CN1050428A

CN1050428A - 巷道掘进机

Info

Publication number: CN1050428A
Application number: CN 89107392
Authority: CN
Inventors: 威拉瑞·弗道诺维契·高尔布诺夫; 阿拉先德尔·弗道诺维契·埃乐; 阿拉先德尔·亚考夫莱维契·特凯陈考; 夫拉迪米尔·威莱瑞维契·阿仙奥夫; 夫拉迪米尔·德米特·维契娜高尔纳
Original assignee: INSTITUT UGLYA SIBIRSKOGO OTDELENIA AKADEMII NAUK SSSR
Current assignee: INSTITUT UGLYA SIBIRSKOGO OTDELENIA AKADEMII NAUK SSSR
Priority date: 1989-09-20
Filing date: 1989-09-20
Publication date: 1991-04-03

Abstract

掘进机包括由两个依次排列的头部(2)和尾部 (3)组成的圆柱形壳体(1)，头部(2)和尾部(3)通过其相对转动装置(4)相连。头、尾部相对转动装置(4)是差动行星齿轮装置，这一装置与尾部移动装置(16)、装运岩石装置(25)传动相连。头部(2)装有操作机构 (21)并在其外表面(m)上制作有螺面(22)。尾部(3) 装有防止其在岩石中转动的装置(23)。

Description

本发明涉及采矿业、建筑和运输，更具体地说，涉及巷道掘进机。

本发明最适用于掘进巷道、隧道、地沟、输煤井、整流装置和动力装置用坑道。

已有的巷道掘进机（SU，A，1229354）包括由两个依次排列的头部和尾部组成的圆柱形壳体，头部和尾部通过其相对转动装置相连，头部装有操作装置，在头部的外表面上制有螺面，而尾部装有防止其在岩石中转动的装置，这种巷道掘进机的尾部由两部分组成，第一部分是头部转动和移动的支点，而第二部分是尾部第一部分转动和移动的支点，在尾部的外表面制有螺面，头、尾部相对转动装置为两组双动液压千斤顶。第一组液压千斤顶用于头部相对于尾部的转动和轴向移动，第二组液压千斤顶用于尾部第一部分相对于尾部第二部分的转动和轴向移动，每个液压千斤顶是一个内部装有带杆活塞的液压缸，第一组液压千斤顶的各液压缸铰接在尾部第一部分的内表面上，而这些液压千斤顶的杆则铰接在头部的内表面上，第二组液压千斤顶的液压缸铰接在尾部第二部分的内表面上，而这些液压千斤顶的杆则铰接在尾部第一部分的内表面上，防止尾部转动装置为安装在尾部第一和第二部分的两组双动液压千斤顶，在尾部的每个部分各一组，这些液压千斤顶的液压缸铰接在尾部的内表面上，液压千斤顶的杆铰接在板片上。每个板片的一端铰接在尾部的内表面上，而它们的另一自由端穿过尾部的孔并与岩石接触，巷道掘进机中设有装运岩石装置，这一装置是径向于圆柱形壳体几何轴线安装的铲头，铲头刚性地固定在头部的操作装置上，除铲头外，装运岩石装置可安装任何已有型式的装运工具，例如小斗车。

在工作过程中，先是把液体供给防止尾部转动装置的液压千斤顶的液压缸的活塞膛。结果，这些液压千斤顶的杆推进并使板片移动，板片的自由端穿过尾部的孔并与岩石接触，这使尾部在岩石中占有固定位置。接着，把液体供给头、尾部相对转动装置的液压千斤顶的液压缸的活塞膛，以使头部相对于尾部第一部分转动。结果，这些液压千斤顶的杆推进，从而使头部相对于尾部转动，与此同时，头部沿圆柱形壳体的轴移动，这一移动是靠头部外表面上的螺面实现的。头部同时进行转动和轴向移动使操作装置得以采掘岩石，也就是说这一作业是生产性的，在头部下方分离的岩石由铲头铲起，而在头部上方的岩石则倒入装运工具，此处是倒入位于头部内部的小斗车，接着，把液体供给防止尾部在岩石中转动装置的第一组液压千斤顶的液压缸的杆膛，结果，尾部的第一部分脱离岩石中的固定位置，与此同时，把液体供给头、尾部相对转动装置的液压千斤顶的液压缸的活塞膛，以使尾部第一部分相对于其第二部分转动，结果，这些液压缸的杆推进，从而使尾部第一部分相对于其第二部分转动，与此同时，尾部第一部分在与掘进机头部接触前沿圆柱形壳体的轴移动，这一移动是靠尾部外表面上的螺面实现的。

在尾部第一部分脱离岩石中固定位置作业和尾部第一部分移动作业过程中，掘进机并不采掘岩石，因为这时头部是静止的，因而这些作业是辅助性的。接着，尾部的第二部分脱离岩石中固定位置，同时尾部的第一部分在岩石中定位。此后，尾部的第二部分在与尾部的第一部分接触前进行转动和轴向移动，在这些作业过程中，由于同样的原因，掘进机也不采掘岩石，因而这些作业也是辅助性的。

这种巷道掘进机的特点是生产效率低，这是由于掘进机工作的工艺周期由依次进行的生产性作业和辅助性作业构成，而且用于辅助性作业的时间比用于生产性作业的时间多几倍，此外，这种结构的掘进机拥有由四组液压千斤顶组成的液压系统，这种液压系统的使用、操作和修理都很复杂，只有一组液压千斤顶，即头、尾部相对转动液压千斤顶直接参与采掘岩石，其他三组液压千斤顶用于进行辅助作业。

本发明的基本任务是创造这样一种巷道掘进机，由于在结构上改变头、尾部相对转动装置及其与尾部移动装置、装运岩石装置的联系，从而能够提高生资效率，简化结构，便于操作和修理。

上述任务的解决方法是，巷道掘进机包括由两个依次排列的头部和尾部组成的圆柱形壳体，头部和尾部通过其相对转动装置相连接，头部装有操作装置，在头部的外表面上制有螺面，而尾部装有防止其在岩石中转动的装置，在这一巷道掘进机中，根据本发明，头、尾部相对转动装置是差动行星齿轮机构，这一机构的固定中心轮是在尾部内表面上制作的齿圈，齿圈与成对的行星齿轮的从动齿轮啮合，行星齿轮的主动齿轮与头部内表面上的、系从动中心轮的齿圈啮合，成对的行星齿轮与导动器相连，导动器是与圆柱形壳体同轴安装的环，这个环通过传动联系与发动机的轴相连，同时，掘进机装有同头、尾部相对转动装置传动联系的尾部移动装置和通过传动联系同头、尾部相对转动装置相连的装运岩石装置。

这种结构形式的头、尾部相对转动装置，即把头、尾部相对转动装置通过传动联系同尾部移动装置和装运岩石装置相连，可同时进行采掘岩石的生产性作业和尾部移动、装运岩石的辅助性作业，生产性和辅助性作业的同时进行，使这种结构的掘进和能够连续不断地采掘岩石，因而其生产效率高于已有的掘进机。

此外，上述形式的头、尾部相对转动装置还可免于使用带有复杂的液压操纵系统的大量液压千斤顶，从而简化了掘进机的构造，使之便于操作和修理。

适宜的是尾部移动装置是位于环的外表面周围的两列滚轮，每一个滚轮都可在固定于环的自己的轴上转动，这个轴的几何轴线垂直穿过圆柱形壳体的几何轴线，一列滚轮的侧面同头部齿圈的端面接触，而另一列滚轮的侧面同尾部齿圈的端面接触。

上述形式的尾部移动装置可保证同时进行尾部的轴向移动和头、尾部的相对转动，这可使采掘岩石作业和尾部移动作业同时进行，从而提高掘进机的生产效率。

理想的是，连接环和发动机轴的传动联系是装在轴上的、与齿圈啮合的齿轮，这一齿圈是在与环同轴并刚性地与环相连的环形构件的外表面上。

这种传动联系是最简单可靠的，而在这一传动联系中使用的齿轮啮合，具有很大的传动比。

适宜的是，装运岩石装置包括与环同轴的、可转动的管形构件，在这一构件邻近操作装置的一端固定有铲头，铲头通过传动联系与螺旋输送机的螺旋推进器相连，螺旋输送机的圆筒位于管形构件上并在螺旋输送机的铲头部位装有进料管。

理想的是连接装运岩石装置和头、尾部相对转动装置的传动联系是径向于圆柱形壳体的几何轴线安装的板片，每一板片的一端固定在环的端面上，而每一板片的另一端固定在管形构件的外表面上。

这种与头、尾部相对转动装置传动联系的装运岩石装置的构造形式，使有可能同时进行采掘岩石和装运岩石，这可提高掘进机的生产效率，铲头和螺旋输送机的螺旋推进器的传动联系，使有可能同时为螺旋输送机装载岩石和将岩石输送到掘进机外的装运工具上。

实行上述装运岩石装置和头、尾部相对转动装置的传动联系是最简单可靠的，可简化掘进机的结构。

此外，在这种传动联系的情况下，铲头和螺旋输送机的螺旋推进器的转动频率相当于头、尾部相对转动装置的环的转动频率，这一频率大大高于头部的转动频率。

铲头和头部的转动频率差改善了向螺旋输送机装载岩石的条件，从而排除了不理想地自头部装运岩石的可能，这样，也就排除了由此而引起的停机，因而提高了掘进机的生产效率。

同样适宜的是，连接铲头和螺旋输送机的螺旋推进器的传动联系是径向于圆柱形壳体的几何轴线安装的板片，每一板片的一端固定在螺旋输送机上，而每一板片的另一端固定在相应的铲头上。

按上述方法实行这一传动联系是简单可靠的，这可简化掘进机的结构。

适宜的是，防止尾部在岩石中转动的装置是径向于圆柱形壳体的几何轴线安装的梯形板片，梯形板片的大的底边固定在尾部的外表面上。

这种结构形式的防止尾部在岩石中转动装置能在掘进机同时轴向移动的情况下可靠地防止尾部在岩石中围绕圆柱形壳体的几何轴线转动，板片的形状可改善其进入岩石的条件。

下面，参照附图，通过详细描述本发明的实施来加以说明。附图有：

图1 表示按本发明实施的巷道掘进机的纵剖面图;

图2 表示图1的ㄇ-ㄇ剖面图;

图3 表示图1的A向视图。

下面列举在松软岩石中进行采掘时使用的巷道掘进机的实施方案。这种巷道掘进机包括由两个依次排列的头部2和尾部3构成的圆柱形壳体1（图1），头部2和尾部3通过其相对转动装置4彼此相连，头、尾部相对转动装置4是一个差动行星齿轮机构，这一行星齿轮机构的固定中心轮是尾部3内表面a上的齿圈5，齿圈5与成对的行星齿轮7的从动齿轮6啮合，成对的行星齿轮7的主动齿轮8与头部2内表面b上的齿圈9啮合，齿圈9是差动行星齿轮机构的从动中心轮，齿圈5和9有不同数量的齿，成对的行星齿轮7的运动通过导动器实现，导动器是与圆柱形壳体1同轴的环10，环10通过传动联系与发动机12的轴11相连，连接环10和发动机12的轴11的传动联系是安装在轴11上的齿轮13，齿轮13与齿圈14啮合，齿圈14在环形构件15的外表面c上，环形构件15与环10同轴并刚性地与其相连。

掘进机装有与头、尾部相对转动装置4传动联系的尾部移动装置16。尾部移动装置16是位于环10外表面d周围的两列滚轮17、18。一列的每一个滚轮17都可在固定于环10的自己的轴19上转动，轴19的几何轴线O₁-O₁垂直穿过圆柱形壳体1的几何轴线O₂-O₂。另一列的每一个滚轮18都可在固定于环10的自己的轴20上转动，轴20的几何轴线O₃-O₃垂直穿过圆柱形壳体1的几何轴线O₂-O₂，一列的滚轮17的侧面e同头部2的齿圈9的端面k接触，另一列的滚轮18的侧面f同尾部3的齿圈5的端面g接触。

头部2装有刀形操作机构21，在头部2的外表面m上有螺面22，尾部3装有防止其在岩石中转动的装置23，这一装置23制作成径向于圆柱形壳体1的几何轴线O₂-O₂的梯形板片24，梯形板片24的大底边固定在尾部3的外表面S上。

掘进机装有装运岩石装置25，这一装置25通过传动联系与头、尾部相对转动装置4相连，装运岩石装置25包括与环10同轴安装的，可转动的管形构件26，在这一构件26的邻近操作装置21的一端固定有铲头27，铲头27通过传动联系与螺旋输送机29的螺旋推进器28相连，连接铲头27和螺旋输送机29的螺旋推进器28的传动联系是径向于圆柱形壳体1的几何轴线O₂-O₂安装的板片30，每个板片30的一端30a固定在螺旋输送机29的螺旋推进器28上，每个板片30的另一端30b固定在相应的铲头27上，螺旋输送机29的圆筒31同轴地位于管形构件26上并在螺旋输送机29的铲头27部位装有进料管32。

连接装运岩石装置25和头、尾部2、3相对转动装置4的传动联系是径向于圆柱形壳体1的几何轴线O₂-O₂安装的板片33，每个板片33的一端33a固定在环10的端面1上，每个板片33的一端33b（图2）固定在管形构件26的外表面z上，螺旋输送机29的螺旋推进器28的一端28a（图1）可在轴套34（图1）中转动，轴套34同轴于圆柱形壳体1的轴线O₂-O₂，固定在操作机构21上，在另一轴套35中安装有管形构件26的一端26a，而轴套35本身的安装通过径向于圆柱形壳体1的轴线O₂-O₂的板片36（图3）使之同轴于圆柱形壳体1的轴线O₂-O₂，每个板片36的一端36a固定在尾部3的内表面a上（图1），每个板片36的一端36b（图3）固定在轴套35的圆柱形外表面t上（图1）。

巷道掘进机工作如下，先把掘进机或者安装在事先挖好的地槽中（在不深处工作时），或者安装在峒室（在地下条件工作时），之后，用岩石填平掘进机或用填料覆盖，然后，开动发动机12（图1），发动机12发出的扭转力矩由轴11传给齿轮13，扭转力矩再由齿轮13传给齿圈14和环形构件15，环形构件15开始转动。同环形构件15一起，环10开始转动，所有固定在环10上的构件，即成对的行星齿轮7和滚轮17、18围绕圆柱形壳体1的轴线O₂-O₂进行圆周运动，这时，成对的行星齿轮7的齿轮8转动头部2的齿圈9，而成对的行星齿轮7中的齿轮6转动尾部3的齿圈5，由于齿圈5和齿圈9的齿数不同，头部2和尾部3发生相对转动，由于头部2的转动，头部2靠其外表面m上的螺面22向前移动，这样，头部2在岩石中作前进转动运动，这一运动使之能采掘岩石，在采掘过程中操作机构21切下岩石的圆切屑，头部2和固定在头部2的齿圈9使固定在头、尾部相对转动装置4的环10上的滚轮17移动，环10把这一运动传给其他滚轮18，再由滚轮18传给尾部3的齿圈5，由于此头部2在岩石中移动时，使尾部3跟着移动，防止尾部在岩石中转动装置23的板片24不使尾部3转动。

与此同时，环10的转动通过板片33传给装运岩石装置25的管形构件26，转动由管形构件26传给铲头27，而由铲头27通过板片30传给螺旋输送机29的螺旋推进器28，被采掘的岩石由铲头27铲起并由铲头倒入进料管32，由进料管32进到螺旋输送机29的螺旋推进器28，螺旋输送机29的螺旋推进器28使被采掘的岩石沿圆柱形壳体1的轴线O₂-O₂向尾部3移动，并将其投入输送工具（附图上未示出）。

本发明最适用于掘进坑道、隧道、地沟、输煤井、整流装置和动力装置用坑道。

Claims

1、巷道掘进机包括由两个依次排列的头部(2)和尾部(3)组成的圆柱形壳体(1)，头部(2)和尾部(3)通过其相对转动装置(4)相连，关部(2)装有操作装置(21)并在其外表面(m)上制有螺面(22)，而尾部(3)装有防止其在岩石中转动的装置(23)，其特征是：头、尾部相对转动装置(4)是差动行星齿轮机构，这一机构的固定中心轮是在尾部(3)内表面(a)上制作的齿圈(5)，齿圈(5)与成对的行星齿轮(7)的从动齿轮(6)啮合，行星齿轮(7)的主动齿轮(8)与头部(2)内表面(b)上的、系从动中心轮的齿圈(9)啮合，成对的行星齿轮(7)与导动器相连，导动器是与圆柱形壳体(1)同轴安装的环(10)，环(10)通过传动联系与发动机(12)的轴(11)相连，同时掘进机装有同头、尾部相对转动装置(4)传动相连的尾部移动装置(16)和通过传动联系同头、尾相对转动装置(4)相连的装运岩石装置(25)。

2、根据权利要求1所述的巷道掘进机，其特征是：尾部移动装置（16）是位于环（10）的外表面（d）周围的两列滚轮（17、18），每个滚轮都可在固定于环（10）的自己的轴（19、20）上转动，轴（19、20）该几何轴线（O₁-O₁、O₃-O₃）垂直穿过圆柱形壳体（1）的几何轴线（O₂-O₂），一列滚轮（17）的侧面（e）同头部（2）的齿圈（9）的端面（k）接触。而另一列滚轮（18）的侧面（f）同尾部（3）的齿圈（5）的端面（g）接触。

3、根据权利要求1所述的巷道掘进机，其特征是：连接环（10）和发动机（12）的轴（11）的传动联系是安装在轴（11）上的齿轮（13），齿轮（13）与齿圈（14）啮合，齿圈（14）制作在环形构件（15）的外表面（c）上，环形构件（15）与环（10）同轴并刚性地与其相连。

4、根据权利要求1所述的巷道掘进机，其特征是：装运岩石装置（25）包括与环（10）同轴安装的、可转动的管形构件（26），在管形构件（26）邻近操作装置（21）的一端固定有铲头（27），铲头（27）通过传动联系与螺旋输送机（29）的螺旋推进器（28）相连，螺旋输送机（29）的圆筒（31）同轴地位于管形构件（26）上并在铲头（27）部位装有进料管（32）。

5、根据权利要求1所述的巷道掘进机，其特征是：连接装运岩石装置（25）和头、尾部相对转动装置（4）的传动联系是径向于圆柱形壳体（1）的几何轴线（O₂-O₂）安装的板片（33），每个板片（33）的一端（33a）固定在环（10）的端面（1）上，而每个板片（33）的另一端（33b）固定在管形构件（26）的外表面（z）上。

6、根据权利要求4所述的掘进机，其特征是：连接铲头（27）和螺旋输送机（29）的螺旋推进器（28）的传动联系是径向于圆柱形壳体（1）的几何轴线（O₂-O₂）安装的板片（30），每个板片（30）的一端（30a）固定在螺旋输送机（29）的螺旋推进器（28）上，而每个板片（30）的另一端（30b）固定在相应的铲头（27）上。

7、根据权利要求1所述的巷道掘进机，其特征是：防止尾部在岩石中转动装置（23）制作成径向于圆柱形壳体（1）的几何轴线（O₂-O₂）的梯形板片（24），梯形板片（24）的大底边固定在尾部（3）的外表面（s）上。