CN106014435A - 一种高效快速岩巷掘进机 - Google Patents

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Abstract

本发明属于煤矿井下开拓设备技术领域，具体涉及一种高效快速岩巷掘进机。本发明的目的就是解决岩巷掘进效率低、巷道成型差、工人劳动强度大、安全隐患多的问题。本发明高效快速岩巷掘进机，包括行走部、铲板部、两个截割臂、伸缩部、机体部、操纵部、护板部、输送部、后支撑部、两个液压系统和电器系统十一部分组成，行走部设在机体部的下方，铲板部铰接于机体部前端，伸缩部设于机体部前上方中间位置，两个截割臂对称设于机体部前上方左右两侧，输送部设于机体部中间，后支撑部安装在机体部后面，两个液压系统对称设于机体部中部左右两侧，操作部安装在机体部上方，护板部固定在机体部两侧，电器系统设于机体部尾部两侧。

Description

一种高效快速岩巷掘进机
技术领域
本发明属于煤矿井下开拓设备技术领域，特别适用于大、中、小型煤矿井下岩巷机械化开拓作业的高效快速岩巷掘进机。
背景技术
在煤矿井下开拓设备技术领域，各类矿井的岩巷掘进传统工艺主要方式为炮掘，煤矿井下岩巷炮掘工艺均为风钻钻孔、装药、放炮；放炮落下的矸石人工破碎后，再运出工作面；工作面矸石清理完毕后，再进行锚杆锚索支护。这种放炮岩巷掘进施工工艺掘进效率低、巷道成型差、工人劳动强度大、安全隐患多。在专利号为ZL2015 2 0020520.9，发明名称为一种煤矿用井下破碎冲击铰接式伸缩摆动装置的专利中详细的介绍了破碎冲击铰接式伸缩摆动装置，但是该摆动装置在使用时受到一定的限制。
发明内容
本发明的目的就是解决岩巷掘进效率低、巷道成型差、工人劳动强度大、安全隐患多的问题，提供一种高效快速岩巷掘进机。
本发明为解决上述问题而采取的技术方案为：
一种高效快速岩巷掘进机，包括行走部、铲板部、两个截割臂、伸缩部、机体部、操纵部、护板部、输送部、后支撑部、两个液压系统和电器系统十一部分组成，行走部设在机体部的下方，铲板部铰接于机体部前端，伸缩部设于机体部前上方中间位置，两个截割臂对称设于机体部前上方左右两侧，输送部设于机体部中间，后支撑部安装在机体部后面，两个液压系统对称设于机体部中部左右两侧，操作部安装在机体部上方，护板部固定在机体部两侧，电器系统设于机体部尾部两侧；其中：所述行走部由履带架、涨紧油缸、改向链轮、驱动链轮、履带、减速器和行走液压马达组成，所述改向链轮和驱动链轮分别设置在履带架的前端和后端，履带绕在改向链轮和驱动链轮之间，在驱动链轮的轴心设置有与履带架固定的减速器，减速器的轴与行走液压马达的转轴相连接，涨紧油缸的底座设置在履带架上，涨紧油缸的伸缩杆与改向链轮的固定架相连接；
所述铲板部由铲板体、铲板油缸、星轮星轮马达组成，铲板体设置在机体部的前端，铲板油缸的一端与机体部相连接，铲板油缸的另一端与铲板体相连接以实现铲板部的升降，星轮安装在星轮马达的转轴上，星轮马达设置在铲板体上，通过星轮马达提供一定的扭矩带动星轮转动；
所述两个截割臂对称设于机体部前上方左右两侧，每个截割臂都是由截割头、传动轴、固定套筒、减速机、液压马达、外套筒、伸缩套筒、伸缩油缸、回转座、支撑油缸、固定座和回转油缸组成，固定座固定在机体部前上方的一侧，回转座设置在固定座上，回转油缸的一端与固定座相连接，回转油缸的另一端与回转座相连接，支撑油缸的一端与回转座相连接，支撑油缸的另一端与外套筒相连接，伸缩油缸位于外套筒里面并与外套筒相连接，伸缩油缸的另一端与伸缩套筒相连接，液压马达、减速机和传动轴都设置在固定套筒内部，液压马达与减速机相连接，减速机通过传动轴与截割头相连接；
所述输送部由溜槽、喷雾块、输送马达、输送部传动轴、主动链轮、输送部涨紧油缸、中链刮板和滑动架组成，溜槽设在机体部中间位置，溜槽的前端与铲板部的铲板体铰接，滑动架设置在溜槽的后部，输送部传动轴安装在滑动架上，主动链轮安装在输送部传动轴上，输送马达安装在滑动架上并与输送部传动轴相连接，中链刮板与主动链轮连接，输送部涨紧油缸一端与溜槽相连接，输送部涨紧油缸的另一端与滑动架相连接，喷雾块安装在输送部后上方用于降尘；
所述后支撑部由连接架、二运连接架、支撑部支撑油缸和稳定座组成，连接架设置在机体部连接梁后下方，二运连接架设置在连接架尾部，稳定座设置在连接架上，支撑部支撑油缸的一端与连接架相连接，支撑部支撑油缸的另一端与稳定座相连接以通过支撑部支撑油缸的伸缩使稳定座压在地面上来稳定机组。
进一步地，本发明所述的截割头为截齿截割头。
本发明采用上述技术方案，改变了现有岩巷的掘进工艺和作业形式，两侧截割臂和中间的伸缩部相互独立，可同时作业，伸缩部运用破碎冲击铰接式伸缩摆动装置对岩巷断面中间冲击破碎作业，两侧截割臂同时修帮清底作业的全新作业模式解决了岩巷机械化高效、快速作业的难题，在冲击、截割同时破岩上取得了良好的效果，巷道通过破碎、截割的组合模式，在巷道掘进的同时巷道可一次成型，无需二次修帮清底，截割破碎的岩石通过铲板和输送部可全部把巷道的矸石清理干净，整个岩层的破除全部为机械化无间断，大大提升了掘进效率。因此，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、可靠性高：液压马达、行星减速机等机械部件之间的紧密配合提高了装置的可靠性；伸缩部分在破碎作业时可对破碎锤的破岩角度进行灵活调节，在进行冲击作业时使得钎杆受力更加合理，延长了破碎锤的使用寿命；左右截割部采用截齿截割形式，截割动力采用进口低速大扭矩液压马达和减速器驱动，提高了截割动力和截割稳定性，并且巷道成型质量高；行走部采用张紧轮组和张紧油缸组成的履带涨紧装置，既保证了张紧效果，又提高了张紧油缸的使用寿命，减少了故障点；刮板输送机和铲板部均采用低速大扭矩液压马达直接驱动，无需减速箱，减少故障环节；作业震动小、破碎锤通过蓄能器吸收了作业时的冲击震动，工作过程稳定性好，使得整机可靠性提高。
2、作业效率高：本发明掘进机破岩作业采用全新设计理念，左右双截齿截割和置中破碎锤的新模式同时平行作业完全满足了井下各种巷道的需求，破碎锤采用韩国进口品牌，作业功率大，破岩能力强，稳定性好；本发明掘进机破碎锤采用可伸缩的伸缩臂，伸缩量可达到650mm，左右双截割臂伸缩量可达到600mm，使机器作业调动灵活，作业巷道断面更平整；本发明掘进机上的左右截割臂和置中破碎锤可独立回转，使整机在一次固定后便可完成整个断面作定，作业范围大，操作更灵活。
3、适应性强：本发明可用于掘进工作面的煤巷、半煤岩巷及岩巷工作面作业，也可在铁路、公路、水力工程等隧道中使用。能够实现连续破岩、装载、运输等作业功能。最大定位作业断面可达27m2，破碎岩石硬度为130MP。纵向适应巷道工作坡度为±12°。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是本发明行走机构的结构示意图；
图4是图3的俯视图；
图5是本发明铲板部的结构示意图；
图6是图5的俯视图；
图7是本发明截割臂的结构示意图；
图8是图7的俯视图；
图9是本发明机体部的结构示意图；
图10是图9的俯视图；
图11是本发明操纵部的结构示意图；
图12是图11的俯视图；
图13是本发明护板部的结构示意图；
图14是本发明输送部的结构示意图；
图15是图14的俯视图；
图16是本发明后支撑部的结构示意图；
图17是图16的俯视图。
具体实施方式
实施例1
一种高效快速岩巷掘进机，如图1和图2所示，包括行走部1、铲板部2、两个截割臂3、伸缩部4、机体部5、操纵部6、护板部7、输送部8、后支撑部9、两个液压系统10和电器系统11十一部分组成，行走部1设在机体部5的下方，铲板部2铰接于机体部5前端，伸缩部4设于机体部5前上方中间位置，两个截割臂3对称设于机体部5前上方左右两侧，输送部8设于机体部5中间，后支撑部9安装在机体部5后面，两个液压系统10对称设于机体部5中部左右两侧，操作部6安装在机体部上方，护板部7固定在机体部5两侧，电器系统11设于机体部5尾部两侧；
如图3和图4所示，所述行走部1由履带架1-1、涨紧油缸1-2、改向链轮1-3、驱动链轮1-4、履带1-5、减速器1-6和行走液压马达1-7组成，所述改向链轮1-3和驱动链轮1-4分别设置在履带架1-1的前端和后端，履带1-5绕在改向链轮1-3和驱动链轮1-4之间，在驱动链轮1-4的轴心设置有与履带架1-1固定的减速器1-6，减速器1-6的轴与行走液压马达1-7的转轴相连接，涨紧油缸1-2的底座设置在履带架1-1上，涨紧油缸1-2的伸缩杆与改向链轮1-3的固定架相连接；
如图5和图6所示，所述铲板部2由铲板体2-1、铲板油缸2-2、星轮2-3星轮马达2-4组成，铲板体2-1设置在机体部5的前端，铲板油缸2-2的一端与机体部5相连接，铲板油缸2-2的另一端与铲板体2-1相连接以实现铲板部2的升降，星轮2-3安装在星轮马达2-4的转轴上，星轮马达2-4设置在铲板体2-1上，通过星轮马达2-4提供一定的扭矩带动星轮2-3转动；
如图7和图8所示，所述两个截割臂3对称设于机体部5前上方左右两侧，每个截割臂3都是由截齿截割头3-1、传动轴3-2、固定套筒3-3、减速机3-4、液压马达3-5、外套筒3-6、伸缩套筒3-7、伸缩油缸3-8、回转座3-9、支撑油缸3-10、固定座3-11和回转油缸3-12组成，固定座3-11固定在机体部5前上方的一侧，回转座3-9设置在固定座3-11上，回转油缸3-12的一端与固定座3-11相连接，回转油缸3-12的另一端与回转座3-9相连接以通过回转油缸3-12的伸缩来实现截割臂3的左右回转，支撑油缸3-10的一端与回转座3-9相连接，支撑油缸3-10的另一端与外套筒3-6相连接以通过支撑油缸3-10的伸缩来实现截割臂3的上下升降，伸缩油缸3-8位于外套筒3-6里面并与外套筒3-6相连接，伸缩油缸3-8的另一端与伸缩套筒3-7相连接以通过伸缩油缸3-8的伸缩实现截割臂3的前后伸缩，液压马达3-5、减速机3-4和传动轴3-2都设置在固定套筒3-3内部，液压马达3-5通过渐开线花键与减速机3-4相连接，减速机3-4通过传动轴3-2与截割头3-1相连接以通过传动轴3-2把扭矩传递给由截齿截割头3-1，截齿截割头3-1起截割岩石刀具作业用，整个截割臂3在回转油缸3-12、支撑油缸3-10、伸缩油缸3-8的相互配合下不同位置、不同深度的岩石截割。
所述伸缩部4采用专利号为201520020520.9，发明名称为“一种煤矿井下用破碎冲击铰接式伸缩摆动装置”的结构；
如图9和图10所示，所述机体部5由连接梁5-1、右平台5-2和左平台5-3组成，右平台5-2、左平台5-3前端固定在连接梁5-1上，后端固定在支撑部9上，后端连接支撑部9；
如图11和图12所示，所述操纵部6由左侧操纵6-1、中间操纵6-2、右侧操纵6-3和远程控制按钮6-4组成，左侧操纵部6-1设在机组左侧有主司机操作，主要控制机组的行走、星轮马达、输送马达及左截割臂，中间操纵6-2设在机组的中间位置，主要控制伸缩部4，右侧操纵6-3设在机组的右侧，主要控制左截割臂，远程控制按钮6-4设在左侧操纵6-1侧面，用于远程控制电器系统11电机的启动、停止；
如图13所示，所述护板部7由左泵站护罩7-1、左电机护罩7-2、中间护板7-3、右泵站护罩7-4和右电机护罩7-5组成，左泵站护罩7-1、左电机护罩7-2安装在机体部5左侧平台上，用于保护左侧泵站及左侧电机，右泵站护罩7-4、右电机护罩7-5安装在机体部5右侧平台上，用于保护右侧泵站及右侧电机，中间护板7-3安装在机组上方中间位置，用于保护各种管路就液压原件；
如图14和图15所示，所述输送部8由溜槽8-1、喷雾块8-2、输送马达8-3、输送部传动轴8-4、主动链轮8-5、输送部涨紧油缸8-6、中链刮板8-7和滑动架8-8组成，溜槽8-1设在机体部5中间位置，溜槽8-1的前端与铲板部2的铲板体2-1铰接，滑动架8-8设置在溜槽8-1的后部，输送部传动轴8-4安装在滑动架8-8上，主动链轮8-5安装在输送部传动轴8-4上，输送马达8-3安装在滑动架8-8上并与输送部传动轴8-4相连接以通过传动轴将扭矩传递给主动链轮8-5，中链刮板8-7与主动链轮8-5连接并通过主动链轮带动中链刮板的传动，输送部涨紧油缸8-6一端与溜槽8-1相连接，输送部涨紧油缸8-6的另一端与滑动架8-8相连接，张紧油缸用于调节中链刮板的松紧度来达到中链刮板使用的最佳效果，喷雾块8-2安装在输送部8后上方用于降尘；
如图16和图17所示，所述后支撑部9由连接架9-1、二运连接架9-2、支撑部支撑油缸9-3和稳定座9-4组成，连接架9-1用螺栓固定在机体部的连接梁5-1后下方，二运连接架9-2设置在连接架9-1尾部，稳定座9-4设置在连接架9-1上，支撑部支撑油缸9-3的一端与连接架9-1相连接，支撑部支撑油缸9-3的另一端与稳定座9-4相连接以通过支撑部支撑油缸9-3的伸缩使稳定座9-4压在地面上来稳定机组；
本实施例中液压系统包括设置有机体部左右两侧，电器系统的电机输出轴连接有液压泵，液压泵上连接有油箱，油箱上设置有吸油过滤器和回油过滤器，吸油过滤器和回油过滤器之间设有与两者相通的冷却器；
液压系统是由油箱、泵站、操纵部、油缸、液压马达、阀组及相互联接的管路组成，液压系统的功能主要是：实现机器行走、截割臂及伸缩部的各种动作、铲板部升降、后支撑部的升降、铲板星轮的装载、输送部的运输、履带的涨紧和输送刮板链的涨紧所需的动力。

Claims (2)

1.一种高效快速岩巷掘进机，包括行走部(1)、铲板部(2)、两个截割臂(3)、伸缩部(4)、机体部(5)、操纵部(6)、护板部(7)、输送部(8)、后支撑部(9)、两个液压系统(10)和电器系统(11)十一部分组成，行走部(1)设在机体部(5)的下方，铲板部(2)铰接于机体部(5)前端，伸缩部(4)设于机体部(5)前上方中间位置，两个截割臂(3)对称设于机体部(5)前上方左右两侧，输送部(8)设于机体部(5)中间，后支撑部(9)安装在机体部(5)后面，两个液压系统(10)对称设于机体部(5)中部左右两侧，操作部(6)安装在机体部上方，护板部(7)固定在机体部(5)两侧，电器系统(11)设于机体部(5)尾部两侧；其特征是：所述行走部(1)由履带架(1-1)、涨紧油缸(1-2)、改向链轮(1-3)、驱动链轮(1-4)、履带(1-5)、减速器(1-6)和行走液压马达(1-7)组成，所述改向链轮(1-3)和驱动链轮(1-4)分别设置在履带架(1-1)的前端和后端，履带(1-5)绕在改向链轮(1-3)和驱动链轮(1-4)之间，在驱动链轮(1-4)的轴心设置有与履带架(1-1)固定的减速器(1-6)，减速器(1-6)的轴与行走液压马达(1-7)的转轴相连接，涨紧油缸(1-2)的底座设置在履带架(1-1)上，涨紧油缸(1-2)的伸缩杆与改向链轮(1-3)的固定架相连接；
所述铲板部(2)由铲板体(2-1)、铲板油缸(2-2)、星轮(2-3)星轮马达(2-4)组成，铲板体(2-1)设置在机体部(5)的前端，铲板油缸(2-2)的一端与机体部(5)相连接，铲板油缸(2-2)的另一端与铲板体(2-1)相连接以实现铲板部(2)的升降，星轮(2-3)安装在星轮马达(2-4)的转轴上，星轮马达(2-4)设置在铲板体(2-1)上，通过星轮马达(2-4)提供一定的扭矩带动星轮(2-3)转动；
所述两个截割臂(3)对称设于机体部(5)前上方左右两侧，每个截割臂(3)都是由截割头(3-1)、传动轴(3-2)、固定套筒(3-3)、减速机(3-4)、液压马达(3-5)、外套筒(3-6)、伸缩套筒(3-7)、伸缩油缸(3-8)、回转座(3-9)、支撑油缸(3-10)、固定座(3-11)和回转油缸(3-12)组成，固定座(3-11)固定在机体部(5)前上方的一侧，回转座(3-9)设置在固定座(3-11)上，回转油缸(3-12)的一端与固定座(3-11)相连接，回转油缸(3-12)的另一端与回转座(3-9)相连接，支撑油缸(3-10)的一端与回转座(3-9)相连接，支撑油缸(3-10)的另一端与外套筒(3-6)相连接，伸缩油缸(3-8)位于外套筒(3-6)里面并与外套筒(3-6)相连接，伸缩油缸(3-8)的另一端与伸缩套筒(3-7)相连接，液压马达(3-5)、减速机(3-4)和传动轴(3-2)都设置在固定套筒(3-3)内部，液压马达(3-5)与减速机(3-4)相连接，减速机(3-4)通过传动轴(3-2)与截割头(3-1)相连接；
所述输送部(8)由溜槽(8-1)、喷雾块(8-2)、输送马达(8-3)、输送部传动轴(8-4)、主动链轮(8-5)、输送部涨紧油缸(8-6)、中链刮板(8-7)和滑动架(8-8)组成，溜槽(8-1)设在机体部(5)中间位置，溜槽(8-1)的前端与铲板部(2)的铲板体(2-1)铰接，滑动架(8-8)设置在溜槽(8-1)的后部，输送部传动轴(8-4)安装在滑动架(8-8)上，主动链轮(8-5)安装在输送部传动轴(8-4)上，输送马达(8-3)安装在滑动架(8-8)上并与输送部传动轴(8-4)相连接，中链刮板(8-7)与主动链轮(8-5)连接，输送部涨紧油缸(8-6)一端与溜槽(8-1)相连接，输送部涨紧油缸(8-6)的另一端与滑动架(8-8)相连接，喷雾块(8-2)安装在输送部(8)后上方用于降尘；
所述后支撑部(9)由连接架(9-1)、二运连接架(9-2)、支撑部支撑油缸(9-3)和稳定座(9-4)组成，连接架(9-1)设置在机体部(5)连接梁后下方，二运连接架(9-2)设置在连接架(9-1)尾部，稳定座(9-4)设置在连接架(9-1)上，支撑部支撑油缸(9-3)的一端与连接架(9-1)相连接，支撑部支撑油缸(9-3)的另一端与稳定座(9-4)相连接以通过支撑部支撑油缸(9-3)的伸缩使稳定座(9-4)压在地面上来稳定机组。
2.根据权利要求1所述的一种高效快速岩巷掘进机，其特征是所述的截割头(3-1)为截齿截割头。
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