CN214697858U - 整体回转旋进式岩石巷道切割机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及了整体回转旋进式岩石巷道切割机，包括回转切割平台；所述回转切割平台的外周侧设置有第一驱动机构，第一驱动机构用于驱动回转切割平台回转并沿轴向钻进或回退；所述回转切割平台的前侧设置有多组刀具组；所述刀具组至少包括第一刀具和第二刀具；所述第一刀具用于形成环形钻槽，所述第二刀具用于对环形钻槽的后端在径向方向进行扩槽；相邻刀具组所形成的环形钻槽之间形成岩石薄壁环；所述刀具组还包括第三刀具用于对岩石薄壁环进行切割。本实用新型的整体回转旋进式岩石巷道切割机，可施工天井、平巷、斜井和地井等全方位和角度的工程，同时机体结构简单，成本低，矿山井下适应能力强，切割钻进作业速度快。

Description

整体回转旋进式岩石巷道切割机

技术领域

本实用新型涉及岩石巷道掘进设备领域，特别是涉及整体回转旋进式岩石巷道切割机。

背景技术

现有岩石巷道全断面机械化掘进设备全部为向工作面施加碾压破坏和少量切割破坏的掘进机，主要有岩石型盾构机和反井钻机。

其中岩石盾构机依靠外部机械或液压式对刀盘和机体进行整体推进，同时将刀具通过强大的压力压入岩石中，再通过强大的扭矩转动刀盘，从而在岩石工作面实施碾压和切削作业，其对岩石工作面进行大量碾压和少量切削方式的岩石破坏属于高能耗的破坏方式，所以要求动力高，机械强度高，同时盾构机机体庞大、功能齐全、造价高昂，不适合在矿山井下施工位置多变的小规格工作面中施工，同时不能施工天井、地井等工程。

反井钻机施工时，扩孔钻头固定在钻杆上，由位于天井上部的钻机实施向上的拉力和扭矩，以天井的中心孔为中心被动转动并碾压破坏岩石，从而完成钻进。反井钻机由于钻机自下向上的牵引方式，只能施工陡倾斜天井，不能施工平巷、斜井和地井等工程。

而如何实现一台掘进设备满足全方位和角度的施工，则为目前亟需解决的问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了整体回转旋进式岩石巷道切割机，可施工天井、平巷、斜井和地井等全方位和角度的工程，同时机体结构简单，成本低，矿山井下适应能力强，切割钻进作业速度快。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：整体回转旋进式岩石巷道切割机，包括回转切割平台；所述回转切割平台的外周侧设置有第一驱动机构，第一驱动机构用于驱动回转切割平台回转并沿轴向钻进或回退；所述回转切割平台的前侧设置有多组刀具组；所述刀具组至少包括第一刀具和第二刀具；所述第一刀具用于形成环形钻槽，所述第二刀具用于对环形钻槽的后端在径向方向进行扩槽；相邻刀具组所形成的环形钻槽之间形成岩石薄壁环；所述刀具组还包括第三刀具用于对岩石薄壁环进行切割。

进一步地，所述回转切割平台的后侧设置有与回转切割平台同轴心的导电滑环，用于连接外部电源。

进一步地，所述第一驱动机构为至少两组，且规则分布并安装在回转切割平台上；第一驱动机构包括第一安装架、安装在第一安装架上的行走轮；所述行走轮的轮面与最外侧的环形钻槽的外径侧内壁配合，行走轮的轴向相对于回转切割平台的轴向倾斜设置，用于使行走轮为回转切割平台提供回转并钻进或回退的动力。

进一步地，所述行走轮的轮面设置有防滑面，用于增加行走轮与环形钻槽间的摩擦力。

进一步地，所述回转切割平台的外周侧还安装有辅助机构；所述辅助机构为至少两组，且规则分布并安装在回转切割平台上；辅助机构包括第二安装架、安装在第二安装架上的辅助轮；所述辅助轮的轮面设置有外螺纹；所述辅助轮与最外侧的环形钻槽的外径侧内壁配合，所述辅助轮用于在回转切割平台旋转时，进行被动旋转，并通过其上的外螺纹与环形钻槽配合对回转切割平台提供移动方向的辅助推力，还用于在回转切割平台停止旋转时，停止旋转，并通过其上的外螺纹与环形钻槽配合对回转切割平台提供移动方向的限位，进而防脱。

进一步地，所述第三刀具包括安装在回转切割平台上的驱动杆、用于驱动驱动杆沿回转切割平台径向移动的第二驱动机构、固定在驱动杆上并分别与环形钻槽对应的连杆、固定在连杆末端的切割刀；所述切割刀用于伸入环形钻槽中，并在第二驱动机构、驱动杆、连杆的传动下径向移动，作用于环形钻槽的内壁进行切割。

进一步地，所述连杆与驱动杆的连接方式替换为：所述驱动杆上铰接有摆杆，摆杆的末端固定有所述的连杆；所述切割刀用于伸入环形钻槽中，并在第二驱动机构、驱动杆、摆杆以及连杆的传动下绕连杆周向移动，作用于环形钻槽的内壁进行切割。

进一步地，所述摆杆的后侧在与连杆对应的位置设置有凸轴，所述回转切割平台的前侧在与凸轴对应的位置设置有定位套，所述凸轴插设在定位套中，用于对连杆进行定位。

进一步地，所述驱动杆通过铰接件与摆杆铰接，该铰接件包括设置在驱动杆的腰形孔、设置在摆杆上的枢杆；所述枢杆与腰形孔配合，用于提供铰接功能；腰形孔还用于在摆杆绕定位套的轴心摆动时，对摆杆与驱动杆配合的一端进行让位。

进一步地，所述回转切割平台的后侧在靠近外周的位置还设置有第四刀具和第三驱动机构；所述第三驱动机构用于驱动第四刀具伸出回转切割平台，并作用于最外侧的环形钻槽的外径侧内壁进行切割，改变最外侧的环形钻槽的形状。

本实用新型的优点：本实用新型的整体回转旋进式岩石巷道切割机，可施工天井、平巷、斜井和地井等全方位和角度的工程，同时机体结构简单，成本低，矿山井下适应能力强，切割钻进作业速度快；通过第一刀具进行钻进，形成环形钻槽，通过第二刀具，对环形钻槽进行扩槽，通过第三刀具对环形钻槽附近的岩石薄壁环进行切割，钻进难度大幅降低，钻进速度快；采用的第四刀具，可扩大切割巷道的半径，还可以通过控制第四刀具伸出的幅度，可形成非圆形的巷道，扩大岩石巷道切割机的适用范围。

附图说明

图1为实施例一的整体回转旋进式岩石巷道切割机的后视示意图；

图2为实施例一的整体回转旋进式岩石巷道切割机的主视示意图；

图3为实施例一的整体回转旋进式岩石巷道切割机切割的钻槽的示意图；

图4为实施例一的整体回转旋进式岩石巷道切割机的工作状态的示意图；

图5为实施例一的整体回转旋进式岩石巷道切割机的第一驱动机构的示意图；

图6为实施例一的整体回转旋进式岩石巷道切割机的辅助机构的示意图；

图7为实施例二的整体回转旋进式岩石巷道切割机的后视示意图；

图8为实施例二的整体回转旋进式岩石巷道切割机切割的钻槽的示意图；

图9为实施例三的整体回转旋进式岩石巷道切割机的后视示意图；

图10为实施例四的整体回转旋进式岩石巷道切割机的第三刀具的示意图；

图11为实施例四的整体回转旋进式岩石巷道切割机的第三刀具切割状态的示意图；

图12为实施例五的整体回转旋进式岩石巷道切割机的第三刀具的示意图；

图13为实施例五的整体回转旋进式岩石巷道切割机的第三刀具切割状态的示意图；

图14为实施例五的整体回转旋进式岩石巷道切割机的第三刀具与回转切割平台配合的示意图；

图15为实施例六的整体回转旋进式岩石巷道切割机带有第四刀具的后视示意图；

图16为实施例六的整体回转旋进式岩石巷道切割机带有第四刀具伸出状态的示意图；

图17为实施例六的整体回转旋进式岩石巷道切割机带有第四刀具的工作状态的示意图；

图18为实施例六的整体回转旋进式岩石巷道切割机带有第四刀具切割范围的示意图。

具体实施方式

为了加深对本实用新型的理解，下面将结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本实用新型，并不对本实用新型的保护范围构成限定。

实施例一

如图1至6所示，本实施例提供了一种整体回转旋进式岩石巷道切割机，包括回转切割平台1；所述回转切割平台1的外周侧设置有第一驱动机构2，第一驱动机构2用于驱动回转切割平台1回转并沿轴向钻进或回退；所述回转切割平台1的前侧设置有多组刀具组5；所述刀具组5至少包括第一刀具51和第二刀具52；所述第一刀具51用于形成环形钻槽6，所述第二刀具52用于对环形钻槽的后端在径向方向进行扩槽；相邻刀具组5所形成的环形钻槽之间形成岩石薄壁环7；所述刀具组5还包括第三刀具53用于对岩石薄壁环7进行切割；其中，每个环形钻槽6对应至少一组刀具组5，具体如图2和图3所示，本实施例可加工六个环形钻槽，每个环形钻槽对应四组刀具组5；另外，需要说明的是，图1和图2中的附图标记C表示位于回转切割平台1前侧的刀具的最大切割线。

本实施例的一种整体回转旋进式岩石巷道切割机中，所述回转切割平台1的后侧设置有与回转切割平台1同轴心的导电滑环4，用于连接外部电源，其中，如图1所示，导电滑环4的分布范围位于靠近回转切割平台1的内侧区域(靠近中心的区域)。

本实施例的一种整体回转旋进式岩石巷道切割机中，所述第一驱动机构2为至少两组，且规则分布并安装在回转切割平台1上；第一驱动机构2包括第一安装架21、安装在第一安装架21上的行走轮22；所述行走轮22的轮面与最外侧的环形钻槽的外径侧内壁配合，行走轮22的轴向相对于回转切割平台1的轴向倾斜设置，用于使行走轮22为回转切割平台1提供回转并钻进或回退的动力；具体的，如图1所示，本实施例中，采用了两组的第一驱动机构2；两组第一驱动机构2在回转切割平台1的外周上对称分布；每组的第一驱动机构2包括三个行走轮22；再如图5所示，本实施例中，行走轮22的轴线B与回转切割平台的轴线A具有倾斜角α，由于回转切割平台回转一周所推近的距离较小，倾斜角α也较小；另外，行走轮22为电机驱动。

本实施例的一种整体回转旋进式岩石巷道切割机中，所述行走轮22的轮面设置有防滑面，用于增加行走轮22与环形钻槽间的摩擦力；具体的，防滑面可以为防滑花纹等，此处不作具体的限定，只要能增加摩擦力即可。

本实施例的一种整体回转旋进式岩石巷道切割机中，所述回转切割平台1的外周侧还安装有辅助机构3；所述辅助机构3为至少两组，且规则分布并安装在回转切割平台1上；辅助机构3包括第二安装架31、安装在第二安装架31上的辅助轮32；所述辅助轮32的轮面设置有外螺纹；所述辅助轮32与最外侧的环形钻槽的外径侧内壁配合，所述辅助轮32用于在回转切割平台1旋转时，进行被动旋转，并通过其上的外螺纹与环形钻槽配合对回转切割平台1提供移动方向的辅助推力，还用于在回转切割平台1停止旋转时，停止旋转，并通过其上的外螺纹与环形钻槽配合对回转切割平台1提供移动方向的限位，进而防脱；具体的，如图1所示，本实施例采用了四组辅助机构，四组辅助机构，两两对称分布；再如图6所示，每组辅助机构具有四个辅助轮32，另外，需要说明的是，外螺纹的螺距较小，回转切割平台1旋转一周，通过行走轮22驱动而在回转切割平台1轴向移动的距离，与外螺纹辅助推动回转切割平台1轴向移动的距离一致，辅助机构和第一驱动机构配合共同为回转切割平台1提供轴向移动的驱动力。

实施例二

本实施例的一种整体回转旋进式岩石巷道切割机，与实施例一的不同点在于：导电滑环4的分布范围位于靠近回转切割平台1的轴心至外周的中间区域，具体可如图7所示，本实施例的一种整体回转旋进式岩石巷道切割机切割的钻槽如图8所示；需要说明的是，图7中的附图标记C表示位于回转切割平台1前侧的刀具的最大切割线。

实施例三

本实施例的一种整体回转旋进式岩石巷道切割机，与实施例一的不同点在于：导电滑环4的分布范围位于靠近回转切割平台1的靠近外周区域，具体可如图9所示。

实施例二和实施三提供了导电滑环4与回转切割平台1与实施例一不同的设计方式。

需要说明的是，图9中的附图标记C表示位于回转切割平台1前侧的刀具的最大切割线

实施例四

如图10和图11所示，本实施例的一种整体回转旋进式岩石巷道切割机中，采用的第三刀具的一种具体设计：所述第三刀具53包括安装在回转切割平台1上的驱动杆532、用于驱动驱动杆532沿回转切割平台1径向移动的第二驱动机构531、固定在驱动杆532上并分别与环形钻槽6对应的连杆533、固定在连杆533末端的切割刀534；所述切割刀534用于伸入环形钻槽6中，并在第二驱动机构531、驱动杆532、连杆533的传动下径向移动，作用于环形钻槽6的内壁进行切割；其中，第二驱动机构531可采用电动推杆。

实施例五

如图12至图14所示，本实施例的一种整体回转旋进式岩石巷道切割机中，采用的第三刀具的另一种具体设计，其与实施例四的不同点在于：所述驱动杆532上铰接有摆杆535，摆杆535的末端固定有所述的连杆533；所述切割刀534用于伸入环形钻槽6中，并在第二驱动机构531、驱动杆532、摆杆535以及连杆533的传动下绕连杆533周向移动，作用于环形钻槽6的内壁进行切割。

本实施例的一种整体回转旋进式岩石巷道切割机中，所述摆杆535的后侧在与连杆533对应的位置设置有凸轴，所述回转切割平台1与凸轴对应的位置设置有定位套536，所述凸轴插设在定位套536中，用于对连杆533进行定位。

本实施例的一种整体回转旋进式岩石巷道切割机中，所述驱动杆532通过铰接件与摆杆535铰接，该铰接件包括设置在驱动杆532的腰形孔537、设置在摆杆535上的枢杆538；所述枢杆538与腰形孔537配合，用于提供铰接功能；腰形孔537还用于在摆杆535绕定位套536的轴心摆动时，对摆杆535与驱动杆532配合的一端进行让位。

实施例六

如图15至图18所示，本实施例的一种整体回转旋进式岩石巷道切割机中，所述回转切割平台1的后侧在靠近外周的位置还设置有第四刀具54和第三驱动机构；所述第三驱动机构用于驱动第四刀具54伸出回转切割平台1，并作用于最外侧的环形钻槽的外径侧内壁进行切割，改变最外侧的环形钻槽的形状。具体的，如图16所示，C表示位于回转切割平台1前侧的刀具的最大切割线，D表示第四刀具的切割范围线；第四刀具伸出后，保持固定的伸出幅度时，可扩大切割巷道的半径；还可如图18所示，可对第四刀具伸出的幅度进行调整，可形成非圆形的巷道。

本实用新型的一种整体回转旋进式岩石巷道切割机中，可在预制圆形巷道中使用，使用时，通过导电滑环结构与外侧的电源连接，通过导电滑环将电力供应至回转切割平台的用电设备上，回转切割平台可设计为上下两层式的整体结构，通过第一驱动机构的设计，可使回转切割平台回转，并进行钻进或回退，回转切割平台前侧的第一刀具和第二刀具以切割刀具为主，工作时，第一刀具先对工作面实施切割槽，使工作面形成数个环形钻槽，再通过第二刀具进行扩槽，加大环形钻槽的宽度，使工作面形成数个岩石薄壁环，再利用第三刀具伸入环形钻槽中，对岩石薄壁环进行切割，进而达到全断面的施工方式；由于本实用新型的岩石巷道切割机的回转切割平台，即作为刀盘，又可自行走，整体重量较轻，可适用于全方位的掘进施工，可施工平巷、斜井、地井、天井等工程，适用范围广。

上述实施例不应以任何方式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效转换的方式获得的技术方案均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.整体回转旋进式岩石巷道切割机，其特征在于：包括回转切割平台；所述回转切割平台的外周侧设置有第一驱动机构，第一驱动机构用于驱动回转切割平台回转并沿轴向钻进或回退；所述回转切割平台的前侧设置有多组刀具组；所述刀具组至少包括第一刀具和第二刀具；所述第一刀具用于形成环形钻槽，所述第二刀具用于对环形钻槽的后端在径向方向进行扩槽；相邻刀具组所形成的环形钻槽之间形成岩石薄壁环；所述刀具组还包括第三刀具用于对岩石薄壁环进行切割。

2.根据权利要求1所述的整体回转旋进式岩石巷道切割机，其特征在于：所述回转切割平台的后侧设置有与回转切割平台同轴心的导电滑环，用于连接外部电源。

3.根据权利要求2所述的整体回转旋进式岩石巷道切割机，其特征在于：所述第一驱动机构为至少两组，且规则分布并安装在回转切割平台上；第一驱动机构包括第一安装架、安装在第一安装架上的行走轮；所述行走轮的轮面与最外侧的环形钻槽的外径侧内壁配合，行走轮的轴向相对于回转切割平台的轴向倾斜设置，用于使行走轮为回转切割平台提供回转并钻进或回退的动力。

4.根据权利要求3所述的整体回转旋进式岩石巷道切割机，其特征在于：所述行走轮的轮面设置有防滑面，用于增加行走轮与环形钻槽间的摩擦力。

5.根据权利要求3或4所述的整体回转旋进式岩石巷道切割机，其特征在于：所述回转切割平台的外周侧还安装有辅助机构；所述辅助机构为至少两组，且规则分布并安装在回转切割平台上；辅助机构包括第二安装架、安装在第二安装架上的辅助轮；所述辅助轮的轮面设置有外螺纹；所述辅助轮与最外侧的环形钻槽的外径侧内壁配合，所述辅助轮用于在回转切割平台旋转时，进行被动旋转，并通过其上的外螺纹与环形钻槽配合对回转切割平台提供移动方向的辅助推力，还用于在回转切割平台停止旋转时，停止旋转，并通过其上的外螺纹与环形钻槽配合对回转切割平台提供移动方向的限位，进而防脱。

6.根据权利要求1所述的整体回转旋进式岩石巷道切割机，其特征在于：所述第三刀具包括安装在回转切割平台上的驱动杆、用于驱动驱动杆沿回转切割平台径向移动的第二驱动机构、固定在驱动杆上并分别与环形钻槽对应的连杆、固定在连杆末端的切割刀；所述切割刀用于伸入环形钻槽中，并在第二驱动机构、驱动杆、连杆的传动下径向移动，作用于环形钻槽的内壁进行切割。

7.根据权利要求6所述的整体回转旋进式岩石巷道切割机，其特征在于：所述连杆与驱动杆的连接方式替换为：所述驱动杆上铰接有摆杆，摆杆的末端固定有所述的连杆；所述切割刀用于伸入环形钻槽中，并在第二驱动机构、驱动杆、摆杆以及连杆的传动下绕连杆周向移动，作用于环形钻槽的内壁进行切割。

8.根据权利要求7所述的整体回转旋进式岩石巷道切割机，其特征在于：所述摆杆的后侧在与连杆对应的位置设置有凸轴，所述回转切割平台的前侧在与凸轴对应的位置设置有定位套，所述凸轴插设在定位套中，用于对连杆进行定位。

9.根据权利要求7或8所述的整体回转旋进式岩石巷道切割机，其特征在于：所述驱动杆通过铰接件与摆杆铰接，该铰接件包括设置在驱动杆的腰形孔、设置在摆杆上的枢杆；所述枢杆与腰形孔配合，用于提供铰接功能；腰形孔还用于在摆杆绕定位套的轴心摆动时，对摆杆与驱动杆配合的一端进行让位。

10.根据权利要求1所述的整体回转旋进式岩石巷道切割机，其特征在于：所述回转切割平台的后侧在靠近外周的位置还设置有第四刀具和第三驱动机构；所述第三驱动机构用于驱动第四刀具伸出回转切割平台，并作用于最外侧的环形钻槽的外径侧内壁进行切割，改变最外侧的环形钻槽的形状。

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