[發(fā)明專利]一種截割頭姿態(tài)可控懸臂式掘進(jìn)機(jī)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310603713.2
• 申請日: 2013-11-26
• 公開（公告）號: CN103615244A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉志忠;劉建慧;姬玉榮;宋軍;陳小磚;孟凡茂
• 申請（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類號: E21C25/00
• 分類號: E21C25/00;E21C31/00
• 代理公司: 深圳市金筆知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 44297
• 代理人: 王國旭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種懸臂式掘進(jìn)機(jī)，其截割頭在旋轉(zhuǎn)液壓缸和擺動(dòng)架組件液壓缸作用下可實(shí)現(xiàn)空間姿態(tài)的靈活調(diào)整。

背景技術(shù)

懸臂式掘進(jìn)機(jī)是一種廣泛應(yīng)用于隧道、巷道掘進(jìn)的掘進(jìn)設(shè)備，以懸臂前端安裝的截割頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)截割頭表面分布安裝的截齒進(jìn)行煤或巖石剝離、破碎，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)施工。現(xiàn)有掘進(jìn)機(jī)的截割頭安裝方式有沿伸縮臂軸線安裝和垂直安裝兩種方式，截割頭的旋轉(zhuǎn)軸線與伸縮臂軸線相對固定，不能自由調(diào)整。在掘進(jìn)機(jī)位置固定后，由伸縮臂的上下左右擺動(dòng)，帶動(dòng)伸縮臂末端固定的旋轉(zhuǎn)截割頭運(yùn)動(dòng)而形成巷道斷面，完成掘進(jìn)功能。

現(xiàn)有的掘進(jìn)機(jī)僅具有截割臂的上下擺動(dòng)、截割臂的水平擺動(dòng)、截割臂的伸縮運(yùn)動(dòng)等運(yùn)動(dòng)控制能力，屬于典型的球坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)。由于截割頭與截割臂固定連接，所以截割頭工作時(shí)的空間姿態(tài)完全決定于伸縮臂的狀態(tài)，不能自由調(diào)整。由于截割頭的旋轉(zhuǎn)軸線姿態(tài)無法靈活控制，因而截割頭的外包絡(luò)面很難完全貼合理想巷道設(shè)計(jì)壁面，掘進(jìn)機(jī)難以截割出平整光滑的巷道壁面，只能形成鋸齒狀的巷道壁面。嚴(yán)重時(shí)可能給支護(hù)工作帶來麻煩，必須進(jìn)行表面修整，增加了額外的工作量。同時(shí)，因也使得掘進(jìn)機(jī)的輔助功能，如挖排水溝、柱窩等不太理想。

此外，巷道掘進(jìn)中經(jīng)常需要進(jìn)行支護(hù)、防突等工作，現(xiàn)有懸臂掘進(jìn)機(jī)只能單一完成掘進(jìn)截割工作，其他工作則需要另行配置多種施工設(shè)備，在狹小的巷道空間多種設(shè)備交替施工往往需要大量的搬運(yùn)、穩(wěn)固、調(diào)整等輔助作業(yè)時(shí)間，掘進(jìn)效率低下。

發(fā)明內(nèi)容

針對以上問題，本發(fā)明的目的是實(shí)現(xiàn)懸臂式掘進(jìn)機(jī)截割頭空間姿態(tài)的自由控制，使掘進(jìn)機(jī)能夠截割出平整光滑的巷道壁面，本發(fā)明的另一個(gè)目的是使掘進(jìn)機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)更多的輔助作業(yè)功能，減少掘進(jìn)過程中的設(shè)備數(shù)量和輔助作業(yè)時(shí)間，提高掘進(jìn)效率。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所提供的技術(shù)方案如下：

一種截割頭姿態(tài)可控懸臂式掘進(jìn)機(jī)，包括動(dòng)力系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)及輔助支撐系統(tǒng)，所述掘進(jìn)機(jī)伸縮臂的前部包括擺動(dòng)架、旋轉(zhuǎn)液壓缸、旋轉(zhuǎn)罩、擺動(dòng)架控制液壓缸及液壓驅(qū)動(dòng)截割頭，其中：

旋轉(zhuǎn)液壓缸固定安裝在伸縮臂可伸出部分的伸出端，旋轉(zhuǎn)液壓缸的旋轉(zhuǎn)輸出軸軸線與所述伸縮臂的伸縮方向一致；

旋轉(zhuǎn)罩固定安裝在旋轉(zhuǎn)液壓缸的旋轉(zhuǎn)輸出軸，所述旋轉(zhuǎn)罩的兩側(cè)對應(yīng)設(shè)置耳軸，耳軸的軸線垂直于旋轉(zhuǎn)液壓缸的旋轉(zhuǎn)軸線；

擺動(dòng)架設(shè)置在伸縮臂的前端，?所述擺動(dòng)架包括左側(cè)板、右側(cè)板及座板，擺動(dòng)架的左、右側(cè)板分別與耳軸相連接，擺動(dòng)架通過耳軸與旋轉(zhuǎn)罩相連接；

擺動(dòng)架控制液壓缸的一端與擺動(dòng)架相連，另一端與旋轉(zhuǎn)罩相連，所述擺動(dòng)架控制液壓缸控制擺動(dòng)架繞耳軸轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述液壓驅(qū)動(dòng)截割頭與擺動(dòng)架相連接。

進(jìn)一步，所述液壓驅(qū)動(dòng)截割頭可拆卸地安裝于擺動(dòng)架的座板上。

進(jìn)一步，所述擺動(dòng)架的左、右側(cè)板通過旋轉(zhuǎn)軸承或軸套與耳軸連接。

進(jìn)一步，所述擺動(dòng)架控制液壓缸為兩套，在擺動(dòng)架轉(zhuǎn)動(dòng)平面兩側(cè)對稱布置。

再進(jìn)一步，所述擺動(dòng)架的座板分別和左側(cè)板、右側(cè)板通過螺栓連接為一體。

由于采用了以上結(jié)構(gòu)，本發(fā)明具有以下有益效果：1、掘進(jìn)過程中，通過旋轉(zhuǎn)液壓缸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)罩、擺動(dòng)架、液壓截割頭等，液壓截割頭整體可以繞截割臂的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，通過擺動(dòng)架控制液壓缸推動(dòng)擺動(dòng)架、液壓截割頭等，液壓截割頭整體可以繞垂直于截割臂的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，從而液壓截割頭的空間姿態(tài)可自由控制，使液壓截割頭的外包絡(luò)面與巷道設(shè)計(jì)壁面理想貼合，截割出光滑的巷道壁面，減少輔助修整工作量；2、輔助挖掘動(dòng)作靈活，可以改善挖排水溝、柱窩等的效果；3、液壓截割頭與擺動(dòng)架之間可以采用固定式連接或可拆卸式連接，在可拆缷連接方式下，拆掉液壓截割頭可以在擺動(dòng)架上安裝更換其他作業(yè)工具，使掘進(jìn)機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)更多的輔助作業(yè)功能，減少掘進(jìn)過程中的設(shè)備數(shù)量和輔助作業(yè)時(shí)間，提高掘進(jìn)效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為旋轉(zhuǎn)罩部位的橫向斷面結(jié)構(gòu)示意圖；?

圖3為不帶螺栓和旋轉(zhuǎn)軸承的旋轉(zhuǎn)罩部位的橫向斷面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

一種截割頭姿態(tài)可控懸臂式掘進(jìn)機(jī)，如圖1所示，包括動(dòng)力系統(tǒng)13、行走系統(tǒng)14、液壓控制系統(tǒng)12及輔助支撐系統(tǒng)15，所述掘進(jìn)機(jī)伸縮臂1的前部包括擺動(dòng)架2、旋轉(zhuǎn)液壓缸4、旋轉(zhuǎn)罩5、擺動(dòng)架控制液壓缸10及液壓驅(qū)動(dòng)截割頭3，其中：

旋轉(zhuǎn)液壓缸4固定安裝在伸縮臂可伸出部分的伸出端，旋轉(zhuǎn)液壓缸的旋轉(zhuǎn)輸出軸軸線與所述伸縮臂的伸縮方向一致；