CN105545306B - 开山凿岩隧道劈石机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及开山凿岩隧道劈石机，属于劈石机技术领域；提供一种解决野外作业中无电、无动力的问题，实现机电液一体化，省人工、高效率、安全环保的开山凿岩隧道劈石机；包括底盘、大臂、小臂、主机体和液压系统，所述底盘、大臂和小臂依次转动联接，所述小臂通过角度调节装置与主机体联接，所述主机体包括推移油缸组、齿轮箱、钻杆、钻头、劈裂器和推进滑道，所述推移油缸组有三个，第一推移油缸组通过万向联轴器与齿轮箱联接，所述第二推移油缸组和第三推移油缸组均分别通过万向联轴器与劈裂器联接，所述液压系统包括液压马达、两个溢流阀、六个电磁换向阀、高压油泵和压力表；本发明主要应用在开山凿岩隧道方面。

Description

开山凿岩隧道劈石机

技术领域

本发明涉及开山凿岩隧道劈石机，属于劈石机技术领域。

背景技术

随着国民经济的快速发展和国家对矿产资源需求的日益增大，岩石工程和采矿工程工作的重要性日益突出。在传统的岩石和矿山开采中，无论是露天开采还是地下开采，最基础的工作就是把岩石从岩体中破碎出来。目前大多数开采均采用打眼放炮、混凝土膨胀和使用破碎锤等方法。出于我国经济的发展、环保及施工人员的安全等方面的考虑，加之爆破药等成本的日益飞涨和审批爆破手续也非常麻烦，再加上爆破方法对山体产生的地质灾害等因素，这些就造成了传统方法的社会问题与日俱增，非爆破劈石机应运而生。

例如，公开号为CN201297173Y的专利公开了一种非爆破采矿和掘进用岩石分裂机，属采矿和掘进设备，其特征是在机体中，沿长度方向均布开设竖向盲孔，在各盲孔中固定安装活塞套，在各活塞套内均开设下段直径大，上段直径小的台阶式通孔，在各个台阶式通孔中配装带杆塞，在机体和活塞之间以及活塞、活塞杆和活塞套之间均开槽安装超高压密封圈，活塞两面的进油腔和回油腔，由进、回油通道与外设油源相接。但该专利中所述的密封都是采用密封圈密封，活塞套在运动过程中磨损密封圈，则会导致液压油从活塞套的密封圈处泄漏。

公开号为CN204646238U的专利采用非爆破采矿和掘进用岩石分裂机将岩石劈裂，是通过钻孔设备在劈裂的岩石上钻削加工出预埋劈裂机的圆柱空腔，再往劈裂棒内供给液压油，通过活塞杆的端面对空腔曲面内壁施力，达到劈裂岩石的效果。但在实际操作中出现了很多功能性缺陷，如活塞行程短，油腔内无倒角、油缸无防尘设施、无钻孔设备导致二次作业、离不开三相电源、安全系数不高、产能低和费时费力效率低下等。

因此，有必要对现有技术进行改进。

发明内容

为了克服现有技术中所存在的不足，提供一种解决野外作业中无电、无动力的问题，实现机电液一体化，省人工、高效率、安全环保的开山凿岩隧道劈石机。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

开山凿岩隧道劈石机，包括底盘、大臂、小臂、主机体和液压系统，所述底盘、大臂和小臂依次转动联接，所述小臂通过角度调节装置与主机体联接，所述主机体包括推移油缸组、齿轮箱、钻杆、钻头、劈裂器和推进滑道，所述推移油缸组有三个，分别为第一推移油缸组、第二推移油缸组和第三推移油缸组，所述第二推移油缸组和第三推移油缸组关于第一推移油缸组对称设置，且第二推移油缸组和第三推移油缸组设于主机体的内部两侧，所述第一推移油缸组通过齿轮箱与钻杆联接，所述钻杆与钻头联接，所述钻头设于主机体外侧，所述第二推移油缸组和第三推移油缸组均分别与劈裂器联接，所述第一推移油缸组、第二推移油缸组、第三推移油缸组、齿轮箱、劈裂器均与推进滑道滑动联接，所述推进滑道与主机体固定。

所述第一推移油缸组通过万向联轴器与齿轮箱联接，所述第二推移油缸组和第三推移油缸组均分别通过万向联轴器与劈裂器联接。

所述第一推移油缸组、第二推移油缸组、第三推移油缸组底部均通过油缸底座与推进滑道联接。

所述钻杆通过导向套与推进滑道联接。

所述劈裂器头部镶嵌有影像探头。

所述主机体前端设有定位铁和喷雾嘴，所述喷雾嘴有两个，且对称设置。

所述齿轮箱上设置有钻杆连接套、滑道连接块和进气接头，所述齿轮箱通过钻杆连接套与钻杆联接，通过滑道连接块与推进滑道联接。所述进气接头的作用主要是在钻头高速钻孔过程中实现同步排屑的功能。

所述推进滑道上还设置有限位开关，用于控制第一推移油缸组、第二推移油缸组和第三推移油缸组。

所述液压系统包括液压马达、第一溢流阀、第一电磁换向阀、第二电磁换向阀、第三电磁换向阀、第四电磁换向阀、第五电磁换向阀、第六电磁换向阀、高压油泵、压力表和第二溢流阀，所述液压马达与第一液压油箱、第一溢流阀、第一电磁换向阀、第二电磁换向阀、第三电磁换向阀、第四电磁换向阀和第五电磁换向阀分别连接，所述第一电磁换向阀与第一推移油缸组连接，所述第二电磁换向阀与钻杆液压马达连接，所述第三电磁换向阀与空压机液压马达连接，所述第四电磁换向阀与第二推移油缸组和第三推移油缸组分别连接，第五电磁换向阀与劈裂器液压马达连接，所述劈裂器液压马达与高压油泵连接，所述高压油泵与第二液压油箱、第二溢流阀和第六电磁换向阀连接，所述第二溢流阀与压力表连接，所述第六电磁换向 阀与两个劈裂器连接。

所述主机体外部包覆有防尘罩，所述定位铁和喷雾嘴设置于防尘罩上。

与现有技术相比本发明所具有的有益效果为：

本发明包括活塞式伸缩油缸系统、液压钻孔和劈石系统、钻孔定位系统和单人驾驶操作系统，通过挖掘机的液压系统供油带动马达运转，马达再带动柱塞泵，再由柱塞泵带动扩张油缸的液压系统，诸如溢流阀、换向阀和电磁阀等部件。换向阀推动油缸带动齿轮箱，齿轮箱的动力来自液压马达动力，再将动力传给钻杆，将岩石打孔，较好地解决了野外施工作业无电、无动力的难题；将钻孔和劈石形成机电液一体化操作，方便灵活，提高了生产效率，产能比现有提高5-8倍以上；巧妙地将PLC系统应用于该发明，将钻孔、吹屑、回位、劈石、定位等作业过程连贯于一体，大大地降低了人工数量和成本支出；改进以往采石掘进方法，将两个扩张油缸分别装配影像探头，由动力油缸推动扩张油缸将岩石劈裂。整机采用PRC实现行程控制，整个凿岩劈石操作过程由一人在挖掘机驾驶室内通过自主研发的PLC实现，大大地提高了作业效率和人工安全；主机体实施全封闭措施，大大降低了施工作业过程中产生的巨大噪音，而且在钻头钻孔过程中同时启动喷雾装置降低了作业过程中的粉尘污染，从而实现环保要求。

附图说明

下面通过附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为本发明的结构示意图；

图2是本发明的主机体主视剖视图；

图3是本发明的主机体俯视剖视图；

图4是本发明的齿轮箱结构示意图；

图5是本发明的液压控制系统图。

图中：1为底盘、2为大臂、3为小臂、4为主机体、5为角度调节装置、6为齿轮箱、7为钻杆、8为钻头、9为劈裂器、10为推进滑道、11为第一推移油缸组、12为第二推移油缸组、13为第三推移油缸组、14为万向联轴器、15为油缸底座、16为导向套、17为影像探头、18为定位铁、19为喷雾嘴、20为液压马达、21为第一溢流阀、22为第一电磁换向阀、23为第二电磁换向阀、24为第三电磁换向阀、25为第四电磁换向阀、26为第五电磁换向阀、27为第六电磁换向阀、28为高压油泵、29为压力表、30为第二溢流阀、31为第一液压油箱、32为钻杆液压马达、33为空压机液压马达、34为劈裂器液压马达、35为第二液压油箱、36为限位开关、37为防尘罩、61为钻杆连接套、62为滑道连接块、63为进气接头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

如图1到图5所示，底盘1为挖掘机时，挖掘机液压系统的任何一条液压油路通过液压马达20给本发明提供动力，一改以往液压系统依赖电力启动的原理，液压马达20启动后，带动柱塞泵运转，本发明开山凿岩隧道劈石机启动。

开山凿岩隧道劈石机启动后，通过第一溢流阀21启动电气系统，同时带动第一电磁换向阀22、第二电磁换向阀23、第三电磁换向阀24、第四电磁换向阀25和第五电磁换向阀26同步工作。第一电磁换向阀22带动第一推移油缸组11工作，第二电磁换向阀23带动钻杆液压马达32工作，第三电磁换向阀24带动空压机液压马达33工作。钻孔和排屑工作同时启动。

钻孔工作完成后，PLC给到位信号，第一推移油缸组11开始回程，空压机液压马达33停止工作，待第一推移油缸组11碰到限位开关36后，挖掘机（钩机）的旋转油缸推动挖掘机（钩机）转向，转向定位到行程L米后重复钻孔工作行程。

钻孔工作再次完成后，PLC给到位信号，第一推移油缸组11开始回程，空压机液压马达33停止工作，待第一推移油缸组11碰到限位开关36后，挖掘机（钩机）的驾驶室得到回程旋转信号，旋转行程到L/2米后，机体的影像探头17同时启动，两个空孔精准定位后，将信号给到第四电磁换向阀25，第二推移油缸组12和第三推移油缸组13开始工作。

第二推移油缸组12和第三推移油缸组13工作行程到达指定位置后，信号给限位开关36后，第四电磁换向阀25关闭，同时第五电磁换向阀26启动，劈裂器液压马达34启动，带动高压油泵28通过第二溢流阀30转换到第六电磁换向阀27，开始劈裂工作。

当压力表29峰值达到额定值时劈裂工作完成，同时信号给第六电磁换向阀27后，第六电磁换向阀27、高压油泵28、第二溢流阀30、劈裂器液压马达34全部停止工作，启动劈裂器9回程，回程到位压力表29无工作压力值时关闭挖掘机（钩机）的液压马达20，整个劈裂工作流程结束，然后进行下一个工作流程。

Claims (9)

1.开山凿岩隧道劈石机，其特征在于：包括底盘（1）、大臂（2）、小臂（3）、主机体（4）和液压系统，所述底盘（1）、大臂（2）和小臂（3）依次转动联接，所述小臂（3）通过角度调节装置（5）与主机体（4）联接，所述主机体（4）包括推移油缸组、齿轮箱（6）、钻杆（7）、钻头（8）、劈裂器（9）和推进滑道（10），所述推移油缸组有三个，分别为第一推移油缸组（11）、第二推移油缸组（12）和第三推移油缸组（13），所述第二推移油缸组（12）和第三推移油缸组（13）关于第一推移油缸组（11）对称设置，且第二推移油缸组（12）和第三推移油缸组（13）设于主机体（4）的内部两侧，所述第一推移油缸组（11）通过齿轮箱（6）与钻杆（7）联接，所述钻杆（7）与钻头（8）联接，所述钻头（8）设于主机体（4）外侧，所述第二推移油缸组（12）和第三推移油缸组（13）均分别与劈裂器（9）联接，所述第一推移油缸组（11）、第二推移油缸组（12）、第三推移油缸组（13）、齿轮箱（6）、劈裂器（9）均与推进滑道（10）滑动联接，所述推进滑道（10）与主机体（4）固定；

所述液压系统包括液压马达（20）、第一溢流阀（21）、第一电磁换向阀（22）、第二电磁换向阀（23）、第三电磁换向阀（24）、第四电磁换向阀（25）、第五电磁换向阀（26）、第六电磁换向阀（27）、高压油泵（28）、压力表（29）和第二溢流阀（30），所述液压马达（20）与第一液压油箱（31）、第一溢流阀（21）、第一电磁换向阀（22）、第二电磁换向阀（23）、第三电磁换向阀（24）、第四电磁换向阀（25）和第五电磁换向阀（26）分别连接，所述第一电磁换向阀（22）与第一推移油缸组（11）连接，所述第二电磁换向阀（23）与钻杆液压马达（32）连接，所述第三电磁换向阀（24）与空压机液压马达（33）连接，所述第四电磁换向阀（25）与第二推移油缸组（12）和第三推移油缸组（13）分别连接，第五电磁换向阀（26）与劈裂器液压马达（34）连接，所述劈裂器液压马达（34）与高压油泵（28）连接，所述高压油泵（28）与第二液压油箱（35）、第二溢流阀（30）和第六电磁换向阀（27）连接，所述第二溢流阀（30）与压力表（29）连接，所述第六电磁换向 阀（27）与两个劈裂器（9）连接。

2.根据权利要求1所述的开山凿岩隧道劈石机，其特征在于：所述第一推移油缸组（11）通过万向联轴器（14）与齿轮箱（6）联接，所述第二推移油缸组（12）和第三推移油缸组（13）均分别通过万向联轴器（14）与劈裂器（9）联接。

3.根据权利要求1所述的开山凿岩隧道劈石机，其特征在于：所述第一推移油缸组（11）、第二推移油缸组（12）、第三推移油缸组（13）底部均通过油缸底座（15）与推进滑道（10）联接。

4.根据权利要求1所述的开山凿岩隧道劈石机，其特征在于：所述钻杆（7）通过导向套（16）与推进滑道（10）联接。

5.根据权利要求1所述的开山凿岩隧道劈石机，其特征在于：所述劈裂器（9）头部镶嵌有影像探头（17）。

6.根据权利要求1所述的开山凿岩隧道劈石机，其特征在于：所述主机体（4）前端设有定位铁（18）和喷雾嘴（19），所述喷雾嘴（19）有两个，且对称设置。

7.根据权利要求1所述的开山凿岩隧道劈石机，其特征在于：所述齿轮箱（6）上设置有钻杆连接套（61）、滑道连接块（62）和进气接头（63），所述齿轮箱（6）通过钻杆连接套（61）与钻杆（7）联接，通过滑道连接块（62）与推进滑道（10）联接。

8.根据权利要求1所述的开山凿岩隧道劈石机，其特征在于：所述推进滑道（10）上还设置有限位开关（36），用于控制第一推移油缸组（11）、第二推移油缸组（12）和第三推移油缸组（13）。

9.根据权利要求6所述的开山凿岩隧道劈石机，其特征在于：所述主机体（4）外部包覆有防尘罩（37），所述定位铁（18）和喷雾嘴（19）设置于防尘罩（37）上。