CN114183159B - 基于折叠推进梁结构的隧道超欠挖控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基于折叠推进梁结构的隧道超欠挖控制系统，包括推进梁主梁、凿岩机和钻杆，所述推进梁主梁头部铰接有折叠梁，所述折叠梁相对于推进梁主梁的偏转角度为0°~180°；所述推进梁主梁和所述折叠梁之间设置有铰接机构，所述铰接机构包括设置在推进梁主梁头部的凸轮形连接板、铰接在折叠梁尾部的“C”形连接梁一以及铰接在连接梁一和连接板之间的弯月形连接梁二；所述连接梁一中部和所述折叠梁头部之间铰接有折叠油缸，所述折叠梁头部设置有用于校正钻杆的前扶钎器，所述前扶钎器紧抵在掌子面上。本发明在现有推进梁结构的基础上增加折叠梁，使用液压驱动实现折叠梁0‑180度范围内的偏转动作，控制钻杆插入角度，从而控制超欠挖。
Description
技术领域
本发明涉及凿岩设备技术领域，尤其涉及基于折叠推进梁结构的隧道超欠挖控制系统。
背景技术
凿岩台车将一台或几台凿岩机连同推进器安装在特制的钻臂上，并配以底盘进行凿岩作业的设备。凿岩台车已成为隧道工程钻孔施工的常用设备。
现有的凿岩机由于其本身中心高度等结构的限制，在隧道周边孔施工时，需要将钻杆斜着进行钻进施工，无法使钻杆贴隧道轮廓线水平切入，这样必然会有一定外插角，产生超欠挖。严重的超挖将极大影响隧道施工的安全性以及施工成本。
面对目前使用的推进梁结构，需要人工进行干预，人工使用撇钻工法进行周边孔施工，来减小施工外插角度；该工法能够解决一定的超欠挖问题，但是具有局限性，由于钻孔不稳定，不易控制，操作难度大。
部分凿岩机通过对其推进梁结构的改造可实现对钻杆切入角度的调整。如授权公告号CN209838314U公开的适合钻爆法隧道周边炮眼精确成孔的钻杆自动调整机构，其方案通过调整液压缸的伸缩量，带动前扶钎器上下移动，进而调节钻杆前端的弯曲程度，驱动凿岩机动作，完成炮眼的精准成孔。
上述液压缸的伸缩量有限，致使钻杆的弯曲程度受限，同时也无法适应不同规格长度的钻杆，施工时推进梁头部无法抵在掌子面上处于悬空状态、无支撑点，也使得施工不稳定、钻孔效果差。为此提出基于折叠推进梁结构的隧道超欠挖控制系统。
发明内容
本发明为了解决钻杆弯曲角度不易控制致使超欠挖的问题，提供基于折叠推进梁结构的隧道超欠挖控制系统，可灵活调整钻杆位置，调整范围广，保证钻杆水平钻进，有效控制超欠挖。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
基于折叠推进梁结构的隧道超欠挖控制系统，包括推进梁主梁、凿岩机和钻杆，所述推进梁主梁头部铰接有折叠梁，所述折叠梁相对于推进梁主梁的偏转角度为0°~180°；
所述推进梁主梁和所述折叠梁之间设置有铰接机构，所述铰接机构包括设置在推进梁主梁头部的凸轮形连接板、铰接在折叠梁尾部的“C”形连接梁一以及铰接在连接梁一和连接板之间的弯月形连接梁二；
所述连接梁一中部和所述折叠梁头部之间铰接有折叠油缸，所述折叠梁头部设置有用于校正钻杆的前扶钎器，所述前扶钎器紧抵在掌子面上。
进一步地，所述凿岩机滑接在所述推进梁主梁上，凿岩机驱动钻杆运动；所述推进梁主梁头部设置有扶钎器一，所述钻杆穿过所述扶钎器一，钻杆与推进梁主梁平行分布。
进一步地，所述推进梁主梁头部和折叠梁尾部铰接以形成铰接点A，所述铰接点A与所述连接板位置对应。
进一步地，所述连接板小径的一端与所述连接梁二铰接以形成铰接点B；所述连接梁二与所述连接梁一首端铰接以形成铰接点C，连接梁一尾端与所述折叠梁尾部铰接以形成铰接点D。
进一步地，所述连接梁一和连接梁二连接组合呈优弧状。
进一步地，所述折叠油缸与所述连接梁一中部铰接以形成铰接点E，折叠油缸与所述折叠梁头部铰接以形成铰接点F。
通过上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明结构设计合理，在现有推进梁结构的基础上增加折叠梁，使用液压驱动实现折叠梁0-180度范围内的偏转动作，进而可实现撇钻自动化施工，控制钻杆插入角度，从而控制超欠挖。
本发明的折叠梁可处于折叠状态或展开状态，分别对应两种不同规格的钻杆施工，根据现场施工工艺进行选择，同时还能保证整车具有更好的通过性能。通过折叠梁的偏转可灵活调整钻杆的弯曲角度，保证钻杆水平钻进。
本发明的前扶钎器紧抵在掌子面上，相对于之前的人工撇钻操作，使推进梁头部可以顶住掌子面，施工作业时更稳定，钻孔效果更好，便于推广和应用。
附图说明
图1是本发明基于折叠推进梁结构的隧道超欠挖控制系统的折叠状态示意图。
图2是本发明基于折叠推进梁结构的隧道超欠挖控制系统的图1的局部放大示意图。
图3是本发明基于折叠推进梁结构的隧道超欠挖控制系统的展开状态示意图。
图4是本发明基于折叠推进梁结构的隧道超欠挖控制系统的图3的局部放大示意图。
图5是本发明基于折叠推进梁结构的隧道超欠挖控制系统的周边孔施工状态示意图。
附图中标号为：1为凿岩机，2为钻杆，3为推进梁主梁，4为连接梁一，5为连接梁二，6为折叠油缸，7为折叠梁，8为前扶钎器，9为铰接点C，10为铰接点E，11为铰接点D，12为铰接点B，13为铰接点F，14为铰接点A。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细描述：
如图1~图5所示，基于折叠推进梁结构的隧道超欠挖控制系统，包括推进梁主梁3、凿岩机1和钻杆2，所述凿岩机1滑接在所述推进梁主梁3上，凿岩机1驱动钻杆2运动，从而对掌子面进行钻孔。所述推进梁主梁3头部设置有扶钎器一，所述钻杆2穿过所述扶钎器一，钻杆2与推进梁主梁3平行分布。
为了实现对钻杆2位置进行灵活调整，所述推进梁主梁3头部铰接有折叠梁7，具体的，所述推进梁主梁3头部和折叠梁7尾部铰接以形成铰接点A14。
推进梁主梁3头部和折叠梁7铰接安装后，所述折叠梁7相对于推进梁主梁3的偏转角度为0°~180°，进而使得折叠梁7可在0°~180°范围内动作。
为了便于实现推进梁主梁3和折叠梁7的连接安装，所述推进梁主梁3和所述折叠梁7之间设置有铰接机构，铰接机构用于支撑、连接推进梁主梁3和折叠梁7。
本实施例中，所述铰接机构包括设置在推进梁主梁3头部的凸轮形连接板、铰接在折叠梁7尾部的“C”形连接梁一4以及铰接在连接梁一4和连接板之间的弯月形连接梁二5。
所述铰接点A14与所述连接板位置对应，所述连接板小径的一端与所述连接梁二5铰接以形成铰接点B12；所述连接梁二5与所述连接梁一4首端铰接以形成铰接点C9；所述连接梁一4尾端与所述折叠梁7尾部铰接以形成铰接点D11。
连接梁一4和连接梁二5铰接安装后，所述连接梁一4和连接梁二5连接组合呈优弧状结构。
为了驱动折叠梁7的偏转，所述连接梁一4中部和所述折叠梁7头部之间铰接有折叠油缸6。具体的，所述折叠油缸6与所述连接梁一4中部铰接以形成铰接点E10，折叠油缸6与所述折叠梁7头部铰接以形成铰接点F13。
本实施例中，所述折叠梁7头部设置有用于校正钻杆2的前扶钎器8，所述前扶钎器8紧抵在掌子面上。钻杆2穿过前扶钎器8、由前扶钎器8对其进行校正，使钻杆2与折叠梁7保持平行。
本发明的折叠梁7展开状态的具体动作过程为：折叠油缸6动作、其活塞杆伸出带动折叠梁7绕铰接点A14进行运动；同时铰接点D11随折叠梁7转动，从而带动连接梁一4运动，同时在铰接点C9处拉动连接梁二5进行运动，最终实现折叠梁7由折叠状态到展开状态的运动。
本发明具有上述折叠和展开两种工作状态，可分别对应两种不同规格长度的钻杆2施工，根据现场施工工艺进行选择，同时还能保证整车具有更好的通过性能。
利用本发明进行隧道掌子面周边孔施工时，根据现场施工工艺及围岩状态，通过折叠油缸6动作使推进梁主梁3和折叠梁7形成一个合理的夹角θ，使前扶钎器8的顶盘与掌子面贴紧进而固定整个推进梁结构，可保证后续施工时更稳定，钻孔效果更好。
凿岩机1推动钻杆2向前运动的过程中，在前扶钎器8的作用下会产生自然弯曲，进一步保证钻杆2在周边孔施工时能够水平钻进，从而严格控制超欠挖。
本发明通过对推进梁结构进行优化改进，在推进梁主梁3的基础上增加折叠梁7，采用液压驱动实现折叠梁7的0°~180°范围内偏转动作，整体将人工撇钻工法转变为自动化施工，可定量进行撇钻操作，灵活控制钻杆2插入角度，从而控制超欠挖。
以上所述之实施例，只是本发明的较佳实施例而已，并非限制本发明的实施范围，故凡依本发明专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。
Claims (6)
1.基于折叠推进梁结构的隧道超欠挖控制系统，包括推进梁主梁（3）、凿岩机（1）和钻杆（2），其特征在于，所述推进梁主梁（3）头部铰接有折叠梁（7），所述折叠梁（7）相对于推进梁主梁（3）的偏转角度为0°~180°；
所述推进梁主梁（3）和所述折叠梁（7）之间设置有铰接机构，所述铰接机构包括设置在推进梁主梁（3）头部的凸轮形连接板、铰接在折叠梁（7）尾部的“C”形连接梁一（4）以及铰接在连接梁一（4）和连接板之间的弯月形连接梁二（5）；
所述连接梁一（4）中部和所述折叠梁（7）头部之间铰接有折叠油缸（6），所述折叠梁（7）头部设置有用于校正钻杆（2）的前扶钎器（8），所述前扶钎器（8）紧抵在掌子面上。
2.根据权利要求1所述的基于折叠推进梁结构的隧道超欠挖控制系统，其特征在于，所述凿岩机（1）滑接在所述推进梁主梁（3）上，凿岩机（1）驱动钻杆（2）运动；
所述推进梁主梁（3）头部设置有扶钎器一，所述钻杆（2）穿过所述扶钎器一，钻杆（2）与推进梁主梁（3）平行分布。
3.根据权利要求1所述的基于折叠推进梁结构的隧道超欠挖控制系统，其特征在于，所述推进梁主梁（3）头部和折叠梁（7）尾部铰接以形成铰接点A（14），所述铰接点A（14）与所述连接板位置对应。
4.根据权利要求1所述的基于折叠推进梁结构的隧道超欠挖控制系统，其特征在于，所述连接板小径的一端与所述连接梁二（5）铰接以形成铰接点B（12）；
所述连接梁二（5）与所述连接梁一（4）首端铰接以形成铰接点C（9），连接梁一（4）尾端与所述折叠梁（7）尾部铰接以形成铰接点D（11）。
5.根据权利要求4所述的基于折叠推进梁结构的隧道超欠挖控制系统，其特征在于，所述连接梁一（4）和连接梁二（5）连接组合呈优弧状。
6.根据权利要求1所述的基于折叠推进梁结构的隧道超欠挖控制系统，其特征在于，所述折叠油缸（6）与所述连接梁一（4）中部铰接以形成铰接点E（10），折叠油缸（6）与所述折叠梁（7）头部铰接以形成铰接点F（13）。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2699396A1 (en) * | 2010-04-09 | 2011-10-09 | Yves Nelson | Foldable or detachable feed rail for rock drill |
| CN202202810U (zh) * | 2011-09-07 | 2012-04-25 | 湖南恒至凿岩科技有限公司 | 一种钻车连杆三铰点侧摆回转机构 |
| CN109869097A (zh) * | 2019-04-04 | 2019-06-11 | 中铁工程装备集团隧道设备制造有限公司 | 一种隧道周边炮孔钻进的推进梁总成 |
| CN110056366A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-07-26 | 中铁工程装备集团有限公司 | 一种敞开式tbm辅助撑靴装置 |
| CN209586365U (zh) * | 2019-03-08 | 2019-11-05 | 四川钻神智能机械制造有限公司 | 一种凿岩台车用推进机构 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2699396A1 (en) * | 2010-04-09 | 2011-10-09 | Yves Nelson | Foldable or detachable feed rail for rock drill |
| CN202202810U (zh) * | 2011-09-07 | 2012-04-25 | 湖南恒至凿岩科技有限公司 | 一种钻车连杆三铰点侧摆回转机构 |
| CN209586365U (zh) * | 2019-03-08 | 2019-11-05 | 四川钻神智能机械制造有限公司 | 一种凿岩台车用推进机构 |
| CN109869097A (zh) * | 2019-04-04 | 2019-06-11 | 中铁工程装备集团隧道设备制造有限公司 | 一种隧道周边炮孔钻进的推进梁总成 |
| CN110056366A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-07-26 | 中铁工程装备集团有限公司 | 一种敞开式tbm辅助撑靴装置 |
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