CN206522137U - 采掘机以及用于采掘机的进刀组件 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种采掘机以及用于采掘机的进刀组件。所述采掘机包括：底盘，所述底盘包括第一端和第二端，所述底盘限定在所述第一端和第二端之间延伸的纵轴；悬臂，所述悬臂包括第一端和第二端，所述悬臂被支撑以相对于所述底盘运动，所述悬臂沿第一方向平移，所述悬臂可相对于所述底盘在第一位置和第二位置之间枢转；切削头，所述切削头被耦接至所述悬臂的第二端，并且被支撑以相对于所述悬臂旋转，所述切削头围绕切削头轴旋转；以及护板，所述护板被支撑以相对于所述底盘运动，并且被定位成靠近所述切削头。
Description
技术领域
本申请涉及采掘机，更具体地涉及连续挖掘和掘进的机械。
背景技术
传统的地下采掘机包括切削头，切削头被支撑以在臂或悬臂(boom)上旋转。连续挖掘操作常常包括交替的进刀和剪切循环。其中，切削头首先通过进刀(sump)或水平切削而被致动进入矿面；然后，切削头沿剪切方向或竖直方向横越矿面移动，以便从矿面切削矿物。然后采矿设备能够凭借驱动系统(例如，轨道等等)向前移动，并再一次被定位成靠近矿面，以进行另一次的进刀和剪切序列。采掘机也可以包括集料头，以用于将落料引导或装载至运输机系统或运输车辆，例如穿梭车。
实用新型内容
在一方面中，采掘机包括：底盘、悬臂、切削头和护板。所述底盘包括第一端和第二端，并且限定在所述第一端和第二端之间延伸的纵轴。所述悬臂包括第一端和第二端，所述悬臂被支撑，以相对于所述底盘运动。所述悬臂沿第一方向平移并且可在第一位置和第二位置之间相对于所述底盘枢转。所述切削头被耦接至所述悬臂的第二端，并且被支撑以相对于所述悬臂旋转。所述切削头可围绕切削头轴旋转。所述护板被支撑以相对于所述底盘运动，并且被定位成靠近所述切削头。
在另一方面中，一种用于采掘机的进刀组件包括：悬臂、切削头和护板，其中所述采掘机具有限定纵轴的底盘。所述悬臂包括第一端和第二端，所述悬臂配置成被支撑以相对于所述底盘运动。所述悬臂沿第一方向和与所述第一方向相反的第二方向平移。所述切削头被耦接至所述悬臂的第二端，并且被支撑以相对于所述悬臂旋转。所述切削头可围绕切削头轴旋转。所述护板被耦接至所述悬臂，并且所述护板定位成靠近所述切削头。所述护板本质上垂直于所述第一方向定向。
在又一方面中，一种采掘机包括：底盘、进刀框架、悬臂、输送机、切削头和护板。所述底盘包括第一端和第二端，并且限定在所述第一端和第二端之间延伸的纵轴。所述进刀框架被支撑以相对于所述底盘运动。所述悬臂包括第一端和第二端，所述悬臂被可旋转地耦接至所述进刀框架。所述输送机被耦接至所述进刀框架，并且包括用于朝所述底盘的第二端部移动落料的刮板。所述切削头被耦接至所述悬臂的第二端，并且被支撑以相对于所述悬臂旋转。所述切削头可围绕切削头轴旋转。所述护板被耦接至所述进刀框架，并且被定位成靠近所述切削头。所述护板本质上垂直于所述底盘轴定向。
通过考虑具体实施方式和附图，本申请的其它特征和方面将变得更为明显。
附图说明
图1是采掘机的透视图，其中进刀组件位于回缩位置且切削头位于下部位置。
图2是图1所示采掘机的透视图，其中进刀组件位于伸展位置且切削头位于上部位置。
图3是采掘机的侧视图，其中进刀组件位于伸展位置且切削头位于上部位置。
图4是切削头和进刀组件的放大透视图。
图5是进刀组件的一部分的后方透视图。
图6是图1的采掘机的正视图。
具体实施方式
在详细解释任何实施例之前，应当理解：在本申请中，本发明并非局限于下面具体实施方式中讨论的或附图中展示的部件的详细构造或布局。本发明可以具有其它实施例，并且可以通过各种方式实现或实施本发明。此外，可以理解，本申请中的措辞和术语仅用于描述目的，而不应当被认为是对本申请的限制。本申请中使用的“包括”、“包含”、“具有”及其变形意在包括所列的项目及其等同物和附加项。术语“安装”、“连接”、“耦接”作广义使用，其包括直接和间接的安装、连接和耦接。并且，“连接”、“耦接”不限于物理或机械的连接和耦接，其可以包括电气的或液压的连接或耦接，无论以直接方式还是间接方式连 接或耦接。此外，可以使用任何已知的方法来执行电子通讯和通知，例如直接连接、无线连接等。
图1展示了通常被称作采掘机10的地下采掘机(例如，连续采矿机)。如图1所示，采掘机10的示性实施例被配置成执行切削操作，该切削操作包括同时从矿面切削矿物并且将落料引导到输送机12上来输送落料。
参考图1和图2，采掘机10包括被支撑在驱动机构(例如，轨道18)上的底盘14，从而便于采掘机10运动并且相对于矿面(未显示)定位采掘机10，以用于执行切削操作。底盘14包括第一端或前端26和第二端或后端30，以及沿着采掘机10的长度、在前端26和后端30之间延伸的底盘轴34。输送机12(图6)可以在前端26和后端30之间延伸，从而朝采掘机10的后部移动落料，并将落料卸在另一运输机构(例如，输送机或者运输车辆)上。
在一实施例中，轴34的方向大致垂直于矿面。在展示的实施例中，底盘14的轨道18在与底盘轴34平行的方向上定向。采掘机10包括与矿面啮合的支撑机构或锚固件(anchor)22，一旦底盘14位于期望的位置，锚固件22为底盘14提供额外的稳定性。在一些实施例中，可以将其它的支撑机构，例如顶板锚杆或者锚索，插入矿井的顶板(mine roof)或侧壁(mine rib)，以支撑采掘机周围的矿面。可以将锚杆安装设备放在采掘机10上或者单独的机械(未显示)上。操作站38位于前端26和后端30之间，并且包括用于操作采掘机10的控制装置。在一些实施例中，可以远程控制采掘机10。
如图3所示，采掘机10还包括进刀组件，进刀组件包括悬臂50和进刀框架54。在展示的实施例中，进刀框架54被可移动地耦接至底盘14，而悬臂50被可枢转地耦接至进刀框架54。进刀框架54被支撑，用于在第一方向56和与第一方向56相反的第二方向60上与底盘轴34平行地平移运动(例如，朝着底盘的第一端26或朝着底盘的后端30)。进刀框架54和悬臂50可以在回缩位置(图1)和伸展位置(图2)之间移动。
参考图3，在展示的实施例中，通过耦接在进刀框架54和底盘14之间的第一致动器(例如，第一液压缸46)，进刀框架54和悬臂50相对于底盘14伸展和回缩。第一液压缸46的伸展使进刀组件朝矿面前进或进刀，从而使切削头68切削矿物。在一实施例中，底盘14可以包括平行于底盘轴34延伸的一个或多个沟槽(未显示)，并且悬臂50可以包括位于各个沟槽内的凸起(例如销——未显示)。当悬臂50相对于底盘14伸展或回缩 时，凸起可以沿着沟槽滑动。2010年4月27日授权的美国专利第7,703,857号中描述了这种系统的一个示例，该美国专利的全部内容通过引用而并入本申请。
如图3所示，悬臂50包括第一端62和第二端64，并且第一端62被可枢转地耦接至进刀框架54。悬臂50可以在矿井顶板和矿井地面之间的竖直平面内枢转(例如，沿着路径66)，从而便于在矿面上的不同高度切削矿物。悬臂50可以在图1所示的下部位置和图2所示的上部位置之间相对于进刀框架54枢转。第二致动器(例如，第二液压缸58)耦接在悬臂50和进刀框架54之间，并且使悬臂50在下部位置和上部位置之间移动。第一液压缸46和第二液压缸58可以被分别致动，这使得悬臂50相对于底盘14的枢转独立于悬臂50的平移运动。
如图3-5所示，切削头68被支撑以在悬臂50的第二端64上旋转。在展示的实施例中，切削头68包括末端部分76以及末端部分76之间的中间部分72。切削头68被大致形成为伸长的卷筒；在其它实施例中，能够以不同的方式形成切削头。例如，切削头可以包括朝护板92和/或输送机12引导矿物的结构。在一实施例中，末端部分76可以相对于中间部分72运动，并且可以沿着旋转轴80(即，沿着路径82)向外伸展一段直线距离86。此外，在一实施例中，叶片结构(vane structure)84以螺旋形的模式围绕并沿着切削头68的表面延伸。叶片结构84可以形成为两个单独的部分，每一部分均围绕切削头84从切削头68的每个末端朝切削头68的中心延伸。钻头组件88(cutting bit assemblies)沿着叶片结构84每隔一段距离被固定至切削头68。
现参考图4和图5，采掘机10(更具体地说，进刀组件)还包括位于切削头68和底盘14之间的护板92。护板92阻挡从矿面切削下来的矿物，并且将矿物围困在护板92与矿面之间的区域内。在展示的实施例中，护板92被耦接至进刀框架54，因而也被耦接至悬臂50。护板92的位置靠近切削头68。护板92可被定位在大致垂直的平面内，而护板92的位置大致垂直于底盘轴34，在操作过程中，护板92本质上平行于矿面定向。护板92包括下端96和上端100，其中下端96靠近矿井地面。在下部位置(图1)时，切削头68的位置靠近护板92的下端96，而在上部位置(图2)时，切削头68的位置靠近护板92的上端100。
护板92包括主壁(primary wall)104和次壁(secondary wall)108。主壁104和次壁108均在护板92的平面内被定向。次壁108被可移动地耦接至主壁104。次壁108可沿横交于底盘轴34的方向(例如，沿着路径110)相对于主壁104向外延伸。换句话说，次壁 108可沿与切削头68的旋转轴80平行的方向移动。在展示的实施例中，主壁104包括大致在上端100和下端96之间延伸的横向边缘，并且次壁108沿平行于护板92平面的方向相对于主壁104的横向边缘伸展和回缩。如图5所示，次壁108设置在主壁104后方，从而使次壁108的位置介于主壁104和底盘14之间。
参考图4至图6，护板92还包括凸缘(lip)112，凸缘112靠近护板92的下端96。凸缘112从护板92平面向外延伸，并且相对于主壁104形成一个锐角。凸缘112被配置成引导落料离开地面并落在输送机12上。在展示的实施例中，护板92的主壁104被形成为由空隙116分隔的两个部分。空隙116与输送机12对齐，主壁104的靠近空隙116的部分朝向底盘14呈一定角度，从而引导落料穿过空隙116并落在输送机12上。在展示的实施例中，护板92还包括位于空隙116两侧的灯120，用于对矿面进行照明。虽然所展示的护板92的实施例包括一对灯120，但是护板92的可替换的实施例可以包括更少或更多的灯120，并且能够以不同的方式对灯120进行布置。
如图4所示，在展示的实施例中，输送机12被耦接至悬臂50，并且输送机12和悬臂50相对于底盘34一起平移。换句话说，输送机12和悬臂50大体平行于底盘轴34移动，而底盘轴34可垂直于矿面。输送机12包括多个刮板(flight)124(图6)，以使落料能沿着输送机溜槽(pan)朝后端30移动。
操作员(本地或远程地)将采掘机10移动至期望的位置，相对于矿面在期望的方向上对齐底盘14。一旦采掘机10就位，锚固件22可以伸展出来以啮合矿井顶板(未显示)，并且进一步固定底盘14以防止移动。在这个时候，悬臂50可以位于下部位置和上部位置之间的任何位置。通过第一液压缸46的致动，可以使进刀框架54朝向伸展位置前进或进刀，从而使切削头68啮合矿面。一旦切削头68与矿面啮合，悬臂50就可以通过第二液压缸58的致动而在矿井顶板和矿井地面之间竖直枢转。更具体地说，悬臂50可以在下部位置和上部位置之间枢转。切削头68切割矿面，从而使钻头组件88能够从矿面移出矿物(例如，煤)。
剪切操作使得被开采的矿物经常沿着不同的轨迹离开矿面。由于护板92的位置和几何结构，离开原位的、被开采的矿物会被护板92偏转并朝护板92前面的区域引导。换句话说，护板92增加了矿面和护板92之间夹带的、被开采的矿物的量。
当进刀框架54进一步前进而进入矿面时，切削头68继续切削或移出矿物。落料落在护板92前的底面上。护板92的凸缘112朝空隙116引导底面上方的落料，在空隙116处， 落料被集聚在输送机12上。随后可以从底盘14的前端26将落料移开。在展示的实施例中，可以通过输送机12朝后端30转移落料，并且落料可以被进一步处理或者输送到矿井之外。
为了调整采矿剖面的宽度以及使矿物离开原位，切削头68的末端部分76和次壁108可以被向外致动或伸展。随着采矿操作的进行，次壁108和末端部分76也可以缩回。在一实施例中，次壁108相对于主壁104移动(即，伸展或回缩)的速度和距离与末端部分76相对于切削头68的中间部分76移动的速度和距离相同，以用于相应地偏转开采的矿物。在其它实施例中，末端部分76和次壁108能够以不同的速度和距离移动。
当进刀框架54伸展最大距离时(即，当其到达伸展位置)，切削操作会暂停，并且进刀框架54随后可被移至回缩位置。锚固件22会脱离矿面，采掘机10前进至靠近新矿面的位置。可以重复前面描述的过程。
进刀框架54和护板92可以减小矿面和支撑机构(例如，锚固件或顶板锚杆)之间的距离，并且可以减小整个机械的重量。具体而言，可以减小进刀框架54和护板92的重量，并且可以在不需要相应增加底盘14长度的前提下，增加进刀框架54和悬臂50行进的距离和范围。减小采掘机10的重量也减小了地面压力。此外，紧凑的设计在采掘机10上为锚杆安装设备提供了更多的空间，并且为相关的消耗品提供了存储空间。而且，在一些实施例中，护板92和切削头68行进相同的平移距离，从而保持高效的装载几何结构。
虽然上面参照连续采掘机描述了护板92，但是可以理解，类似的结构也可以耦接到另一类型的采掘机，包括入口掘进机和/或巷道掘进机。
以上描述和在附图中展示的实施例只是示例性的，而非作为对本申请的概念和原则的限制。虽然通过特定的优选实施例对本发明进行了详细描述，但是在描述的本发明的一个或多个独立方面的范围和精神内存在各种变化和修改。各种特征和特点将在权利要求中阐明。
Claims (27)
1.一种采掘机，其特征在于，所述采掘机包括：
底盘，所述底盘包括第一端和第二端，所述底盘限定在所述第一端和第二端之间延伸的纵轴；
悬臂，所述悬臂包括第一端和第二端，所述悬臂被支撑以相对于所述底盘运动，所述悬臂沿第一方向平移，所述悬臂可相对于所述底盘在第一位置和第二位置之间枢转；
切削头，所述切削头被耦接至所述悬臂的第二端，并且被支撑以相对于所述悬臂旋转，所述切削头围绕切削头轴旋转；以及
护板，所述护板被支撑以相对于所述底盘运动，并且被定位成靠近所述切削头。
2.如权利要求1所述的采掘机，其特征在于，所述护板包括主壁和次壁，所述次壁可相对于所述主壁运动。
3.如权利要求2所述的采掘机，其特征在于，所述次壁沿横交于所述底盘轴的方向相对于所述主壁伸展和回缩。
4.如权利要求2所述的采掘机，其特征在于，所述次壁包括第一部分和第二部分，所述第一部分被定位成靠近所述主壁的第一横向边缘，所述第二部分被定位成靠近所述主壁的第二横向边缘。
5.如权利要求1所述的采掘机，其特征在于，所述护板还包括下端和上端，所述下端靠近矿井地面，其中在所述第一位置，所述切削头被定位成靠近所述护板的下端，在所述第二位置，所述切削头被定位成靠近所述护板的上端。
6.如权利要求1所述的采掘机，其特征在于，所述护板和悬臂被耦接至进刀框架，所述进刀框架被支撑，以沿着所述底盘轴、相对于所述底盘平移运动。
7.如权利要求1所述的采掘机，其特征在于，所述切削头还包括第一部分和至少一个末端部分，所述至少一个末端部分靠近所述第一部分的端部，其中每个末端部分可沿着 所述切削头轴、相对于所述第一部分运动。
8.如权利要求1所述的采掘机，其特征在于，所述悬臂的枢转运动独立于所述悬臂的平移运动被控制。
9.如权利要求1所述的采掘机，其特征在于，所述护板包括第一侧部和第二侧部，所述第一侧部和所述第二侧部彼此之间由空隙隔开。
10.如权利要求9所述的采掘机，其特征在于，所述采掘机还包括输送机，所述输送机被支撑以与所述护板一起运动，并与所述空隙对齐。
11.如权利要求9所述的采掘机，其特征在于，所述护板包括凸缘，所述凸缘用于引导落料离开矿井地面，所述护板靠近所述空隙呈一定角度，以朝所述空隙引导落料。
12.一种用于采掘机的进刀组件，所述采掘机具有限定纵轴的底盘，其特征在于，所述进刀组件包括：
悬臂，所述悬臂包括第一端和第二端，所述悬臂被支撑以相对于所述底盘运动，所述悬臂沿第一方向和与所述第一方向相反的第二方向平移；
切削头，所述切削头被耦接至所述悬臂的第二端，并且被支撑以相对于所述悬臂旋转，所述切削头围绕切削头轴旋转；以及
护板，所述护板被耦接至所述悬臂，并且被定位成靠近所述切削头，所述护板的方向本质上垂直于所述第一方向。
13.如权利要求12所述的进刀组件，其特征在于，所述护板包括第一侧部和第二侧部，所述第一侧部和所述第二侧部由空隙隔开。
14.如权利要求13所述的进刀组件，其特征在于，所述进刀组件还包括用于移动落料的输送机，所述输送机与所述空隙对齐。
15.如权利要求14所述的进刀组件，其特征在于，所述输送机与所述护板一起沿所述第一方向平移。
16.如权利要求12所述的进刀组件，其特征在于，所述护板包括主壁和次壁，所述次壁可相对于所述主壁运动。
17.如权利要求16所述的进刀组件，其特征在于，所述次壁沿横交于所述底盘轴的方向、相对于所述主壁伸展和回缩。
18.如权利要求16所述的进刀组件，其特征在于，所述次壁包括第一部分和第二部分，所述第一部分的位置靠近所述主壁的第一横向边缘，所述第二部分的位置靠近所述主壁的第二横向边缘。
19.如权利要求14所述的进刀组件，其特征在于，所述护板包括凸缘，所述凸缘用于将落料从矿井地面朝所述输送机引导。
20.如权利要求12所述的进刀组件，其特征在于，所述切削头还包括中间部分和至少一个末端部分，所述至少一个末端部分被耦接至所述中间部分的端部，其中每个末端部分可沿着所述切削头轴、相对于所述中间部分运动。
21.如权利要求12所述的进刀组件，其特征在于，所述悬臂可沿第三方向枢转，所述悬臂的枢转运动独立于所述悬臂的平移运动被控制。
22.如权利要求12所述的进刀组件，其特征在于，所述护板和悬臂被耦接至进刀框架，所述进刀框架被支撑以沿着所述底盘轴、相对于所述底盘平移运动。
23.一种采掘机，其特征在于，所示采掘机包括：
底盘，所述底盘包括第一端和第二端，所述底盘限定在所述第一端和第二端之间延伸的底盘轴；
进刀框架，所述进刀框架被支撑以相对于所述底盘运动；
悬臂，所述悬臂包括第一端和第二端，所述第一端可枢转地耦接至所述进刀框架；
输送机，所述输送机被耦接至所述进刀框架，所述输送机包括沿溜槽行进的刮板，以使落料朝所述底盘的第二端移动；
切削头，所述切削头被耦接至所述悬臂的第二端，并且被支撑以相对于所述悬臂旋转，所述切削头围绕切削头轴旋转；以及
护板，所述护板被耦接至所述进刀框架并被定位成靠近所述切削头，所述护板本质上垂直于所述底盘轴定向。
24.如权利要求23所述的采掘机，其特征在于，所述护板包括主壁和次壁，所述次壁可相对于所述主壁运动，所述次壁沿横交于所述底盘轴的方向、相对于所述主壁伸展和回缩。
25.如权利要求23所述的采掘机，其特征在于，所述切削头还包括第一部分和至少一个末端部分，所述至少一个末端部分可沿着所述切削头轴、相对于所述第一部分运动。
26.如权利要求23所述的采掘机，其特征在于，所述护板包括第一侧部和第二侧部，所述第一侧部和所述第二侧分彼此之间由空隙隔开，所述输送机与所述空隙对齐。
27.如权利要求23所述的采掘机，其特征在于，所述护板包括凸缘，所述凸缘用于将落料从矿井地面朝所述输送机引导。
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