CN115323877A - 矿下铣刨机 - Google Patents

Abstract

本发明矿下铣刨机，包括车架系统，在车架系统上设置行走系统、铣刨系统、皮带输料机系统、防爆柴油机、液压系统和防爆控制系统；行走系统为履带式行走系统，包括前后各两对履带轮；铣刨系统位于前后两对履带轮之间，包括铣刨筒体，铣刨筒体与防爆柴油机连接，驱动铣刨筒体沿其中心轴自转，铣刨筒体连接切深控制机架，在铣刨筒体的外壁上设置若干沿螺旋线布设的铣刨刀具；皮带输料机系统设置在车架系统的前部，包括一级皮带机构和二级皮带机构,可将铣刨碎料抛出。本发明利用滚动铣削的方式把巷道内路面局部或全部破碎，将铣削下来的碎料经处理后，可直接用于巷道路面层重新铺筑，其具有工作效率高、智能化程度高、安全性强等优点。

Description

矿下铣刨机

技术领域

本发明涉及铣刨机技术领域，具体涉及一种矿下铣刨机。

背景技术

煤炭为我国重要能源之一，随着经济的发展，煤炭的需求量越来越大，煤矿的开采任务也越来越繁重。

在地下煤矿的开采作业中，随着掘进机作业战线不断延长，煤矿巷道的路面会形成高低不平的凸起和坑洼。巷道路面产生不平整主要原因包括以下几个方面：第一是由于掘进工艺产生的巷道煤层路面的凹凸不平等；第二是由于大地压力产生的巷道地面隆起；第三是由于运输车辆车轮碾压产生的车辙；第四是巷道内破损的旧水泥混凝土路面。

因此，需要对煤矿巷道的地面进行平整，在狭窄的掘进工作面环境下，现有的地面平整机械无法完成对矿下掘进工作面的地面进行平整作业，与此同时，矿下环境复杂，需要时刻提防瓦斯爆炸，而地面装置显然无法满足防爆要求，因此，如何解决巷道路面修平是当前亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种矿下铣刨机，解决狭窄巷道路面的铣刨修平问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

矿下铣刨机，包括车架系统，在车架系统上设置行走系统、铣刨系统、皮带输料机系统、防爆柴油机、液压系统和防爆控制系统；所述行走系统为履带式行走系统，包括前后各两对履带轮，它们设置在车架系统的下方且与液压系统连接；所述铣刨系统设置在车架系统的下方，位于前后两对履带轮之间，铣刨系统包括铣刨筒体，铣刨筒体的两端通过安装法兰与防爆柴油机的动力输出部连接，驱动铣刨筒体沿其中心轴自转，铣刨筒体连接切深控制机架，切深控制机架与液压系统连接，在铣刨筒体的外壁上设置若干铣刨刀具，若干铣刨刀具沿螺旋线布设在铣刨筒体上；所述皮带输料机系统设置在车架系统的前部，包括一级皮带机构和二级皮带机构，一级皮带机构的一端位于的铣刨筒体的下方，另一端位于在二级皮带的上方，一级皮带机构和二级皮带机构的皮带转轴均与液压系统连接。

进一步的，所述前后各两对履带轮分别设置在左前立柱、右前立柱、左后立柱、右后立柱下部，各立柱内均设置有液压管路、液压阀、液压马达和转向马达，各立柱固定于车架系统上。

进一步的，在所述铣刨筒体外壁上均匀网格状布满刀具支座，铣刨刀具设置在刀具支座上，若干铣刨刀具构成单排连续螺旋线结构、多排交错螺旋线结构或多排平行螺旋线结构，在铣刨筒体上设置多组集料板，多组集料板沿螺旋线布置，集料板垂直于铣刨筒体。

进一步的，所述一级皮带机构通过固定支架设置在车架系统的前部下方，承接于铣刨筒体转动的切线方向；所述二级皮带机构通过摆动液压支架设置在车架系统前端，摆动液压支架与液压系统连接，摆动液压支架可拉动二级皮带机构整体相对铣刨机纵向中轴线偏转。

进一步的，所述防爆控制系统包括主控制柜和操作台，操作台包括控制端和显示屏，主控制柜为矿用隔爆本安控制柜，其通过矿用电缆与各个控制目标连接。

进一步的，所述矿下铣刨机还包括除尘系统，除尘系统包括除尘水箱、水管和扇形水喷嘴，扇形水喷嘴正对铣刨筒体。

进一步的，所述矿下铣刨机还包括自动找平系统，自动找平系统包括前激光测距传感器、后激光测距传感器、倾角传感器和找平控制器，前激光测距传感器和后激光测距传感器分别位于铣刨筒体的前侧和后侧，固定设置在车架系统的下端面，其检测面垂直向下，所述倾角传感器设置在车架系统上；前激光测距传感器、后激光测距传感器、倾角传感器均与找平控制器连接，找平控制器连接防爆控制系统。

进一步的，所述矿下铣刨机还包括自动找平系统，自动找平系统包括前超声波测距传感器、后超声波测距传感器、倾角传感器和找平控制器，前超声波测距传感器和后超声波测距传感器分别位于铣刨筒体的前侧和后侧，固定设置在车架系统的下端面，其检测面垂直向下，所述倾角传感器设置在车架系统上；前超声波测距传感器、后超声波测距传感器、倾角传感器均与找平控制器连接，找平控制器连接防爆控制系统。

进一步的，所述矿下铣刨机还包括遥控系统，遥控系统包括矿用本安遥控接收器和与本安遥控接收器无线连接的遥控操作器，矿用本安遥控接收器与防爆控制系统连接。

进一步的，所述矿下铣刨机还包括监控预警系统，监控预警系统包括人员靠近报警器、倒车雷达报警器、防爆柴油机散热温度传感器、切深反馈传感器、铣刨工作面温度传感器、除尘水箱液位传感器。

进一步的，履带轮可选用直线形履带轮或者三角形履带轮。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明矿下铣刨机主要由车架系统、二级皮带输料系统、履带式行走系统、液压系统、防爆动力系统、防爆电控系统以及铣刨系统等构成，应用于煤矿井下巷道路面的养护施工，主要用于巷道破损路面的翻新、巷道运输车辆车辙的清除、煤层路面凹凸不平的修复等；其工作原理是利用滚动铣削的方式把巷道内路面局部或全部破碎，将铣削下来的碎料经处理后，可直接用于巷道路面层重新铺筑，具有工作效率高、施工工艺简单、铣削深度易于控制、操作灵活简便、机动性能好、智能化程度高、安全性强等优点。

当然地，实施本发明的各技术方案并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1是本发明实施例1的整体结构示意图；

图2是本发明实施例1铣刨筒体的结构示意图；

图3是本发明实施例1自动找平系统的工作原理示意图；

图中，1-车架系统，2-履带轮，3-左前立柱、4-右前立柱、5-左后立柱、 6-右后立柱，7-铣刨系统，8-铣刨筒体，9-刀具支座，10-铣刨刀具，11-集料板，12-一级皮带机构，13-二级皮带机构，14-摆动液压支架，15-喷雾装置， 16-防爆柴油机，17-液压系统，18-防爆控制系统，19-前激光测距传感器，20- 后激光测距传感器，21-倾角传感器。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

煤矿运煤巷道由于运输车辆长时间载重运行造成巷道路面严重变形，如何解决巷道路面修平是当前亟待解决的问题。铣刨机作为高速公路和其他市区道路的路面铣平设备，在道路上广泛应用。煤矿巷道也可以通过铣刨机进行巷道铣平工作。

实施例1：

参见图1，一种矿下铣刨机，包括车架系统1，车架系统1为整机各系统组成部分的联系纽带，车架系统1主体为钢构，车架系统1总体的自重分布前后平衡，保证了铣刨机整体刚度、强度和稳定性。

在车架系统1上设置行走系统、铣刨系统7、皮带输料机系统、防爆柴油机 16、液压系统17和防爆控制系统18；

行走系统为履带式行走系统，包括前后各两对履带轮2，四个履带轮2分别设置在左前立柱3、右前立柱4、左后立柱5、右后立柱6下部，各立柱内均设置有液压管路、液压阀、液压马达和转向马达，各立柱固定于车架系统1的四角位置；在本实施例中，行走系统的履带轮选用直线形履带轮，其规格为1500 ×260×560mm，各履带轮连接转向马达均具备转向功能，驱动行走的液压马达采用双排量液压马达，整机低速作业时，马达处于大排量状态，高速转场行驶时，马达处于小排量状态，前进后退均可无级变速。在其他实施例中，行走系统的履带轮也可以选用三角形履带轮，其具有更好的通过性与更高的机动性能，满足更苛刻的行走条件。

参见图2，铣刨系统7设置在车架系统1的下方，位于前后两对履带轮2之间，铣刨系统7包括铣刨筒体8，铣刨筒体8通过切深控制机架连接在车架系统 1上，切深控制机架根据切深要求、路面材质，其通过防爆控制系统18的控制可给予最大200mm的切深伸缩量，铣刨筒体8的两端通过安装法兰与防爆柴油机的动力输出部连接，防爆柴油机的动力输出部可以驱动铣刨筒体8沿其中心轴高速自转，沿铣刨筒体8的外壁均匀的网格状布置刀具支座9，铣刨刀具10 设置在刀具支座9上，若干铣刨刀具9呈螺旋状排布于铣刨筒体8表面，本实施例中，若干铣刨刀具9呈三排交错的螺旋线结构，其他实施例中，若干铣刨刀具也可以呈单排连续螺旋线结构或多排平行螺旋线结构。本实施例中，铣刨刀具的刀杆材质为42CrMo，刀尖为碳化钨合金，具有很强的切削强度。

在铣刨筒体8表面还设置有多组集料板11，多组集料板11沿螺旋线布置，相互交错，集料板11垂直于铣刨筒体8，在铣刨筒体8高速自转、铣刨刀具11 切削地面后，集料板11将铣刨刀具11打碎的地面材料收集并带离地面，最终送至皮带输料机系统。

皮带输料机系统设置在车架系统1的前部，包括一级皮带机构12和二级皮带机构13，一级皮带机构12通过固定支架设置在车架系统1的前部下方，一级皮带机构12较短，其承接于铣刨筒体8转动的切线方向，可以直接承接被铣刨筒体8抛出的地面碎料，二级皮带机构13通过摆动液压支架14设置在车架系统1的前端，二级皮带机构13较长，其下端位于一级皮带机构12的下方，可以承接一级皮带机构12运送出来的地面碎料，一级皮带机构12和二级皮带机构13的皮带转轴均与液压系统连接驱动，一级皮带机构12和二级皮带机构13的传送速度可无极调节；二级皮带机构13连接的摆动液压支架14也与液压系统连接，摆动液压支架14可左右拉动二级皮带机构13整体相对铣刨机纵向中轴线偏转，左右摆动的最大角度为±40°。

由于二级皮带机构整体较长，在本发明的另一个实施例中，二级皮带机构设计为可以折叠的结构，其折叠的实现由折叠液压油缸控制；与此同时，二级皮带机构设置有液压防跑偏张紧系统和防跑偏张紧调节机构，液压防跑偏张紧系统的动作与折叠液压油缸实现顺序联动；该功能可以大大减轻在调整皮带时的劳动强度，减少调整时间；同时也减轻了在折叠皮带时，对皮带的过度撑张作用，提高了皮带的使用寿命；两侧调整油缸的自适应调节功能，保证了两侧一致的张紧度，使皮带不易跑偏。

矿下铣刨机还包括除尘系统，除尘系统包括除尘水箱、水管和扇形水喷嘴，扇形水喷嘴正对铣刨筒体，喷嘴可以对铣刨刀具进行冷却，同时还能减少铣刨时的灰尘扩散。进一步的，给一级皮带机构和二级皮带机构均安装有喷雾装置 15，喷雾装置15与除尘水箱连接，用于在地面碎料输送过程中的喷雾降尘，满足环保要求。选用大容量的除尘水箱，可使除尘系统不间断工作更长时间。

本实施例的主要动力来源于防爆柴油机16，由于涉及矿下作业，防爆柴油机16的各项设计应严格符合防爆要求，其中，防爆柴油机18的所有线路通过矿用隔爆箱连接，保证防爆柴油机18的所有线路安全可靠；另外，防爆柴油机 18的蓄电池采用锂电池组构成，其容量为24V/100Ah，电池外壳采用隔爆客体包裹，保证其隔爆性能，所有防爆柴油机18关联的用电设备都通过接线腔连接到其他设备。在一个具体实施例中，防爆柴油机选用康明斯QSL8.9-C360构建，该防爆柴油机为水冷式，其功率为260kW，额定转速2200r/mi n。

本实施例的液压系统17主要包括整机油泵、液压控制阀、执行元件、液压油箱和液压管路等，各部件的选用均需要符合煤矿井下的安全要求；本发明装置液压系统17可概括为四个独立的液压单元系统，分别是行走液压系统(闭式系统)、皮带机液压系统(闭式系统)、冷却风扇液压系统(开式系统)和操控液压系统(开式系统)，液压系统实现的功能包括行驶液压驱动、输料驱动、油缸控制系统等。

参见图3，为了保证矿下铣刨机按预先设定的切深平稳运行，需要解决矿用铣刨机的找平难题，实时检测当前铣刨切深，并根据道路的变化情况实时调整切削深度。本实施例的自动找平系统包括前激光测距传感器19、后激光测距传感器20、倾角传感器21和找平控制器，前激光测距传感器19和后激光测距传感器20分别位于铣刨筒体的前侧和后侧，固定设置在车架系统1的下端面，其检测面垂直向下，倾角传感器21设置在车架系统上；前激光测距传感器19、后激光测距传感器20、倾角传感器21均与找平控制器连接，找平控制器连接于防爆控制系统18。

倾角传感器21可以测量当前矿下铣刨机的切深仰角和横坡角度。前激光测距传感器19可以测量当前道路的实时变化情况，判断当前路面的坡度，保证矿下铣刨机按当前路面趋势铣刨；后激光测距传感器20可以测量当前铣刨机后支点的高度，通过算法获得当下的铣刨深度，矿用铣刨机的找平控制器21接收到前后两个传感器的数据，调节铣刨筒体8的切深控制机架的高度值，使铣刨机按设计坡度运行，同时保证路面在很长路段的自动铣平工作，不受路面起伏的影响。

本实施例矿下铣刨机还包括监控预警系统，监控预警系统与防爆控制系统 18连接，监控矿下铣刨机的各工作状态，使其更加智能化和人性化，具体的，监控预警系统包括人员靠近报警器、倒车雷达报警器、防爆柴油机散热温度传感器、切深反馈传感器、铣刨工作面温度传感器、除尘水箱液位传感器，从各个方面对铣刨机的使用进行监控和预警。

矿用铣刨机作为矿下产品，电控系统的煤矿安全设计作为矿用设备设计不可或缺的一部分。本实施例中防爆控制系统18采用了基于CAN-bus总线技术的数字网络系统，主要包括主控制柜和操作台，主控制柜和操作台均为车载系统，操作台包括控制端和显示屏，主控制柜为矿用隔爆本安控制柜，其通过矿用电缆与各个控制目标连接，隔爆本安控制柜采用接线腔和元件腔独立的设计，保证绝对的煤矿安全，各本安元件和控制柜内元件采用矿用本安安全栅进行隔离，工作人员可以在矿用铣刨机的操作台上进行安全的现场操作。

实施例2：

与实施例1不同的是，本实施例中，自动找平系统采用超声波自动找平，在铣刨不同高度的路面时，可以根据超声波测距传感器检测到的信息，自动调整铣刨高度，提高矿下路面的整体平整度。

具体的，自动找平系统包括前超声波测距传感器、后超声波测距传感器、倾角传感器和找平控制器，前超声波测距传感器和后超声波测距传感器分别位于铣刨筒体的前侧和后侧，固定设置在车架系统的下端面，其检测面垂直向下，所述倾角传感器设置在车架系统上；前超声波测距传感器、后超声波测距传感器、倾角传感器均与找平控制器连接，找平控制器连接防爆控制系统。

实施例3：

与实施例1或者实施例2不同的是，矿下铣刨机还包括遥控系统。

本实施例中，监控预警系统与防爆控制系统连接，监控矿下铣刨机的各工作状态，使其更加智能化和人性化，具体的，监控预警系统包括人员靠近报警器、倒车雷达报警器、防爆柴油机散热温度传感器、切深反馈传感器、铣刨工作面温度传感器、除尘水箱液位传感器，从各个方面对铣刨机的使用进行监控和预警。

本实施例中防爆控制系统采用了基于CAN-bus总线技术的数字网络系统，主要包括主控制柜和操作台，主控制柜和操作台均为车载系统，操作台包括控制端和显示屏，主控制柜为矿用隔爆本安控制柜，其通过矿用电缆与各个控制目标连接，隔爆本安控制柜采用接线腔和元件腔独立的设计，保证绝对的煤矿安全，各本安元件和控制柜内元件采用矿用本安安全栅进行隔离，工作人员可以在矿用铣刨机的操作台上进行安全的现场操作。

遥控系统包括矿用本安遥控接收器和与本安遥控接收器无线连接的遥控操作器，并带有防爆型工控平板电脑，矿用本安遥控接收器与防爆控制系统连接，设置在车架系统外部；遥控操作器可供人员在较远位置、甚至地面进行矿下铣刨机的远程遥控操作，大大减少了人员的作业风险，工控平板电脑通过无线通信的方式可以完成对整机工作参数的设定，显示机器的工作状态参数及工作实时画面。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.矿下铣刨机，其特征在于，包括车架系统，在车架系统上设置行走系统、铣刨系统、皮带输料机系统、防爆柴油机、液压系统和防爆控制系统；所述行走系统为履带式行走系统，包括前后各两对履带轮，它们设置在车架系统的下方且与液压系统连接；所述铣刨系统设置在车架系统的下方，位于前后两对履带轮之间，铣刨系统包括铣刨筒体，铣刨筒体的两端通过安装法兰与防爆柴油机的动力输出部连接，驱动铣刨筒体沿其中心轴自转，铣刨筒体连接切深控制机架，切深控制机架与液压系统连接，在铣刨筒体的外壁上设置若干铣刨刀具，若干铣刨刀具沿螺旋线布设在铣刨筒体上；所述皮带输料机系统设置在车架系统的前部，包括一级皮带机构和二级皮带机构，一级皮带机构的一端位于的铣刨筒体的下方，另一端位于在二级皮带的上方，一级皮带机构和二级皮带机构的皮带转轴均与液压系统连接。

2.根据权利要求1所述矿下铣刨机，其特征在于，所述前后各两对履带轮分别设置在左前立柱、右前立柱、左后立柱、右后立柱下部，各立柱内均设置有液压管路、液压阀、液压马达和转向马达，各立柱固定于车架系统上。

3.根据权利要求1所述矿下铣刨机，其特征在于，在所述铣刨筒体外壁上均匀网格状布满刀具支座，铣刨刀具设置在刀具支座上，若干铣刨刀具构成单排连续螺旋线结构、多排交错螺旋线结构或多排平行螺旋线结构，在铣刨筒体上设置多组集料板，多组集料板沿螺旋线布置，集料板垂直于铣刨筒体。

4.根据权利要求1所述矿下铣刨机，其特征在于，所述一级皮带机构通过固定支架设置在车架系统的前部下方，承接于铣刨筒体转动的切线方向；所述二级皮带机构通过摆动液压支架设置在车架系统前端，摆动液压支架与液压系统连接，摆动液压支架可拉动二级皮带机构整体相对铣刨机纵向中轴线偏转。

5.根据权利要求1所述矿下铣刨机，其特征在于，所述防爆控制系统包括主控制柜和操作台，操作台包括控制端和显示屏，主控制柜为矿用隔爆本安控制柜，其通过矿用电缆与各个控制目标连接。

6.根据权利要求1所述矿下铣刨机，其特征在于，所述矿下铣刨机还包括除尘系统，除尘系统包括除尘水箱、水管和扇形水喷嘴，扇形水喷嘴正对铣刨筒体。

7.根据权利要求1所述矿下铣刨机，其特征在于，所述矿下铣刨机还包括自动找平系统，自动找平系统包括前激光测距传感器、后激光测距传感器、倾角传感器和找平控制器，前激光测距传感器和后激光测距传感器分别位于铣刨筒体的前侧和后侧，固定设置在车架系统的下端面，其检测面垂直向下，所述倾角传感器设置在车架系统上；前激光测距传感器、后激光测距传感器、倾角传感器均与找平控制器连接，找平控制器连接防爆控制系统。

8.根据权利要求1所述矿下铣刨机，其特征在于，所述矿下铣刨机还包括自动找平系统，自动找平系统包括前超声波测距传感器、后超声波测距传感器、倾角传感器和找平控制器，前超声波测距传感器和后超声波测距传感器分别位于铣刨筒体的前侧和后侧，固定设置在车架系统的下端面，其检测面垂直向下，所述倾角传感器设置在车架系统上；前超声波测距传感器、后超声波测距传感器、倾角传感器均与找平控制器连接，找平控制器连接防爆控制系统。

9.根据权利要求1所述矿下铣刨机，其特征在于，所述矿下铣刨机还包括遥控系统，遥控系统包括矿用本安遥控接收器和与本安遥控接收器无线连接的遥控操作器，矿用本安遥控接收器与防爆控制系统连接。

10.根据权利要求1所述矿下铣刨机，其特征在于，所述矿下铣刨机还包括监控预警系统，监控预警系统包括人员靠近报警器、倒车雷达报警器、防爆柴油机散热温度传感器、切深反馈传感器、铣刨工作面温度传感器、除尘水箱液位传感器。

Images