CN112682038A - 一种煤矿巷道及隧道用掘进机智能型全断面铲板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤矿巷道及隧道用掘进机智能型全断面铲板，左侧铲板和右侧铲板通过高强螺栓连接于主铲板两侧；主铲板上下位置对称安装有上表面耐磨覆盖板，左侧铲板和右侧铲板外侧各有一个大开口和一个销轴连接孔，左变幅铲板和右变幅铲板对称安装于左侧铲板和右侧铲板的外侧开口内，并通过铰点销轴将左变幅铲板与左侧铲板连接，右变幅铲板与右侧铲板连接；变幅油缸对称设置有两组，变幅油缸的伸缩将带动左变幅铲板和右变幅铲板张开与收回；本铲板解决了传统铲板收料宽度小，效率低，适应能力差，机械碰撞多，缺少智能传感与控制能力、故障率高等缺点和问题，大大提升力掘进机的工作效率、智能化程度和适应能力。

Description

一种煤矿巷道及隧道用掘进机智能型全断面铲板

技术领域：

本发明涉及一种煤矿巷道及隧道用掘进机智能型全断面铲板，属于悬臂式掘进机、连采机、掘锚机技术领域。

背景技术：

悬臂式掘进机广泛应用于煤矿巷道及公路铁路隧道的挖掘中，铲板是悬臂式掘进机的重要部分，在掘进机工作时起到收料与改变巷道上下坡度的作用。现有的绝大多数掘进机铲板宽度都是固定宽度的且宽度范围不大，应用巷道范围有限，不能够满足不同宽度巷道的掘进，且掘进过程中铲板收料需不断左右移动掘进机机身，不能够满量程收料，导致了掘进机掘进时工作效率低，收料困难等问题，且不同宽度巷道往往需要更换不同宽度铲板，造成人力物力的浪费。

现有的掘进机铲板智能化程度偏低，工作中铲板的工作状态、角度位置、宽度尺寸、行程限位、工作载荷变化、碰撞预防等都不能及时反馈到操作人员，缺少预警功能，导致掘进机铲板工作过程中发生许多操作及判断不及时导致的机械性碰撞和超载，故障率较高。

发明内容：

针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种煤矿巷道及隧道用掘进机智能型全断面铲板。

本发明的一种煤矿巷道及隧道用掘进机智能型全断面铲板包括主铲板、左侧铲板、右侧铲板、左变幅铲板、右变幅铲板、左驱动装置、右驱动装置、铲板变幅油缸、起升油缸、从动轮装置、上表面耐磨覆盖板、大小溜槽、铰点销轴、油缸销轴、刮板运输机构、铲板角度传感器、接近开关和人造石MMA型缓冲块，所述的左侧铲板和右侧铲板通过高强螺栓连接于主铲板两侧；主铲板上下位置对称安装有上表面耐磨覆盖板，左侧铲板和右侧铲板外侧各有一个大开口和一个销轴连接孔，左变幅铲板和右变幅铲板对称安装于左侧铲板和右侧铲板的外侧开口内，并通过铰点销轴将左变幅铲板与左侧铲板连接，右变幅铲板与右侧铲板连接；变幅油缸对称设置有两组，铲板变幅油缸一端用油缸销轴固定于左侧铲板或右侧铲板油缸连接孔，另一端用油缸销轴固定于左变幅铲板或右变幅铲板的油缸连接孔上，变幅油缸的伸缩将带动左变幅铲板和右变幅铲板张开与收回；从动轮装置安装于主铲板的中前部，用于刮板链的安装导向，刮板运输机构安装于主铲板的中后部，且从动轮装置和刮板运输机构之间设置有大小溜槽；左驱动装置与右驱动装置是由马达驱动的星轮收料装置，安装于左侧铲板和右侧铲板上表面，将渣料拨进铲板从动轮装置附近，由刮板运输机构将物料收起运出；起升油缸安装于主铲板与掘进机本体之间，用于控制铲板的起升和下落；铲板角度传感器安装于主铲板的后部侧面，用于监测变幅铲板的工作角度；变幅铲板和右变幅铲板及左侧铲板和右侧铲板位置各安装一个接近开关，用于预警和防止铲板与其上部截割臂的机械碰撞。

作为优选，全断面铲板的宽度与煤矿巷道或隧道的宽度相同，且所述的全断面铲板可根据不同巷道或隧道的所需宽度自动调整工作宽度，所述全断面铲板工作宽度范围跨度大，可适应不同的尺寸的巷道或隧道。

作为优选，所述的左变幅铲板、右变幅铲板在铲板变幅油缸作用下张开或收回，从而改变左变幅铲板、右变幅铲板工作宽度，当铲板变幅油缸伸出时变幅铲绕铰点销轴转动收回，左变幅铲板、右变幅铲板工作宽度变小，当铲板变幅油缸缩回时变幅铲绕铰点销轴转动张开，左变幅铲板、右变幅铲板工作宽度变大；铲板变幅油缸安装有内置行程传感器，可随时监测油缸行程，从而调整左变幅铲板、右变幅铲板工作宽度；铲板变幅油缸的液压回路装有溢流安全阀，用以保证两侧左变幅铲板、右变幅铲板遇到较大侧向载荷时可随动收回，保护铲板结构或铲板变幅油缸不被破坏。

作为优选，所述的左驱动装置和右驱动装置为液压马达驱动的星轮收料装置，其液压马达配备扭矩传感装置，能够智能感知液压马达的工作时的扭矩大小，当马达扭矩值达到规定上限时发出报警，操作人员应降低掘进速度或检查星轮是否被障碍物卡滞并排除，从而保护左驱动装置和右驱动装置及马达不被破坏。

作为优选，所述左变幅铲板、右变幅铲板在掘进机工作过程中根据物料的分布情况，可及时收回，将物料推挤运到左驱动装置和右驱动装置星轮能够触及的收料范围内，然后左变幅铲板、右变幅铲板再次张开，物料分布较多时再次收回，如此反复，收料效率大大提升。

作为优选，所述的左变幅铲板、右变幅铲板前部限位棒位置通过沉头螺钉安装有人造石MMA型缓冲块，人造石MMA型缓冲块韧性好强度高，用来缓冲左变幅铲板、右变幅铲板在收回时可能发生的与左侧铲板、右侧铲板的碰撞，人造石MMA型缓冲块起到缓冲碰撞、防止机械碰撞导致的磨损和破坏发生，当人造石MMA型缓冲块磨损严重时可随时更换。

作为优选，所述的起升油缸用于控制主铲板的起升和下落，所述起升油缸有行程传感器和溢流安全阀，行程传感器用于监测起升油缸行程及位置，防止机械碰撞；溢流安全阀在左变幅铲板、右变幅铲板张开时起到泄压作用，防止左变幅铲板、右变幅铲板单独支撑地面时起升油缸推坏左变幅铲板、右变幅铲板，当左变幅铲板、右变幅铲板收回时，起升油缸伸出时主铲板支撑地面，此时溢流安全阀则不起作用。

作为优选，所述的铲板角度传感器装有防护罩，用于监测全断面铲板工作时与水平面的角度并反馈到驾驶员屏幕，从而使工作人员可以时时控制全断面铲板在设计的合理角度范围内工作。

本发明的有益效果：铲板工作时收料不需要掘进机左右移动，收料宽度可与巷道或隧道宽度相同，且可根据巷道或隧道宽度需要，铲板宽度可随之时时变大或变小，并能根据收料需要，及时调整物料在铲板上的分布状态；同时，所述智能型全断面铲板具备多处智能感知和控制功能，距离监测控制、角度监测控制、压力监测控制、防碰撞预警、工作状态监测控制及载荷控制等，智能化程度较高，有效降低设备故障率。本铲板解决了传统铲板收料宽度小，效率低，适应能力差，机械碰撞多，缺少智能传感与控制能力、故障率高等缺点和问题，大大提升力掘进机的工作效率、智能化程度和适应能力。

附图说明：

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1为本专利所述铲板张开图；

图2为本专利所述铲板收回图；

图3为本专利所述铲板轴侧图；

图4为本专利所述铲板与掘进机装配示意图。

附图说明：主铲板1、左侧铲板2、右侧铲板3、左变幅铲板4、右变幅铲板5、左驱动装置6、右驱动装置7、铲板变幅油缸8、起升油缸9、从动轮装置10、上表面耐磨覆盖板11、大小溜槽12、铰点销轴13、油缸销轴14、刮板运输机构15、铲板角度传感器16、接近开关17和人造石MMA型缓冲块18。

具体实施方式：

如图1-4所示，本具体实施方式采用以下技术方案：一种煤矿巷道及隧道用掘进机智能型全断面铲板包括主铲板1、左侧铲板2、右侧铲板3、左变幅铲板4、右变幅铲板5、左驱动装置6、右驱动装置7、铲板变幅油缸8、起升油缸9、从动轮装置10、上表面耐磨覆盖板11、大小溜槽12、铰点销轴13、油缸销轴14、刮板运输机构15、铲板角度传感器16、接近开关17和人造石MMA型缓冲块18，所述的左侧铲板2和右侧铲板3通过高强螺栓连接于主铲板1两侧；主铲板1上下位置对称安装有上表面耐磨覆盖板11，左侧铲板2和右侧铲板3外侧各有一个大开口和一个销轴连接孔，左变幅铲板4和右变幅铲板5对称安装于左侧铲板2和右侧铲板3的外侧开口内，并通过铰点销轴13将左变幅铲板4与左侧铲板2连接，右变幅铲板5与右侧铲板3连接；变幅油缸8对称设置有两组，铲板变幅油缸8一端用油缸销轴14固定于左侧铲板2或右侧铲板3油缸连接孔，另一端用油缸销轴14固定于左变幅铲板4或右变幅铲板5的油缸连接孔上，变幅油缸8的伸缩将带动左变幅铲板4和右变幅铲板5张开与收回；从动轮装置10安装于主铲板1的中前部，用于刮板链的安装导向，刮板运输机构15安装于主铲板1的中后部，且从动轮装置10和刮板运输机构15之间设置有大小溜槽12；左驱动装置6与右驱动装置7是由马达驱动的星轮收料装置，安装于左侧铲板2和右侧铲板3上表面，将渣料拨进铲板从动轮装置附近，由刮板运输机构将物料收起运出；起升油缸9安装于主铲板1与掘进机本体之间，用于控制铲板的起升和下落；铲板角度传感器16安装于主铲板1的后部侧面，用于监测变幅铲板的工作角度；变幅铲板4和右变幅铲板5及左侧铲板2和右侧铲板3位置各安装一个接近开关17，用于预警和防止铲板与其上部截割臂的机械碰撞。

其中，全断面铲板的宽度与煤矿巷道或隧道的宽度相同，且所述的全断面铲板可根据不同巷道或隧道的所需宽度自动调整工作宽度，所述全断面铲板工作宽度范围跨度大，可适应不同的尺寸的巷道或隧道，智能化程度高，大大增加了掘进机的工作效率和适应能力；所述的左变幅铲板4、右变幅铲板5在铲板变幅油缸8作用下张开或收回，从而改变左变幅铲板4、右变幅铲板5工作宽度，当铲板变幅油缸8伸出时变幅铲绕铰点销轴13转动收回，左变幅铲板4、右变幅铲板5工作宽度变小，当铲板变幅油缸8缩回时变幅铲绕铰点销轴13转动张开，左变幅铲板4、右变幅铲板5工作宽度变大；铲板变幅油缸8安装有内置行程传感器，可随时监测油缸行程，从而调整左变幅铲板4、右变幅铲板5工作宽度；铲板变幅油缸8的液压回路装有溢流安全阀，用以保证两侧左变幅铲板4、右变幅铲板5遇到较大侧向载荷时可随动收回，保护铲板结构或铲板变幅油缸8不被破坏；左驱动装置6和右驱动装置7为液压马达驱动的星轮收料装置，其液压马达配备扭矩传感装置，能够智能感知液压马达的工作时的扭矩大小，当马达扭矩值达到规定上限时发出报警，操作人员应降低掘进速度或检查星轮是否被障碍物卡滞并排除，从而保护左驱动装置6和右驱动装置7及马达不被破坏；所述左变幅铲板4、右变幅铲板5在掘进机工作过程中根据物料的分布情况，可及时收回，将物料推挤运到左驱动装置6和右驱动装置7星轮能够触及的收料范围内，然后左变幅铲板4、右变幅铲板5再次张开，物料分布较多时再次收回，如此反复，收料效率大大提升；所述左变幅铲板4、右变幅铲板5前部限位棒位置通过沉头螺钉安装有人造石MMA型缓冲块18，人造石MMA型缓冲块18韧性好强度高，用来缓冲左变幅铲板4、右变幅铲板5在收回时可能发生的与左侧铲板2、右侧铲板3的碰撞，人造石MMA型缓冲块18起到缓冲碰撞、防止机械碰撞导致的磨损和破坏发生，当人造石MMA型缓冲块18磨损严重时可随时更换，操作简单方便；所述起升油缸9用于控制主铲板1的起升和下落，所述起升油缸9有行程传感器和溢流安全阀，行程传感器用于监测起升油缸9的行程及位置，防止机械碰撞；溢流安全阀在左变幅铲板4、右变幅铲板5张开时起到泄压作用，防止左变幅铲板4、右变幅铲板5单独支撑地面时起升油缸9推坏左变幅铲板4、右变幅铲板5，当左变幅铲板4、右变幅铲板5收回时，起升油缸9伸出时主铲板1支撑地面，此时溢流安全阀则不起作用；所述铲板角度传感器16装有防护罩，用于监测全断面铲板工作时与水平面的角度并反馈到驾驶员屏幕，从而使工作人员可以时时控制全断面铲板在设计的合理角度范围内工作。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种煤矿巷道及隧道用掘进机智能型全断面铲板，其特征在于：包括主铲板1、左侧铲板(2)、右侧铲板(3)、左变幅铲板(4)、右变幅铲板(5)、左驱动装置(6)、右驱动装置(7)、铲板变幅油缸(8)、起升油缸(9)、从动轮装置(10)、上表面耐磨覆盖板(11)、大小溜槽(12)、铰点销轴(13)、油缸销轴(14)、刮板运输机构(15)、铲板角度传感器(16)、接近开关(17)和人造石MMA型缓冲块(18)，所述的左侧铲板(2)和右侧铲板(3)通过高强螺栓连接于主铲板(1)两侧；主铲板(1)上下位置对称安装有上表面耐磨覆盖板(11)，左侧铲板(2)和右侧铲板(3)外侧各有一个大开口和一个销轴连接孔，左变幅铲板(4)和右变幅铲板(5)对称安装于左侧铲板(2)和右侧铲板(3)的外侧开口内，并通过铰点销轴(13)将左变幅铲板(4)与左侧铲板(2)连接，右变幅铲板(5)与右侧铲板(3)连接；变幅油缸(8)对称设置有两组，铲板变幅油缸(8)一端用油缸销轴(14)固定于左侧铲板(2)或右侧铲板(3)油缸连接孔，另一端用油缸销轴(14)固定于左变幅铲板(4)或右变幅铲板(5)的油缸连接孔上，从动轮装置(10)安装于主铲板(1)的中前部，用于刮板链的安装导向，刮板运输机构(15)安装于主铲板(1)的中后部，且从动轮装置(10)和刮板运输机构(15)之间设置有大小溜槽(12)；左驱动装置(6)与右驱动装置(7)是由马达驱动的星轮收料装置，安装于左侧铲板(2)和右侧铲板(3)上表面，将渣料拨进铲板从动轮装置(10)附近，由刮板运输机构(15)将物料收起运出；起升油缸(9)安装于主铲板(1)与掘进机本体之间；铲板角度传感器(16)安装于主铲板(1)的后部侧面，变幅铲板(4)和右变幅铲板(5)及左侧铲板(2)和右侧铲板(3)位置各安装一个接近开关(17)，所述的左变幅铲板(4)、右变幅铲板(5)前部限位棒位置通过沉头螺钉安装有人造石MMA型缓冲块(18)。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿巷道及隧道用掘进机智能型全断面铲板，其特征在于：全断面铲板根据不同巷道或隧道的所需宽度自动调整工作宽度。

3.根据权利要求1所述的一种煤矿巷道及隧道用掘进机智能型全断面铲板，其特征在于：所述的左变幅铲板(4)、右变幅铲板(5)在铲板变幅油缸(8)作用下张开或收回，从而改变左变幅铲板(4)、右变幅铲板(5)工作宽度，当铲板变幅油缸(8)伸出时变幅铲绕铰点销轴13转动收回，左变幅铲板(4)、右变幅铲板(5)工作宽度变小，当铲板变幅油缸(8)缩回时变幅铲绕铰点销轴13转动张开，左变幅铲板(4)、右变幅铲板(5)工作宽度变大；铲板变幅油缸(8)安装有内置行程传感器，可随时监测油缸行程，从而调整左变幅铲板(4)、右变幅铲板(5)工作宽度；铲板变幅油缸(8)的液压回路装有溢流安全阀，用以保证两侧左变幅铲板(4)、右变幅铲板(5)遇到较大侧向载荷时可随动收回，保护铲板结构或铲板变幅油缸(8)不被破坏。

4.根据权利要求1所述的一种煤矿巷道及隧道用掘进机智能型全断面铲板，其特征在于：所述的左驱动装置(6)和右驱动装置(7)为液压马达驱动的星轮收料装置，其液压马达配备扭矩传感装置，能智能感知液压马达的工作时的扭矩大小，当马达扭矩值达到规定上限时发出报警，操作人员应降低掘进速度或检查星轮是否被障碍物卡滞并排除，从而保护左驱动装置(6)和右驱动装置(7)及马达不被破坏。

5.根据权利要求1所述的一种煤矿巷道及隧道用掘进机智能型全断面铲板，其特征在于：所述左变幅铲板(4)、右变幅铲板(5)在掘进机工作过程中根据物料的分布情况，可及时收回，将物料推挤运到左驱动装置(6)和右驱动装置(7)星轮能够触及的收料范围内，然后左变幅铲板(4)、右变幅铲板(5)再次张开，物料分布较多时再次收回，如此反复。

6.根据权利要求1所述的一种煤矿巷道及隧道用掘进机智能型全断面铲板，其特征在于：所述的人造石MMA型缓冲块(18)用来缓冲左变幅铲板(4)、右变幅铲板(5)在收回时可能发生的与左侧铲板(2)、右侧铲板(3)的碰撞，人造石MMA型缓冲块(18)磨损严重时可更换。

7.根据权利要求1所述的一种煤矿巷道及隧道用掘进机智能型全断面铲板，其特征在于：所述的起升油缸(9)用于控制主铲板(1)的起升和下落，所述起升油缸(9)有行程传感器和溢流安全阀，行程传感器用于监测起升油缸(9)的行程及位置，防止机械碰撞；溢流安全阀在左变幅铲板(4)、右变幅铲板(5)张开时起到泄压作用，防止左变幅铲板(4)、右变幅铲板(5)单独支撑地面时起升油缸(9)推坏左变幅铲板(4)、右变幅铲板(5)，当左变幅铲板(4)、右变幅铲板(5)收回时，起升油缸(9)伸出时主铲板(1)支撑地面，此时溢流安全阀则不起作用。

8.根据权利要求1所述的一种煤矿巷道及隧道用掘进机智能型全断面铲板，其特征在于：所述的铲板角度传感器(16)装有防护罩，用于监测全断面铲板工作时与水平面的角度并反馈到驾驶员屏幕。

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