CN114810113A - 一种掘进机截割机构整体伸缩结构及伸缩方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于悬臂式掘进机技术领域，具体是一种掘进机截割机构整体伸缩结构及伸缩方法。包括截割机构和机架，机架包括机架本体，机架本体前端左右对称位置焊接有两组滑槽，滑槽内部安装有下部导向板与上部导向板，机架本体两侧的滑槽之间设置有伸缩平台，机架本体后端设置有油缸座，油缸座与伸缩平台之间设置伸缩油缸，伸缩平台上通过回转轴承安装回转机构，回转机构两侧与伸缩平台之间设置回转油缸，回转机构通过销轴与截割电机铰接，截割电机通过螺栓与连接筒的一端固定，连接筒的另一端与减速器连接，减速器通过螺栓与悬臂段连接，悬臂段与截割头连接。本发明相较于原先的悬臂段伸缩方式可靠性高，且可应用于半煤岩及岩巷。

Description

一种掘进机截割机构整体伸缩结构及伸缩方法

技术领域

本发明属于悬臂式掘进机技术领域，具体是一种掘进机截割机构整体伸缩结构及伸缩方法。

背景技术

悬臂式掘进机是井工煤矿用于巷道开挖的机械化设备，悬臂式掘进机依靠最前端的截割机构进行切割岩石，为了保证断面成形质量，往往在切割前，装载机构与两个后支撑腿要撑地作为辅助用于稳定机身，依靠截割部的伸缩悬臂段进行开槽与摆动切割，但这种伸缩悬臂段内部采用小尺寸平键导向，在遇到半煤岩、岩石工况时，截割部截割振动剧烈，平键极易磨损变形导致整个伸缩机构失效，因此硬岩掘进机通常不配置伸缩机构，当截割断面大时往往需要频繁调动整机进行截割，断面成形差且影响进尺效率。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供一种掘进机截割机构整体伸缩结构及伸缩方法。

本发明采取以下技术方案：一种掘进机截割机构整体伸缩结构，包括截割机构和机架，机架包括机架本体，机架本体前端左右对称位置焊接有两组滑槽，滑槽内部安装有下部导向板与上部导向板，机架本体两侧的滑槽之间设置有伸缩平台，机架本体后端设置有油缸座，油缸座与伸缩平台之间设置伸缩油缸，伸缩平台上通过回转轴承安装回转机构，回转机构两侧与伸缩平台之间设置回转油缸，回转机构通过销轴与截割电机铰接，截割电机通过螺栓与连接筒的一端固定，连接筒的另一端与减速器连接，减速器通过螺栓与悬臂段连接，悬臂段与截割头连接。

进一步的，下部导向板与上部导向板设置有油道与油槽。

进一步的，下部导向板与上部导向板呈夹角设置，所述的伸缩平台两侧对称设置有与夹角契合的斜边结构。

一种掘进机截割机构整体伸缩结构的伸缩方法，在截割机构与机架本体之间安装有两根轨道伸缩油缸，轨道伸缩油缸的一端通过销轴与伸缩平台铰接，轨道伸缩油缸的另一端通过销轴与机架本体铰接，通过轨道伸缩油缸的伸缩运动使得伸缩平台在机架本体的两个滑槽内前后滑移，实现整个截割机构相对于机架的前后移动，当轨道伸缩油缸伸长时，轨道伸缩油缸活塞杆推动伸缩平台在滑槽内向前移动进而带动截割头进行掏槽动作或截割臂大幅度上下、左右摆动截割；当轨道伸缩油缸缩短时，轨道伸缩油缸拉动伸缩平台收回使得截割头不进行截割作业。

与现有技术相比，本发明相较于原先的悬臂段伸缩方式可靠性高，且可应用于半煤岩及岩巷，解决了悬臂式掘进机原有伸缩机构在岩巷中使用故障率高的问题，使得悬臂式掘进机在半煤岩及岩巷中可以采用稳定机身、只控制截割部进行前后、左右、上下切割煤岩的方式，整个设备截割稳定性好，降低了元部件由于振动损坏的几率，同时也使得断面质量更易于保障。

附图说明

图1为本发明结构三维图I；

图2为本发明结构三维图II；

图3为本发明结构三维图III；

图4为机架结构三维图；

图中1-截割机构，2-机架，3-轨道伸缩油缸，4-截割头，5-悬臂段，6-减速器，7-连接筒，8-截割电机，9-升降油缸，10-回转机构，11-伸缩平台，12-回转油缸，13-回转轴承，14-机架本体，15-滑槽，16-下部导向板，17-上部导向板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-4所示，一种掘进机截割机构整体伸缩结构的截割机构1由截割头4、悬臂段5、减速器6、连接筒7、截割电机8、升降油缸9、回转机构10、伸缩平台11、回转油缸12以及回转轴承13等组成。悬臂段5一端采用螺栓与平键等方式与截割头4连接，悬臂段5另一端通过螺栓与减速器6连接；连接筒7一端通过螺栓与减速器6连接，连接筒7另一端通过螺栓与截割电机8连接；截割电机8通过销轴与回转机构10铰接；升降油缸9共有两根，升降油缸9一端通过销轴与连接筒7铰接，升降油缸9另一端通过销轴与回转机构10铰接；通过两根升降油缸9的伸缩实现截割头4的上下摆动；回转轴承13上部通过螺栓与回转机构10连接，回转轴承13下部通过螺栓与伸缩平台11连接；回转油缸12共两根，回转油缸12一端通过销轴与回转机构10铰接；回转油缸12另一端通过销轴与伸缩平台11铰接；通过两根回转油缸12的伸缩实现回转机构10绕回转轴承12的轴线转动，进而实现截割头4的左右摆动；同时伸缩平台11两端布置有滑轨。

机架2由机架本体14、下部导向板16与上部导向板17。其中机架本体14前端左右对称位置焊接有两组滑槽15，滑槽15内部安装有下部导向板16与上部导向板17；且下部导向板16与上部导向板17设置有油道与油槽，润滑脂能通过滑槽15外部进入到导向板表面，使得在滑槽15内、下部导向板16与上部导向板17之间的运动部件得到润滑。

掘进机截割机构整体伸缩方式：在截割机构1与机架本体14之间安装有两根轨道伸缩油缸3。轨道伸缩油缸3的一端通过销轴与伸缩平台11铰接，轨道伸缩油缸3的另一端通过销轴与机架本体14铰接。通过轨道伸缩油缸3的伸缩运动使得伸缩平台11在机架本体14的两个滑槽15内前后滑移，实现整个截割机构1相对于机架2的前后移动，当轨道伸缩油缸3伸长时，轨道伸缩油缸3活塞杆推动伸缩平台11在滑槽15内向前移动进而带动截割头4进行掏槽动作或截割臂大幅度上下、左右摆动截割；当轨道伸缩油缸3缩短时，轨道伸缩油缸3拉动伸缩平台11收回使得截割头4不进行截割作业。最终整个截割机构1可以通过两根回转油缸12、两根升降油缸9以及两根轨道伸缩油缸3的动作实现截割机构的上下、左右、前后切割煤岩。

一种掘进机截割机构整体伸缩结构的使用方法：悬臂式掘进机采用整体伸缩结构的截割机构1，同时配置机架2、伸缩型装载机构、行走机构、刮板输送机等，构成可实现快速截割的掘进机。

伸缩型装载机构主要由主铲板体、右侧扇形铲板体、右侧铲板体伸缩油缸、左侧铲板体伸缩油缸、左侧扇形铲板体、左、右爬爪、改向链轮、驱动装置等组成。其中，右侧铲板体伸缩油缸一端通过销轴与右侧扇形铲板体铰接，右侧铲板体伸缩油缸另一端通过销轴与主铲板体铰接，通过右侧铲板体伸缩油缸的伸缩运动实现右侧扇形铲板体绕主铲板体一铰接点旋转，使得右侧扇形铲板体可以相对主铲板体展开一定角度，实现伸缩型装载机构右侧宽度的变化；左侧铲板体伸缩油缸一端通过销轴与左侧扇形铲板体铰接，左侧铲板体伸缩油缸另一端通过销轴与主铲板体铰接，通过左侧铲板体伸缩油缸的伸缩运动实现左侧扇形铲板体绕主铲板体一铰接点旋转，使得左侧扇形铲板体可以相对主铲板体展开一定角度，实现伸缩型装载机构左侧宽度的变化；驱动装置采用螺栓固定到主铲板体；左、右爬爪采用螺栓+键的方式连接到驱动装置上，液压马达带动驱动装置进而驱动左、右爬爪进行旋转装料。

一种掘进机快速截割方法，包括以下步骤：

S100：截割作业前，掘进机置于巷道中间，截割机构1处于缩回状态，伸缩型装载机构紧贴底板，操作右侧铲板体伸缩油缸使得右侧扇形铲板体绕主铲板体一铰接点旋转一定角度，最终使得右侧扇形铲板体与巷道右帮紧贴；操作左侧铲板体伸缩油缸使得左侧扇形铲板体绕主铲板体一铰接点旋转一定角度，最终使得左侧扇形铲板体与巷道左帮紧贴；此时伸缩型装载机构的宽度与巷道宽度相同，实现全宽一次装料。

S200：截割作业时，保证机架2、伸缩型装载机构、行走机构等保持不动作，操作两根轨道伸缩油缸3动作，使得截割机构1相对机架2动作，实现掏槽及前进截割；同时，操作两根回转油缸12、两根升降油缸9动作，实现截割机构1上下、左右全断面截割。

S300：当两根轨道伸缩油缸3向前运动至最大行程时，说明截割机构1整体伸缩结构已达到最大行程，此时将截割机构1缩回至初始位置，行走机构向前运动，推动伸缩型装载机构向前一次全宽装料，当掘进机运行到巷道迎头时，一个截割循环完成。

传统的掘进机伸缩机构一般安装于截割头4与减速器6之间，由于截割机构1卧底时不能距离装载机构太远，否则就会出现截割头4截割下来的大量物料不能及时运出，影响后续锚杆支护、前探孔施工等其他工作的进行，因此截割机构1总体长度不能太长，这样截割伸缩行程就不会太大，目前安装于截割头4与减速器6之间的伸缩机构伸缩行程一般在500mm左右。本发明一种掘进机伸缩机构整体伸缩结构由于特殊的布置方式，只需保证截割机构完全收缩状态卧底后距离装载机构一定距离（200mm-300mm），伸缩行程能达到1000mm左右，是传统伸缩行程的2倍左右，伸缩行程的增加，会使得掘进机在截割过程中由以下几方面的优点：（1）大的伸缩行程能降低整机的调动频率，减少设备对巷道底板的往复碾压，避免后续对巷道底板的修复；（2）伸缩行程的增加，使得掘进机在行走机构等不动作的情况下一次掘进进尺提高（本发明一种掘进机截割机构整体伸缩结构不移机情况下一次掘进1000mm），有效提高掘进效率；（3）伸缩行程的提高会使得掘进机整机的适应性提高，较传统伸缩形式掘进机，本发明一种掘进机截割机构整体伸缩结构的截割高度与截割宽度都大幅提高；（4）传统的伸缩机构依靠内部安装的一个或数个平键用于抵抗截割传递的扭矩，由于受伸缩机构空间限制，平键尺寸不能太大，因此传统伸缩机构一般适用于全煤巷或局部夹矸的煤巷，本发明一种掘进机截割机构整体伸缩结构采用特殊双V形或其他结构，抵抗扭矩的受力接触面面积较大，可适用于半煤岩与岩巷，且整体伸缩结构简单，故障率低，可靠性高。

本发明一种掘进机快速截割工艺较传统悬臂式掘进机掘进效率大幅提高，一方面传统悬臂式掘进机采用不能伸缩装载机构，装载机构较巷道宽度要窄，为了完全清理截割下来的物料，掘进机往往需要进行多次往复调动才能清理干净，频繁的整机调动会大幅提高截割一个循环的时间，也容易造成对底板的反复碾压，本发明一种掘进机快速截割工艺采用伸缩型装载机构，根据巷道宽度调整装载机构宽度，实现全宽一次装料，有效提高装料效率，从而提高进尺效率；另一方面较传统掘进机更大的伸缩行程，使得在保持整机不调动的情况下一次截割进尺大幅提高，提高进尺效率，从这两方面使得掘进进尺效率提高，有效缓解“采掘失调”。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种掘进机截割机构整体伸缩结构，其特征在于：包括截割机构（1）和机架（2），机架（2）包括机架本体（14），机架本体（14）前端左右对称位置固定有两组滑槽（15），滑槽（15）内部安装有下部导向板（16）与上部导向板（17），机架本体（14）两侧的滑槽（15）之间设置有伸缩平台（11），机架本体（14）后端设置有油缸座，油缸座与伸缩平台（11）之间设置伸缩油缸（3），伸缩平台（11）上通过回转轴承（13）安装回转机构（10），回转机构（10）两侧与伸缩平台（11）之间设置回转油缸（12），回转机构（10）与截割电机（8）铰接，截割电机（8）与连接筒（7）的一端固定，连接筒（7）的另一端与减速器（6）连接，减速器（6）与悬臂段（5）连接，悬臂段（5）与截割头（4）连接。

2.根据权利要求1所述的掘进机截割机构整体伸缩结构，其特征在于：所述的下部导向板（16）与上部导向板（17）设置有油道与油槽。

3.根据权利要求2所述的掘进机截割机构整体伸缩结构，其特征在于：所述的下部导向板（16）与上部导向板（17）呈夹角设置，所述的伸缩平台（11）两侧对称设置有与夹角契合的斜边结构。

4.一种如权利要求2所述的掘进机截割机构整体伸缩结构的伸缩方法，其特征在于：在截割机构（1）与机架本体（14）之间安装有两根轨道伸缩油缸（3），轨道伸缩油缸（3）的一端通过销轴与伸缩平台（11）铰接，轨道伸缩油缸（3）的另一端通过销轴与机架本体（14）铰接，通过轨道伸缩油缸（3）的伸缩运动使得伸缩平台（11）在机架本体（14）的两个滑槽（15）内前后滑移，实现整个截割机构（1）相对于机架（2）的前后移动，当轨道伸缩油缸（3）伸长时，轨道伸缩油缸（3）活塞杆推动伸缩平台（11）在滑槽（15）内向前移动进而带动截割头（4）进行掏槽动作或截割臂大幅度上下、左右摆动截割；当轨道伸缩油缸（3）缩短时，轨道伸缩油缸（3）拉动伸缩平台（11）收回使得截割头（4）不进行截割作业。

Images