[發(fā)明專利]一種微波輔助破巖懸臂式掘進(jìn)機(jī)及微波輔助破巖方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211003109.1
• 申請日: 2022-08-22
• 公開（公告）號: CN115434702A
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王傳武;王學(xué)成;張鑫;吳晉軍;劉子靖;張睿;張國浩;李瑞君;馬昭;王帥;岳曉虎;田野;趙宇陽;董良;張杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國煤炭科工集團(tuán)太原研究院有限公司;山西天地煤機(jī)裝備有限公司
• 主分類號: E21C25/18
• 分類號: E21C25/18;E21C37/00;E21C37/16
• 代理公司: 太原晉科知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳;程小娟

本發(fā)明提供了一種微波輔助破巖懸臂式掘進(jìn)機(jī)及微波輔助破巖方法，屬于硬巖隧道掘進(jìn)的技術(shù)領(lǐng)域，上述微波輔助破巖懸臂式掘進(jìn)機(jī)，包括截割機(jī)構(gòu)、鏟板、截割升降油缸、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、鏟板升降油缸、左行走機(jī)構(gòu)、機(jī)架、右行走機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)油缸和運(yùn)輸系統(tǒng)；截割機(jī)構(gòu)包括機(jī)械破巖系統(tǒng)和微波輔助破巖系統(tǒng)；機(jī)械破巖系統(tǒng)包括縱軸式截割頭、懸臂段、截割減速器、叉形架和截割電機(jī)；微波輔助破巖系統(tǒng)包括微波發(fā)生器組件、前旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)、微波加熱器組件和傳輸波導(dǎo)組件。本發(fā)明提供的微波輔助破巖懸臂式掘進(jìn)機(jī)及微波輔助破巖方法，解決了現(xiàn)有鎬形截齒破巖機(jī)理靠提高截割功率和增加整機(jī)重量以增加懸臂式掘進(jìn)機(jī)破巖能力的方法已不能滿足當(dāng)前需要的技術(shù)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于硬巖隧道掘進(jìn)的技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種微波輔助破巖懸臂式掘進(jìn)機(jī)及微波輔助破巖方法。

背景技術(shù)

隨著地下空間工程的快速發(fā)展，越來越多的隧道正在被規(guī)劃和建設(shè)，懸臂式掘進(jìn)機(jī)由于其安全、靈活、成本低等優(yōu)點，正在越來越多的被選擇使用，但在硬巖隧道掘進(jìn)過程中，特別是巖石硬度超過120Mpa的特硬巖隧道，截割效率低，截齒磨損和元部件失效等問題日益突出，單純依賴現(xiàn)有鎬形截齒破巖機(jī)理，靠提高截割功率和增加整機(jī)重量以增加懸臂式掘進(jìn)機(jī)破巖能力的方法已不能滿足當(dāng)前的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種微波輔助破巖懸臂式掘進(jìn)機(jī)及微波輔助破巖方法，解決現(xiàn)有鎬形截齒破巖機(jī)理靠提高截割功率和增加整機(jī)重量以增加懸臂式掘進(jìn)機(jī)破巖能力的方法已不能滿足當(dāng)前需要的技術(shù)問題，可提高懸臂式掘進(jìn)機(jī)在硬巖隧道，特別是巖石硬度超過120Mpa的特硬巖隧道的破巖能力和截割效率。

上述微波輔助破巖懸臂式掘進(jìn)機(jī)，包括截割機(jī)構(gòu)、鏟板、截割升降油缸、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、鏟板升降油缸、左行走機(jī)構(gòu)、機(jī)架、右行走機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)油缸和運(yùn)輸系統(tǒng)；鏟板與機(jī)架通過鏟板升降油缸連接，通過鏟板升降油缸實現(xiàn)鏟板上下擺動，用于接收截割機(jī)構(gòu)截割下來物料；回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動安裝在機(jī)架上，兩側(cè)對稱設(shè)置有回轉(zhuǎn)油缸，通過回轉(zhuǎn)油缸實現(xiàn)水平旋轉(zhuǎn)；左行走機(jī)構(gòu)和右行走機(jī)構(gòu)分別安裝在機(jī)架的左右兩側(cè)，用于行走調(diào)動；運(yùn)輸系統(tǒng)布置在機(jī)架的中部，位于鏟板的后方，用于轉(zhuǎn)運(yùn)鏟板接收的物料；截割機(jī)構(gòu)包括機(jī)械破巖系統(tǒng)和微波輔助破巖系統(tǒng)；機(jī)械破巖系統(tǒng)包括縱軸式截割頭、懸臂段、截割減速器、叉形架和截割電機(jī)；微波輔助破巖系統(tǒng)包括微波發(fā)生器組件、前旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)、微波加熱器組件和傳輸波導(dǎo)組件；叉形架的兩端與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動連接，截割升降油缸的兩端分別與叉形架和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動連接，通過截割升降油缸實現(xiàn)截割機(jī)構(gòu)的上下擺動；截割電機(jī)和截割減速器固定在叉形架上，截割減速器的輸入端與截割電機(jī)連接，截割減速器的輸出端與懸臂段的后端連接，縱軸式截割頭轉(zhuǎn)動安裝在懸臂段的前端；微波發(fā)生器組件固定在截割電機(jī)上；微波加熱器組件固定在縱軸式截割頭中；傳輸波導(dǎo)組件穿過縱軸式截割頭、懸臂段、截割減速器和截割電機(jī)的旋轉(zhuǎn)中心，前端通過前旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)與微波加熱器組件旋轉(zhuǎn)連接，后端與微波發(fā)生器組件連接。

進(jìn)一步地，傳輸波導(dǎo)組件的后端通過后旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)與微波發(fā)生器組件轉(zhuǎn)動連接。

進(jìn)一步地，縱軸式截割頭上設(shè)置有用于安裝微波加熱器組件和傳輸波導(dǎo)組件的縱向孔，縱向孔的前端安裝有防塵蓋。

進(jìn)一步地，機(jī)架上還設(shè)置有液壓系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)包括液壓泵、液壓閥、液壓馬達(dá)和液壓膠管，為鏟板、左行走機(jī)構(gòu)、右行走機(jī)構(gòu)、運(yùn)輸系統(tǒng)和各液壓油缸提供動力。

進(jìn)一步地，機(jī)架上還設(shè)置有防護(hù)總成，防護(hù)總成為掘進(jìn)機(jī)各部件提供防護(hù)蓋板或防護(hù)網(wǎng)。

進(jìn)一步地，機(jī)架的后端設(shè)置有后支撐組件，后支撐組件可通過旋轉(zhuǎn)和伸縮支撐在地面上。

進(jìn)一步地，機(jī)架的右前部設(shè)置有司機(jī)操作室，為司機(jī)駕駛機(jī)器提供空間和操作手柄。

進(jìn)一步地，電氣系統(tǒng)包括電機(jī)和電控箱，負(fù)責(zé)截割機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)和其它輔助元部件的控制和保護(hù)。

上述一種微波輔助破巖方法，包括下述步驟：