CN115680690A - 掘进机截割装置及悬臂式纵轴掘进机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种掘进机截割装置及悬臂式纵轴掘进机,掘进机截割装置包括纵轴截割部和设置于纵轴截割部左右两侧的平台装置，平台装置包括作业平台、滑动机构以及回转机构；悬臂式纵轴掘进机包括底盘、回转体、掘进机截割装置等；本发明在现有纵轴截割部上配备机载平台装置，支护作业前，先将作业平台迅速向前移动至纵轴截割部的滚筒前上方并回转至与纵轴截割部的纵向轴线垂直状态；支护作业完毕，迅速将作业平台向后滑移至纵轴截割部的滚筒后方并回转至与纵轴截割部的纵向轴线平行状态，整体结构紧凑，作业安全性能好，作业效率高，并且几乎不影响掘进机的正常掘进作业。

Description

掘进机截割装置及悬臂式纵轴掘进机

技术领域

本发明涉及掘进机技术领域，尤其涉及一种掘进机截割装置及采用该掘进机截割装置的悬臂式纵轴掘进机。

背景技术

无论是国内煤矿还是国外煤矿，除了极少数矿区外，煤巷掘进施工顶板不稳定的居多，导致“掘”与“锚”两个工序之间相互转换的步距绝大多数在2.0m以内；在这样的地质条件施工，悬臂式纵轴掘进机虽然有许多不足之处，与悬臂式横轴掘进机(包括连采机及其衍生出的掘锚一体机)和全断面掘进机等机型相比，该机型仍然具有无可比拟的突出优势，因此该机型过去是并且今后仍将是世界各国煤巷掘进施工的主流技术装备，所以非常有必要针该机型中存在的诸多不足之处，深入研究包括提高支护作业技术水平在内的一系列相关技术。

就悬臂式纵轴掘进机所施工煤巷高度来说，绝大多数巷道高度在3.0～4.0m；巷道高度达到3.0m以上时，就超出了以巷道底板为作业基础的支护作业人员作业所能及的范围，施工现场通常采用两种作业方式予以应对，一是采用借助于搭建在巷道底板上的作业平台进行支护作业，二是采用蹬渣作业方式进行支护作业；所谓蹬渣作业，即进行巷道顶板支护和巷帮上部支护作业时，作业人员脚踩在煤体或者煤渣上进行支护作业，而煤体和煤渣是在掘进机切割和装载时故意为蹬渣支护作业专门预留下的。

如果借助于作业平台进行支护作业，作业平台既可以随用随装，用完立即拆除，也可以施工期间把作业平台组装起来一直在作业地点和作业地点后方之间反复来回搬运；但是为满足强度和稳定性的需要作业平台必须有较大的体量，所以无论采用来回搬运转移方式，还是采用随用随装方式，都非常费时费力，不仅劳动强度大，而且都会明显降低施工速度。

如果采用蹬渣作业方式进行支护作业，不仅由于煤体、煤渣崎岖不平不便于施工作业，而且由于预留煤体或者煤渣，使掘进机本来在一个“掘”与“锚”相互转换步距中，一次就可完成的巷道全断面煤体截割与物料装载的工作量，不得不分成两次才能完成，从而使得“掘”与“锚”两个工序之间的转换次数增加了一倍，也因此而明显增加了工序转换的无效工作量和时间，使得作业效率和施工速度降低。

现有技术提供了一种掘进施工作业平台装置，是以掘进机截割部为基础搭建可快速拆装的施工作业平台，其优点是作业平台既不会对掘进机的掘进作业产生不利影响，成本非常低，也不影响在掘进机上配置机载锚杆钻机和对掘进机进行深度升级；但是该技术存在着作业平台需要频繁拆装，增加了额外劳动量，占用一定的有效作业时间的问题。

现有技术还提供了另一种以掘进机截割部为基础的机载支护作业平台，作业平台采用骑跨方式安装在截割部上，并且作业平台以翻转或者滑移的方式前伸和后缩，以折叠打开的方式向左右两侧扩展，这种支护作业平台优点是作业平台实现了机载化，没有手工作业的重体力劳动；但是该技术存在的突出问题是，支护作业平台体量过大，占用空间比较大，即使作业平台完全后缩到位仍然对掘进机的正常掘进作业有较大影响，也影响到在掘进机上配置高效机载锚杆钻机和对掘进机的深度技术升级。

综上所述，现有技术均存在不同的不足之处，还需要进一步研究新的相关技术。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的第一个技术问题是：提供一种配备有机载平台的掘进机截割装置，支护作业前平台在液压油缸驱动下前移并回转，支护作业后掘进作业前平台在液压油缸驱动下后移并回转，提高作业效率和作业安全性，并且不影响正常掘进作业。

基于一个总的技术构思，本发明所要解决的第二个技术问题是：提供一种采用该掘进机截割装置的悬臂式纵轴掘进机，提高作业效率和作业安全性。

为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是：掘进机截割装置，所述掘进机截割装置包括纵轴截割部，还包括平台装置，所述平台装置包括滑动机构和作业平台，所述滑动机构包括固定设置于所述纵轴截割部的滑动导轨、滑动安装于所述滑动导轨的滑动导杆、驱动所述滑动导杆沿纵向往复滑动的伸缩油缸，所述伸缩油缸分别与所述纵轴截割部和与所述滑动导杆连接，所述作业平台安装于所述滑动导杆。

其中，所述平台装置还包括回转机构，所述回转机构包括回转基座、回转油缸、竖向转轴，所述回转基座固定设置于所述滑动导杆，所述回转油缸固定设置于所述回转基座，所述竖向转轴转动安装于所述回转基座，所述竖向转轴的下部与所述回转油缸的输出端传动连接，所述竖向转轴的上部与所述作业平台连接。

其中，所述回转机构还包括连接臂，所述竖向转轴的上端与所述连接臂的一端固定连接，所述连接臂的另一端与所述作业平台铰接，所述连接臂与所述作业平台之间设置有用于驱动所述作业平台绕铰接中心线转动的角度调节机构。

其中，所述角度调节机构包括竖向设置的调节丝杠，所述调节丝杠与所述连接臂螺纹连接，并且所述调节丝杠还与所述作业平台抵接。

其中，所述纵轴截割部的纵向轴线左右两侧分别设置有所述平台装置，左右两侧的所述滑动导杆之间设置有连接架，所述连接架分别与左右两侧的所述滑动导杆连接。

其中，所述滑动导轨为管状导轨，所述滑动导杆的外周面与所述管状导轨的内周面形状相适配。

其中，所述滑动导杆至少一部分为空心结构，所述伸缩油缸插入所述滑动导杆的所述空心结构内。

其中，所述伸缩油缸的缸体与所述滑动导杆铰接，所述伸缩油缸的活塞杆与所述纵轴截割部铰接；或者，所述伸缩油缸的活塞杆与所述滑动导杆铰接，所述伸缩油缸的缸体与所述纵轴截割部铰接。

为解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案是：悬臂式纵轴掘进机，所述悬臂式纵轴掘进机包括底盘和直接或者间接转动设置于所述底盘的回转体，所述底盘包括机架本体和与所述机架本体连接的左右行走部，还包括以上所述的掘进机截割装置，所述掘进机截割装置的所述纵轴截割部通过横向铰轴与所述回转体铰接，所述纵轴截割部与所述回转体之间设置有升降伸缩油缸。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

由于本发明的掘进机截割装置包括纵轴截割部和安装于纵轴截割部的平台装置，平台装置包括由滑动导轨、滑动导杆、伸缩油缸组成的滑动机构和安装于滑动导杆的作业平台；在掘进机停止截割与装载作业之后进行支护作业之前，作业平台能够在伸缩油缸驱动下迅速向前滑移至纵轴截割部的滚筒前上方，满足对滚筒前上方顶板进行及时支护的要求，提高作业安全性，这对在不稳定顶板条件下的掘进施工过程中，预防顶板冒落具有十分重要的意义；支护作业完毕在掘进机进行截割与装载作业之前，作业平台能够在伸缩油缸驱动下迅速向后滑移至纵轴截割部的滚筒后方，不影响正常掘进作业。

由于平台装置还包括回转机构，作业平台向后滑移至纵轴截割部滚筒后方，在回转油缸驱动下回转至与纵轴截割部的纵向轴线平行状态，平台装置的布置与纵轴截割部的结构及外形高度适配，占用空间非常小，使得纵轴截割部即使配置了机载支护作业平台，其结构仍然十分紧凑，作业平台为进行支护作业提供有利保障情况下，不会影响到掘进机的正常掘进作业，还为掘进机配置高效的机载锚杆钻机等机载设备创造了有利条件。

由于回转机构还设置有调节作业平台角度的角度调节机构，角度调节机构包括调节丝杠，当因纵轴截割部高度调整引起作业平台不能保持水平状态时，通过转动调节丝杠即可将作业平台调整到水平状态，适应纵轴截割部高度调整，满足支护作业要求。

综上所述，本发明的掘进机截割装置，在现有纵轴截割部上配备机载平台装置，支护作业时，作业平台能够迅速向前移动至纵轴截割部的滚筒前上方并回转至与纵轴截割部的纵向轴线垂直状态；支护作业完毕，能够迅速向后滑移至纵轴截割部的滚筒后方并回转至与纵轴截割部的纵向轴线平行状态，不影响正常掘进作业，作业安全性能好，作业效率高，整体结构紧凑。相应地，采用了本发明掘进机截割装置的悬臂式纵轴掘进机，也必然具有上述有益效果。

附图说明

图1是本发明实施例的掘进机截割装置结构示意图(处于支护状态)；

图2是本发明实施例的掘进机截割装置处于掘进状态示意图；

图3是图2中的A向示意图；

图中：1-纵轴截割部；2-伸缩油缸；3-滑动导轨；4-滑动导杆；41-连接销；5-作业平台；6-回转基座；7-回转油缸；8-竖向转轴；9-连接架；10-连接臂；11-销轴；12-调节丝杠。

具体实施方式

需要说明的是，在本文描述中，除非另有规定或限定，术语“相连”、“连接”、“相连接”等应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接或液压连接；可以是两个元件之间的直接相连，还可以是通过中间媒介间接相连，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的具体含义。

为了便于理解，本文中作如下约定：纵向，指掘进机的前后方向；横向，指掘进机的左右方向；竖向，指掘进机的上下方向。

下面结合附图和实施例对本发明做详细的非限制性说明。

如图1、图2和图3共同所示，本发明实施例的掘进机截割装置包括纵轴截割部1和设置于纵轴截割部1的平台装置，在纵轴截割部1的纵向轴线左右两侧分别设置有所述平台装置。平台装置包括作业平台5、滑动机构以及回转机构。

其中，滑动机构包括固定设置于纵轴截割部1的滑动导轨3、滑动安装于滑动导轨3的滑动导杆4、驱动滑动导杆4沿纵向往复滑动的伸缩油缸2，伸缩油缸2分别与纵轴截割部1和滑动导杆4连接，作业平台5安装于滑动导杆4。进一步地，左右两侧的滑动导杆4之间还设置有连接架9，连接架9分别与左右两侧的滑动导杆4固定连接，连接架9的设置，能防止滑动导杆4在滑动过程中发生转动造成两侧平台装置不稳定。

其中，滑动导轨3优选采用管状导轨，包括但不限于圆管状，滑动导杆4的外周面与管状导轨的内周面形状相适配。

其中，滑动导杆4优选采用管状导杆，沿其整个长度都是空心结构；或者，滑动导杆4至少一部分为空心结构；伸缩油缸2插入滑动导杆4的空心结构内。将伸缩油缸2内置于滑动导杆4的设置方式，结构紧凑，占用空间小。

本实施例中，伸缩油缸2的缸体与滑动导杆4的前端通过连接销41铰接，伸缩油缸2的活塞杆端部与纵轴截割部1通过销轴铰接。显然，不局限于此种连接方式，还可以是伸缩油缸2的活塞杆端部与滑动导杆4的前端通过连接销铰接，伸缩油缸2的缸体与纵轴截割部1通过销轴铰接。优选采用前种连接方式，可以避免活塞杆因与滑动导轨滑动配合产生磨损而降低使用寿命。

其中，回转机构包括回转基座6、回转油缸7、竖向转轴8以及连接臂10。回转基座6固定设置于滑动导杆4的前端，回转油缸7固定设置于回转基座6下部，竖向转轴8转动安装于回转基座6，竖向转轴8的下部与回转油缸7的输出端传动连接，竖向转轴8的上部与作业平台5相连。

具体地，竖向转轴8的上端与连接臂10的一端通过平键固定连接，连接臂10的另一端通过销轴11与作业平台5铰接，连接臂10与作业平台5之间设置有用于驱动作业平台5绕铰接中心线(即销轴11的中心线)转动的角度调节机构。具体地，角度调节机构包括竖向设置的调节丝杠12，调节丝杠12与连接臂10螺纹连接，调节丝杠12的上部抵接作业平台5，为增大抵接面积，在调节丝杠12的上部固定设置支撑圆盘。当纵轴截割部1进行高度调整引起作业平台5不能保持水平状态时，通过转动调节丝杠12即可将作业平台5调整到水平状态，满足水平支护作业要求，适应纵轴截割部高度调整需要。

本发明实施例的悬臂式纵轴掘进机包括底盘、直接或者间接转动设置于底盘的回转体、以上所述的掘进机截割装置以及本领域技术人员所熟知的其它已知结构，掘进机截割装置的纵轴截割部1通过横向铰轴与回转体铰接，纵轴截割部1与回转体之间设置有升降伸缩油缸。因悬臂式纵轴掘进机的其余未详细述及部分皆为本领域技术人员的已知技术，在此不再详细图示及赘述。

如图1所示，在掘进机停止截割与装载作业之后进行支护作业之前，作业平台5能够在伸缩油缸2驱动下迅速向前滑移至纵轴截割部1的滚筒前上方，并在回转油缸7驱动下回转至与纵轴截割部1的纵向轴线垂直状态，满足对滚筒前上方顶板进行及时支护预防顶板冒落的要求，这对在不稳定顶板条件下的掘进施工过程中，预防冒顶事故具有十分重要的意义；如图2所示，支护作业完毕在掘进机进行截割与装载作业之前，作业平台5能够在伸缩油缸2驱动下迅速向后滑移至纵轴截割部1的滚筒后方，并在回转油缸7驱动下回转至与纵轴截割部1的纵向轴线平行状态，不影响正常掘进作业，平台装置的布置与纵轴截割部1的结构及外形高度适配，占用空间非常小，使得纵轴截割部1即使配置了机载支护作业平台，其结构仍然十分紧凑，作业平台为进行安全支护作业提供有利保障情况下，不仅不会影响到掘进机的正常掘进作业，还为掘进机配置高效的机载锚杆钻机等机载设备创造了有利条件。

以上所述为本发明较佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分皆为本领域的已知技术，本发明的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换皆在本发明保护范围内。

Claims (9)

1.掘进机截割装置，所述掘进机截割装置包括纵轴截割部，其特征在于，所述掘进机截割装置还包括平台装置，所述平台装置包括：

滑动机构和作业平台，所述滑动机构包括固定设置于所述纵轴截割部的滑动导轨、滑动安装于所述滑动导轨的滑动导杆、驱动所述滑动导杆沿纵向往复滑动的伸缩油缸，所述伸缩油缸分别与所述纵轴截割部和所述滑动导杆连接，所述作业平台安装于所述滑动导杆。

2.如权利要求1所述的掘进机截割装置，其特征在于，所述平台装置还包括回转机构，所述回转机构包括回转基座、回转油缸、竖向转轴，所述回转基座固定设置于所述滑动导杆，所述回转油缸固定设置于所述回转基座，所述竖向转轴转动安装于所述回转基座，所述竖向转轴的下部与所述回转油缸的输出端传动连接，所述竖向转轴的上部与所述作业平台连接。

3.如权利要求2所述的掘进机截割装置，其特征在于，所述回转机构还包括连接臂，所述竖向转轴的上端与所述连接臂的一端固定连接，所述连接臂的另一端与所述作业平台铰接，所述连接臂与所述作业平台之间设置有用于驱动所述作业平台绕铰接中心线转动的角度调节机构。

4.如权利要求3所述的掘进机截割装置，其特征在于，所述角度调节机构包括竖向设置的调节丝杠，所述调节丝杠与所述连接臂螺纹连接，并且所述调节丝杠还与所述作业平台抵接。

5.如权利要求1至4任一项所述的掘进机截割装置，其特征在于，所述纵轴截割部的纵向轴线左右两侧分别设置有所述平台装置，左右两侧的所述滑动导杆之间设置有连接架，所述连接架分别与左右两侧的所述滑动导杆连接。

6.如权利要求1所述的掘进机截割装置，其特征在于，所述滑动导轨为管状导轨，所述滑动导杆的外周面与所述管状导轨的内周面形状相适配。

7.如权利要求1所述的掘进机截割装置，其特征在于，所述滑动导杆至少一部分为空心结构，所述伸缩油缸插入所述滑动导杆的所述空心结构内。

8.如权利要求7所述的掘进机截割装置，其特征在于，所述伸缩油缸的缸体与所述滑动导杆铰接，所述伸缩油缸的活塞杆与所述纵轴截割部铰接；或者，所述伸缩油缸的活塞杆与所述滑动导杆铰接，所述伸缩油缸的缸体与所述纵轴截割部铰接。

9.悬臂式纵轴掘进机，所述悬臂式纵轴掘进机包括：底盘和直接或者间接转动设置于所述底盘的回转体，所述底盘包括机架本体和与所述机架本体连接的左右行走部，其特征在于，还包括权利要求1-8任一项所述的掘进机截割装置，所述掘进机截割装置的所述纵轴截割部通过横向铰轴与所述回转体铰接，所述纵轴截割部与所述回转体之间设置有升降伸缩油缸。

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