CN117948139B - 滚刀式岩石掘进机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种滚刀式岩石掘进机，涉及掘进机领域。本发明提供的滚刀式岩石掘进机包括车身、行走机构、截割装置、运料机构以及装料机构，行走机构设置于车身上，以通过行走机构带动车身行进；截割装置包括安装座、驱动单元以及刀盘，安装座活动连接于车身前端，驱动单元设置于安装座上，刀盘传动连接于驱动单元，以通过驱动单元驱动刀盘转动，刀盘的外周设置有多个用于截割岩土的滚刀；运料机构设置于车身，装料机构设置于运料机构的前端，且装料机构位于截割装置的下方，装料机构被配置为将截割装置截割下来的岩土装运至运料机构上，运料机构被配置为将岩土运送至掘进机后方。本发明提供一种滚刀式岩石掘进机，截割效率高、成本低。

Description

滚刀式岩石掘进机

技术领域

本发明涉及掘进机领域，尤其涉及一种滚刀式岩石掘进机。

背景技术

悬臂式掘进机是一种能够实现截割、装载运输及自行走的联合机组，其主要用于进行隧道挖掘。

现有的悬臂式掘进机主要由切割机构、装载机构、运输机构、行走机构以及液压系统等组成。其中，截割机构一般包括截割头，截割头上分布有镐形齿，掘进时，旋转的截割头通过其上的镐形齿对隧道掌子面进行截割，截割下的岩土通过装载机构和运输机构装运至指定位置。

然而，上述悬臂式掘进不仅截割效率低，且截割头上的镐形齿容易被磨损，需要频繁更换，导致成本高。

发明内容

为了解决背景技术中提到的至少一个问题，本发明提供一种滚刀式岩石掘进机，截割效率高、成本低。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供一种滚刀式岩石掘进机，包括车身、行走机构、截割装置、运料机构以及装料机构，行走机构设置于车身上，以通过行走机构带动车身行进；

截割装置包括安装座、驱动单元以及刀盘，安装座活动连接于车身前端，驱动单元设置于安装座上，刀盘传动连接于驱动单元，以通过驱动单元驱动刀盘转动，刀盘的外周设置有多个用于截割岩土的滚刀；

运料机构设置于车身，装料机构设置于运料机构的前端，且装料机构位于截割装置的下方，装料机构被配置为将截割装置截割下来的岩土装运至运料机构上，运料机构被配置为将岩土运送至掘进机后方。

作为一种可选的实施方式，车身包括前车身和后车身，后车身活动连接在前车身的后端，前车身和后车身均设置有行走机构。

作为一种可选的实施方式，前车身包括调节机构，调节机构包括连接座、连接架和驱动油缸，连接座与安装座连接，连接架的前端与连接座活动连接，驱动油缸连接在连接架和连接座之间，以通过驱动油缸驱动截割装置进行摆动。

作为一种可选的实施方式，前车身还包括支撑装置，支撑装置包括第一伸缩油缸、上支撑单元以及下支撑单元，第一伸缩油缸连接在支撑装置的前端和连接架的后端之间，以通过伸缩油缸驱动连接架前移或者后缩，从而带动截割装置进行前移或者后退；上支撑单元用于支撑在隧道顶壁上，下支撑单元用于支撑在地面上。

作为一种可选的实施方式，还包括连接组件，连接组件包括第一铰接座和第二铰接座，第一铰接座设置于支撑装置的后端，第二铰接座设置于后车身的前端，第一铰接座和第二铰接座铰接在一起。

作为一种可选的实施方式，连接组件还包括第二伸缩油缸，第二伸缩油缸连接于第一铰接座和第二铰接之间，以通过第二伸缩油缸驱动前车身和后车身之间进行左右方向的相对摆动。

作为一种可选的实施方式，第二铰接座的第一端与后车身铰接，连接组件还包括第三伸缩油缸，第三伸缩油缸连接在第二铰接座的第二端和后车身之间，以通过第三伸缩油缸驱动后车身和前车身之间进行上下方向的相对摆动。

作为一种可选的实施方式，刀盘的轴向与掘进机的宽度方向一致，其中，掘进机的宽度方向与掘进机的前后方向垂直。

作为一种可选的实施方式，还包括除尘装置，除尘装置设置于前车身，除尘装置用于进行除尘。

作为一种可选的实施方式，还包括支护装置，支护装置设置于前车身，支护装置用于对隧道内壁进行支护作业。

本发明提供的滚刀式岩石掘进机包括车身、行走机构、截割装置、运料机构以及装料机构，行走机构设置于车身上，以通过行走机构带动车身行进；截割装置包括安装座、驱动单元以及刀盘，安装座活动连接于车身前端，驱动单元设置于安装座上，刀盘传动连接于驱动单元，以通过驱动单元驱动刀盘转动，刀盘的外周设置有多个用于截割岩土的滚刀；运料机构设置于车身，装料机构设置于运料机构的前端，且装料机构位于截割装置的下方，装料机构被配置为将截割装置截割下来的岩土装运至运料机构上，运料机构被配置为将岩土运送至掘进机后方。本发明提供的滚刀式岩石掘进机中的截割装置包括安装座、驱动单元以及刀盘，安装座活动连接于车身前端，驱动单元设置于安装座上，刀盘传动连接于驱动单元，截割装置在进行隧道掘进时，驱动单元可以驱动刀盘转动，刀盘通过其上的滚刀对岩壁进行挤压破碎，从而实现对岩壁的截割，同时，活动连接的安装座可以通过摆动带动刀盘一同移动，从而实现对岩壁不同位置的截割。本发明提供的滚刀式岩石掘进机采用滚刀结构，破岩面积更大，截割效率更高，且滚刀结构耐磨性好，使得使用寿命更长，成本更低。

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以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种滚刀式岩石掘进机截割装置摆动时的侧面示意图；

图2为本发明实施例提供的一种滚刀式岩石掘进机截割装置摆动时的俯视示意图；

图3为本发明实施例提供的一种滚刀式岩石掘进机中的截割装置和调节机构的连接示意图；

图4为图3的侧视图；

图5为本发明实施例提供的一种滚刀式岩石掘进机中的连接座的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种滚刀式岩石掘进机中的支撑装置和后车身的爆炸图；

图7为本发明实施例提供的一种滚刀式岩石掘进机中的装料机构和运料机构的连接示意图；

图8为本发明实施例提供的一种滚刀式岩石掘进机中的除尘装置的结构示意图

图9为本发明实施例提供的一种滚刀式岩石掘进机中的支护装置的结构示意图。

附图标记说明：

100-掘进机；

110-前车身；

111-调节机构；1111-连接座；1112-连接架；1113-驱动油缸；

112-支撑装置；1121-第一伸缩油缸；1122-上支撑单元；1123-下支撑单元；

120-后车身；

130-行走机构；

140-截割装置；141-安装座；142-驱动单元；143-刀盘；144-滚刀；

150-装料机构；

160-运料机构；

170-连接组件；171-第一铰接座；172-第二铰接座；173-第二伸缩油缸；174-第三伸缩油缸；

180-除尘装置；

190-支护装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，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。

在申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。

现有的悬臂式掘进机主要由切割机构、装载机构、运输机构、行走机构以及液压系统等组成。其中，截割机构一般包括截割头，截割头上分布有镐形齿，掘进时，旋转的截割头通过其上的镐形齿对隧道掌子面进行截割，截割下的岩土通过装载机构和运输机构装运至指定位置。然而，该悬臂式掘进机不仅截割效率低，且截割头上的镐形齿容易被磨损，需要频繁更换，导致成本高。

有鉴于此，本发明提供一种滚刀式岩石掘进机，包括车身、行走机构、截割装置、运料机构以及装料机构，行走机构设置于车身上，以通过行走机构带动车身行进；截割装置包括安装座、驱动单元以及刀盘，安装座活动连接于车身前端，驱动单元设置于安装座上，刀盘传动连接于驱动单元，以通过驱动单元驱动刀盘转动，刀盘的外周设置有多个用于截割岩土的滚刀；运料机构设置于车身，装料机构设置于运料机构的前端，且装料机构位于截割装置的下方，装料机构被配置为将截割装置截割下来的岩土装运至运料机构上，运料机构被配置为将岩土运送至掘进机后方。其中，截割装置在进行隧道掘进时，驱动单元可以驱动刀盘转动，刀盘通过其上的滚刀对岩壁进行挤压破碎，从而实现对岩壁的截割，同时，活动连接的安装座可以通过摆动带动刀盘一同移动，从而实现对岩壁不同位置的截割。本发明提供的滚刀式岩石掘进机采用滚刀结构，破岩面积更大，截割效率更高，且滚刀结构耐磨性好，使得使用寿命更长，成本更低。

图1为本发明实施例提供的一种滚刀式岩石掘进机截割装置摆动时的侧面示意图；图2为本发明实施例提供的一种滚刀式岩石掘进机截割装置摆动时的俯视示意图；图3为本发明实施例提供的一种滚刀式岩石掘进机中的截割装置和调节机构的连接示意图；图4为图3的侧视图；图5为本发明实施例提供的一种滚刀式岩石掘进机中的连接座的结构示意图；图6为本发明实施例提供的一种滚刀式岩石掘进机中的支撑装置和后车身的爆炸图；图7为本发明实施例提供的一种滚刀式岩石掘进机中的装料机构和运料机构的连接示意图；图8为本发明实施例提供的一种滚刀式岩石掘进机中的除尘装置的结构示意图图9为本发明实施例提供的一种滚刀式岩石掘进机中的支护装置的结构示意图。

可以参考图1至图9，本发明实施例提供一种滚刀式岩石掘进机100，包括车身、行走机构130、截割装置140、运料机构160以及装料机构150，行走机构130设置于车身上，以通过行走机构130带动车身行进；截割装置140包括安装座141、驱动单元142以及刀盘143，安装座141活动连接于车身前端，驱动单元142设置于安装座141上，刀盘143传动连接于驱动单元142，以通过驱动单元142驱动刀盘143转动，刀盘143的外周设置有多个用于截割岩土的滚刀144；运料机构160设置于车身，装料机构150设置于运料机构160的前端，且装料机构150位于截割装置140的下方，装料机构150被配置为将截割装置140截割下来的岩土装运至运料机构160上，运料机构160被配置为将岩土运送至掘进机100后方。

本发明实施例提供的滚刀式岩石掘进机100中的截割装置140包括安装座141、驱动单元142以及刀盘143，安装座141活动连接于车身前端，驱动单元142设置于安装座141上，刀盘143传动连接于驱动单元142，截割装置140在进行隧道掘进时，驱动单元142可以驱动刀盘143转动，刀盘143通过其上的滚刀144对岩壁进行挤压破碎，从而实现对岩壁的截割，同时，活动连接的安装座141可以通过摆动带动刀盘143一同移动，从而实现对岩壁不同位置的截割。本发明实施例提供的滚刀式岩石掘进机100采用滚刀144结构，破岩面积更大，截割效率更高，且滚刀144结构耐磨性好，使得使用寿命更长，成本更低。

如图1和图2所示，上述实施例中，车身可以包括前车身110和后车身120，后车身120活动连接在前车身110的后端，前车身110和后车身120均设置有行走机构130。前后车身120采用活动连接，且前后车身120均设置有行走机构130，行走机构130可以单独控制前车身110或者后车身120进行移动，使得掘进机100进行更小半径的转弯、行动更为灵活，且采用前后行走机构130，可以增加掘进机100的载重，同时使掘进的结构更为稳定。具体地，行走机构130可以采用履带式结构，可以前车身110和后车身120的两侧均设置有该履带底盘，整体呈现左右对称式分布，每个履带底盘可根据需求进行独立控制，通过两侧履带的差速驱动可以控制前车身110和后车身120行进方向的变化，进一步使掘进机100行动更加灵活。

上述实施例中，前车身110可以包括调节机构111，调节机构111包括连接座1111、连接架1112和驱动油缸1113，连接座1111与安装座141连接，连接架1112的前端与连接座1111活动连接，驱动油缸1113连接在连接架1112和连接座1111之间，驱动油缸1113可以具有多个，不同的驱动油缸1113通过伸缩，可以驱动连接座1111朝不同的方向进行摆动，从带动截割装置140上的刀盘143沿不同方向进行摆动，实现对隧道岩壁的灵活掘进。

上述实施例中，前车身110还可以包括支撑装置112，支撑装置112包括第一伸缩油缸1121、上支撑单元1122以及下支撑单元1123，第一伸缩油缸1121连接在支撑装置112的前端和连接架1112的后端之间，以通过伸缩油缸驱动连接架1112前移或者后缩，从而带动截割装置140进行前移或者后退；上支撑单元1122用于支撑在隧道顶壁上，下支撑单元1123用于支撑在地面上。可以理解，当第一伸缩油缸1121伸长时，第一伸缩油缸1121驱动连接架1112和与连接架1112连接的截割装置140一起朝前移动，从而使刀盘143朝掌子面挺近并挤压岩壁，完成进刀动作，当第一伸缩油缸1121缩回时，第一伸缩油缸1121驱动连接架1112和截割装置140一起朝后移动，从而使刀盘143与掌子面脱离，完成退刀动作。其中，上支撑单元1122和下支撑单元1123可以均匀布置在前车身110的左右两侧，当前方的截割装置140进行掘进作业时，上支撑单元1122和下支撑单元1123可以分别支撑于隧道顶部和底面上，给整机提供支撑和固定，使车身能够承受更强的破岩时的反向冲击力，避免因车身震动造成掘进机100倾覆、打滑、溜车等问题，增强机身稳定性，提高施工安全性。

上述实施例中，还可以包括连接组件170，连接组件170包括第一铰接座171和第二铰接座172，第一铰接座171设置于支撑装置112的后端，第二铰接座172设置于后车身120的前端，第一铰接座171和第二铰接座172铰接在一起。通过第一铰接座171和第二铰接座172可以将前车身110和后车身120活动连接在一起，且在需要时，方便二者的连接和拆卸。

上述实施例中，连接组件170还可以包括第二伸缩油缸173，第二伸缩油缸173连接于第一铰接座171和第二铰接之间，以通过第二伸缩油缸173驱动前车身110和后车身120之间进行左右方向的相对摆动。具体地，第二伸缩油缸173可以具有两个，两个第二伸缩油缸173对称设置于第一铰接座171和第二铰接座172的两侧，通过两个第二伸缩油缸173的伸缩长度的不同，可以使前车身110和后车身120进行左右方向摆动，并固定当前位置，例如，当掘进机100进行转弯时，可以通过调节两个第二伸缩油缸173的伸缩长度，使前后车身120的夹角与弯道的弯曲弧度相一致，从而使掘进机100能够顺利的进行转弯。

上述实施例中，可使第二铰接座172的第一端与后车身120铰接，连接组件170还包括第三伸缩油缸174，第三伸缩油缸174连接在第二铰接座172的第二端和后车身120之间，以通过第三伸缩油缸174驱动后车身120和前车身110之间进行上下方向的相对摆动，有助于掘进机100通过坑洼不平的路面。具体地，例如，当掘进机100遇到凹坑路面时，在前车身110进入凹坑时，可以通过调节第三伸缩油缸174的长度，可以对前车身110施加一定朝上的提升力，降低前车身110对坑底的压力，避免前车身110陷入坑底过深，有助于前车身110通过凹坑，同理，后车身120通过时的状况与前车身110类似，不再进行赘述。

上述实施例中，可以使刀盘143的轴向与掘进机100的宽度方向一致，其中，掘进机100的宽度方向与掘进机100的前后方向垂直。如此，当刀盘143转动时，刀盘143上的滚刀144可以进行从上至下的刮擦式截割，可以一定程度上利用刀盘143自重进行截割，提高了截割力度和截割效率。

上述实施例中，还可以包括除尘装置180，除尘装置180设置于前车身110，除尘装置180用于进行除尘具体地，除尘装置180可以安装在支撑装置112后端的两侧，除尘装置180对掘进过程中产生的粉尘颗粒进行吸收，一方面，可以有效改善施工人员的工作环境，保障施工人员健康，另一方面，可以减少进入掘进机100内部的粉尘，降低掘进机100的故障率。

上述实施例中，还可以包括支护装置190，支护装置190设置于前车身110，支护装置190用于对隧道内壁进行支护作业。支护装置190可以安装在支撑装置112后端的两侧，并呈左右对称分布，可实现掘进时同步支护，提高掘进效率和施工安全性，降低人工支护强度。

本发明实施例提供的滚刀式岩石掘进机100包括车身、行走机构130、截割装置140、运料机构160以及装料机构150，行走机构130设置于车身上，以通过行走机构130带动车身行进；截割装置140包括安装座141、驱动单元142以及刀盘143，安装座141活动连接于车身前端，驱动单元142设置于安装座141上，刀盘143传动连接于驱动单元142，以通过驱动单元142驱动刀盘143转动，刀盘143的外周设置有多个用于截割岩土的滚刀144；运料机构160设置于车身，装料机构150设置于运料机构160的前端，且装料机构150位于截割装置140的下方，装料机构150被配置为将截割装置140截割下来的岩土装运至运料机构160上，运料机构160被配置为将岩土运送至掘进机100后方。

本发明实施例提供的滚刀式岩石掘进机100中的截割装置140包括安装座141、驱动单元142以及刀盘143，安装座141活动连接于车身前端，驱动单元142设置于安装座141上，刀盘143传动连接于驱动单元142，截割装置140在进行隧道掘进时，驱动单元142可以驱动刀盘143转动，刀盘143通过其上的滚刀144对岩壁进行挤压破碎，从而实现对岩壁的截割，同时，活动连接的安装座141可以通过摆动带动刀盘143一同移动，从而实现对岩壁不同位置的截割。本发明实施例提供的滚刀式岩石掘进机100采用滚刀144结构，破岩面积更大，截割效率更高，且滚刀144结构耐磨性好，使得使用寿命更长，成本更低。

最后需要说明的是：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 (8)

1.一种滚刀式岩石掘进机，其特征在于，包括车身、行走机构、截割装置、运料机构以及装料机构，所述行走机构设置于所述车身上，以通过所述行走机构带动所述车身行进；

所述截割装置包括安装座、驱动单元以及刀盘，所述安装座活动连接于所述车身前端，所述驱动单元设置于所述安装座上，所述刀盘传动连接于所述驱动单元，以通过所述驱动单元驱动所述刀盘转动，所述刀盘的外周设置有多个用于截割岩土的滚刀；

所述运料机构设置于所述车身，所述装料机构设置于所述运料机构的前端，且所述装料机构位于所述截割装置的下方，所述装料机构被配置为将所述截割装置截割下来的岩土装运至所述运料机构上，所述运料机构被配置为将所述岩土运送至所述掘进机后方；

所述车身包括前车身和后车身，所述后车身活动连接在所述前车身的后端，所述前车身和所述后车身均设置有所述行走机构；

所述前车身包括调节机构和支撑装置，所述调节机构包括连接座、连接架和驱动油缸，所述支撑装置包括第一伸缩油缸、上支撑单元以及下支撑单元，所述第一伸缩油缸连接在所述支撑装置的前端和所述连接架的后端之间，以通过所述第一伸缩油缸驱动所述连接架前移或者后缩，从而带动所述截割装置进行前移或者后退；所述上支撑单元用于支撑在隧道顶壁上，所述下支撑单元用于支撑在地面上。

2.根据权利要求1所述的滚刀式岩石掘进机，其特征在于，所述连接座与所述安装座连接，所述连接架的前端与所述连接座活动连接，所述驱动油缸连接在所述连接架和所述连接座之间，以通过所述驱动油缸驱动所述截割装置进行摆动。

3.根据权利要求2所述的滚刀式岩石掘进机，其特征在于，还包括连接组件，所述连接组件包括第一铰接座和第二铰接座，所述第一铰接座设置于所述支撑装置的后端，所述第二铰接座设置于所述后车身的前端，所述第一铰接座和所述第二铰接座铰接在一起。

4.根据权利要求3所述的滚刀式岩石掘进机，其特征在于，所述连接组件还包括第二伸缩油缸，所述第二伸缩油缸连接于所述第一铰接座和所述第二铰接座之间，以通过所述第二伸缩油缸驱动所述前车身和后车身之间进行左右方向的相对摆动。

5.根据权利要求4所述的滚刀式岩石掘进机，其特征在于，所述第二铰接座的第一端与所述后车身铰接，所述连接组件还包括第三伸缩油缸，所述第三伸缩油缸连接在所述第二铰接座的第二端和所述后车身之间，以通过所述第三伸缩油缸驱动所述后车身和所述前车身之间进行上下方向的相对摆动。

6.根据权利要求5所述的滚刀式岩石掘进机，其特征在于，所述刀盘的轴向与所述掘进机的宽度方向一致，其中，所述掘进机的宽度方向与所述掘进机的前后方向垂直。

7.根据权利要求6所述的滚刀式岩石掘进机，其特征在于，还包括除尘装置，所述除尘装置设置于所述前车身，所述除尘装置用于进行除尘。

8.根据权利要求7所述的滚刀式岩石掘进机，其特征在于，还包括支护装置，所述支护装置设置于所述前车身，所述支护装置用于对隧道内壁进行支护作业。