[發明專利]一種懸臂式掘進機截割機構及其控制系統

有效

• 申請號: 202010783740.2
• 申請日: 2020-08-06
• 公開（公告）號: CN111911180B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 劉若涵;劉永利;萬豐;任春平;李德根
• 申請（專利權）人: 黑龍江科技大學
• 主分類號: E21D9/10
• 分類號: E21D9/10
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 李鵬

本發明公開了一種懸臂式掘進機截割機構及其控制系統，其中，所述控制系統，包括控制器、用于檢測液壓缸活塞兩側的壓力差的壓力傳感器、用于檢測截割頭的位置坐標及合成速度的垂直擺動液壓缸位移傳感器和水平擺動液壓缸位移傳感器、用于檢測復合動力裝置的截割電流的電流傳感器，所述壓力傳感器、垂直擺動液壓缸位移傳感器、水平擺動液壓缸位移傳感器和電流傳感器分別與控制器連接。本發明提供的一種懸臂式掘進機截割機構及其控制系統，可用來評價截割性能，斷面煤巖性質預測及其分布，截割效率提高50％以上。

技術領域

本發明屬于采掘裝備技術領域，尤其涉及一種懸臂式掘進機截割機構及其控制系統。

背景技術

懸臂式掘進機是煤礦長臂工作面開采巷道掘進的主要裝備，分為縱軸式和橫軸式兩種類型。與現用于山體和地下交通隧道開拓用盾構式掘進機有所不同，盾構式掘進機采用多組盤形刀具切削巖土隧道，具有切削較硬的巖石的能力，如歐洲用于穿越阿爾卑斯山的大型隧道盾構機；而懸臂式掘進機采用旋轉滾筒上固定安裝的諸多截齒截割煤或半煤巖，適用于煤礦井下煤巷或軟巖巷道掘進。由于煤礦井下復雜多變的地質條件是大自然形成的，在臂式掘進機進行煤礦煤巷或軟巖巷道掘進過程中常會遇到較硬的煤巖，此時，臂式掘進機會遭遇截割硬巖的沖擊載荷，截齒的強度及耐磨性、截割部的抗沖擊振動性能變得非常重要，因而成為懸臂式掘進機研究開發的熱點及技術關鍵。

目前研究煤礦井下巷道盾構機也在進行中，但由于煤礦井下巷道比鐵路隧道狹小曲折，不適于大型裝備，而體積質量小的盾構機難以承受切割硬巖的沖擊振動。臂式掘進機在今后相當長時期仍是煤礦井下半煤巖巷道掘進不可替代的主力裝備，而對于堅硬的巖巷掘進，爆破、裝巖是唯一的選擇。針對懸臂式掘進機研究開發的熱點及技術關鍵問題，由于掘進機進行巷道掘進工作過程中截割部在不斷改變位置和姿態，驅使截割頭做上、下、左、右方向的連續運動，從而截割出要求的巷道斷面。

隨著國內建設事業的高速度增長，我國掘進機械也迎來了飛速的發展?，F有的掘進機沒有涉及截割頭橫向擺動角度指示功能和對擺動速度控制的功能，在掘進過程中可能出現超挖或欠挖現象，導致礦井不夠平整，挖掘質量不夠好，影響掘進進度；其中對橫擺速度的調節多是由人工控制調節，井下惡劣的工作環境會對掘進操作人員的身體健康和安全帶來很大的威脅。

發明內容

本發明提供一種懸臂式掘進機截割機構及其控制系統，能夠針對各種礦井情況對橫擺速度進行控制，保證橫擺角度，保證礦井挖掘質量。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種懸臂式掘進機截割機構，包括截割頭、減速器、復合動力裝置，所述截割頭與減速器連接，所述減速器與復合動力裝置，所述復合動力裝置的一端設有懸掛臂，所述懸掛臂配置有驅動其水平擺動的水平擺動液壓缸，所述懸掛臂與減速器之間設有驅動截割頭上、下擺動的上下擺動液壓缸。

作為上述技術方案的進一步描述：所述截割機構還包括支撐架，所述水平擺動液壓缸鉸接設置在支撐架上。

作為上述技術方案的進一步描述：所述懸掛臂下端配置有旋轉臺。

作為上述技術方案的進一步描述：所述上下擺動液壓缸鉸接在懸掛臂上，所述上下擺動液壓缸的輸出端與減速器鉸接。

作為上述技術方案的進一步描述：所述水平擺動液壓缸和上下擺動液壓缸的兩側均配置有壓力傳感器，用于檢測液壓缸活塞兩側的壓力差。

一種根據上述懸臂式掘進機截割機構的控制系統，包括控制器、用于檢測液壓缸活塞兩側的壓力差的壓力傳感器、用于檢測截割頭的位置坐標及合成速度的垂直擺動液壓缸位移傳感器和水平擺動液壓缸位移傳感器、用于檢測復合動力裝置的截割電流的電流傳感器，所述壓力傳感器、垂直擺動液壓缸位移傳感器、水平擺動液壓缸位移傳感器和電流傳感器分別與控制器連接。