口（405）设在上活塞杆和下活塞杆之间，分油孔（411）分别设在上活塞杆和下活塞杆靠近回油口（405）的一端，阀杆（404）可上下滑动的安装在下活塞杆内。

2.根据权利要求1所述的多功能掘进机，其特征在于：所述的一级输送机构（6）前端铰接有铲料斗（3），铲料斗（3）由液压缸推动上下摆动。

3.根据权利要求1所述的多功能掘进机，其特征在于：所述的传动机构包括固定在支撑架（14）上的齿轮箱（16）、安装在齿轮箱（16）内的齿轮（17）以及推动齿轮（17）转动的齿条（12），齿轮（17）同轴安装在输送机构转轴（9）上，齿条（12）两端分别与摆动机构液压缸（15）相连接。

4.根据权利要求1所述的多功能掘进机，其特征在于：所述的二级输送机构（7）前端固定有旋转料斗（10），旋转料斗（10）上部为半圆形，下部为底端向内的锥形。

5.根据权利要求1所述的多功能掘进机，其特征在于：所述的二级输送机构（7）后端由液压缸推动上下摆动。

6.根据权利要求1所述的多功能掘进机，其特征在于：所述的二级输送机构（7）后端铰接有放料槽（8），放料槽（8）由液压缸推动上下摆动。

7.根据权利要求1所述的多功能掘进机，其特征在于：所述的掘进机主体（1）的驾驶室（101）前方安装有动臂转轴（11），所述的动臂（5）铰接在动臂转轴（11）上并由液压缸推动。