CN116677400A - 一种硬岩掘进机 - Google Patents

Abstract

本发明属于掘进机设备技术领域，尤其涉及一种硬岩掘进机。该掘进机包括掘进机主体、刀盘组件和刀盘调整组件，掘进机主体包括滑移架，刀盘组件包括刀盘安装架，刀盘安装架包括中连接板和关于中连接板对称的两个侧连接板；刀盘调整组件包括提升驱动器和与两个侧连接板对应的两个摆动驱动器，两个摆动驱动器驱动刀盘安装架左右摆动；提升驱动器驱动刀盘安装架向上转动。由此，该掘进机增加了刀盘上下左右移动的功能，以此改变刀盘的截割角度，使掘进机在成巷宽度高度方面有更大的灵活性，实现大范围的截割。当掘进机转弯时，可以单独将刀盘安装架向转弯方向转过一定角度，以减小整个设备的转弯半径，使整个设备的行动更加灵活，提高工作效率。

Description

一种硬岩掘进机

技术领域

本发明属于掘进机设备技术领域，尤其涉及一种硬岩掘进机。

背景技术

硬岩掘进机是开凿隧道的机器，随着硬岩掘进机向前推进，硬岩掘进机中的刀盘不断破碎岩石。在隧道掘进过程中，由于地质或现场施工要求等原因，需要完成复杂的隧道施工。

传统TBM(全断面硬岩隧道掘进机)在掘进过程中，由于受设备自身结构特点的限制，在转弯灵活性方面存在一定的局限性，只能开凿与设备自身形状相同的圆形掌子面，所以当需要增加掘进面宽度或高度时，难以拓展掌子面范围。而煤矿巷道一般为矩形，如果采用TBM掘进，还需要二次修整，效率低下，经济性差，所以传统TBM无法运用到煤矿开采中，在适用范围方面不够广泛。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种硬岩掘进机，从而解决了传统TBM转弯灵活性方面存在不足、难以拓展掌子面范围、截割范围较小、适用范围方面不够广泛的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

本发明提供了一种硬岩掘进机，包括掘进机主体和刀盘组件，掘进机主体包括滑移架，刀盘组件包括刀盘安装架，还包括刀盘调整组件，刀盘安装架包括中连接板和关于中连接板对称的两个侧连接板；刀盘调整组件包括提升驱动器和与两个侧连接板对应的两个摆动驱动器，摆动驱动器两端分别与同侧的侧连接板和滑移架可转动连接，两个摆动驱动器驱动刀盘安装架左右摆动；提升驱动器一端位于滑移架内部与滑移架连接，提升驱动器另一端与中连接板可转动连接，提升驱动器驱动刀盘安装架向上转动。

进一步，摆动驱动器两端均通过转换轴块分别与同侧的侧连接板和滑移架可转动连接；转换轴块上开设有贯穿于转换轴块的第一横向通孔和第一竖向通孔，第一横向通孔与摆动驱动器可转动连接，第一竖向通孔与侧连接板或滑移架可转动连接。

进一步，刀盘调整组件还包括转换轴座，转换轴座内开设有贯穿于转换轴座且相交的第二横向通孔和第二竖向通孔，转换轴座上设置有连接部；中连接板上的安装孔与第二竖向通孔对齐后通过穿设销轴与转换轴座可转动连接，滑移架上的安装孔与第二横向通孔对齐后通过穿设销轴与转换轴座可转动连接，提升驱动器另一端通过与连接部可转动连接实现与中连接板可转动连接。

进一步，掘进机主体还包括中部支撑，中部支撑位于滑移架远离刀盘安装架一侧；中部支撑内固定有轨道，轨道的长度方向与硬岩掘进机的前进方向一致，滑移架能够搭接于轨道突出于中部支撑的部分，轨道中伸出有伸缩驱动器，伸缩驱动器与滑移架连接，伸缩驱动器驱动滑移架沿着轨道移动。

进一步，还包括稳定装置，稳定装置包括设置于中部支撑上的若干撑顶支撑脚和若干撑地支撑脚以及设置于滑移架上的若干撑顶支撑脚和若干撑地支撑脚，中部支撑上的若干撑顶支撑脚和若干撑地支撑脚同步伸出，滑移架上的若干撑顶支撑脚和若干撑地支撑脚同步伸出。

进一步，掘进机主体还包括用于支护作业的支护总成，支护总成位于中部支撑后部两侧。

进一步，掘进机主体还包括底盘、装载装置和刮板运输机，底盘与中部支撑连接，刮板运输机从前到后贯穿于掘进机主体内部，装载装置位于刀盘组件下方与刮板运输机头端相连；滑移架、中部支撑、支护总成、底盘、装载装置和刮板运输机为掘进机主体的驱动部。

进一步，掘进机主体还包括从动部，从动部包括后车架、后底盘、给料皮带机，后车架位于后底盘上，给料皮带机前端与刮板运输机连接，给料皮带机位于后车架上；驱动部与从动部通过中部支撑后部与后车架的前部可转动连接。

进一步，刀盘组件还包括刀盘，中连接板和两个侧连接板合并的一端形成刀盘安装架的安装部，刀盘可拆卸安装于安装部；刀盘中心内置有驱动刀盘转动的驱动器。

进一步，刀盘外周安装有一圈滚刀。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：

本发明提供的一种硬岩掘进机，在刀盘安装架与滑移架之间增加了驱动刀盘安装架左右摆动的摆动驱动器和驱动刀盘安装架向上转动提升驱动器，增加了刀盘上下左右移动的功能，以此改变刀盘的截割角度，使掘进机在成巷宽度高度方面有更大的灵活性，实现大范围的截割。

当掘进机转弯时，可以单独将刀盘安装架向转弯方向转过一定角度，以减小整个设备的转弯半径，使整个设备的行动更加灵活，提高工作效率。

附图说明

图1为硬岩掘进机的俯视结构示意图；

图2为硬岩掘进机的侧视结构示意图；

图3为硬岩掘进机的侧面剖视结构示意图；

图4为滑移架与刀盘组件连接的侧视结构示意图；

图5为滑移架与刀盘组件连接的附视结构示意图；

图6为滑移架与刀盘组件连接的爆炸图；

图7为中部支撑的结构示意图；

图8为硬岩掘进机的刀盘左右移动工作的示意图；

图9为硬岩掘进机的刀盘上下移动工作的示意图。

【附图标记说明】

1：掘进机主体；11：滑移架；12：中部支撑；121：轨道；122：伸缩驱动器；13：支护总成；14：底盘；15：装载装置；16：刮板运输机；17：后车架；18：后底盘；19：给料皮带机；

2：刀盘组件；21：刀盘安装架；211：中连接板；212：侧连接板；213：安装部；22：刀盘；23：滚刀；

3：刀盘调整组件；31：提升驱动器；32：摆动驱动器；33：转换轴块；331：第一横向通孔；332：第一竖向通孔；34：转换轴座；341：第二横向通孔；342：第二竖向通孔；343：连接部；

4：稳定装置；41：撑顶支撑脚；42：撑地支撑脚。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1-9所示，本发明提供一种硬岩掘进机，包括掘进机主体1、刀盘组件2、刀盘调整组件3和稳定装置4。刀盘调整组件3用于调节刀盘组件2的上下左右移动。掘进机主体1包括前后连接的驱动部和从动部。如图1-3、图8、图9所示，驱动部包括滑移架11，中部支撑12，支护总成13、底盘14、装载装置15和刮板运输机16。

具体地，如图1-3、图8、图9所示，中部支撑12位于滑移架11远离刀盘安装架21一侧。如图2、图3、图9所示，底盘14与中部支撑12连接，刮板运输机16从前到后贯穿于掘进机主体1内部，装载装置15位于刀盘组件2下方与刮板运输机16头端相连，装载装置15将切割下来的岩体送入刮板运输机16，再由刮板运输机16向硬岩掘进机后方运输。如图7所示，中部支撑12内固定有轨道121，轨道121的长度方向与硬岩掘进机的前进方向一致，滑移架11能够搭接于轨道121突出于中部支撑12的部分，轨道121中伸出有伸缩驱动器122，伸缩驱动器122与滑移架11连接，驱动滑移架11沿着轨道121移动，使刀盘安装架21带动刀盘22完成进刀与退刀操作，实现在整机不行进状态下进刀，减少了操作步骤，提高了工作效率。支护总成13位于中部支撑12后部两侧用于支护作业。

如图1-3、图8、图9所示，从动部包括后车架17、后底盘18和给料皮带机19。具体地，后车架17位于后底盘18上，给料皮带机19位于后车架17上且前端与刮板运输机16连接，用来接收从刮板运输机16运输过来的脱落的岩体。驱动部与从动部通过中部支撑12后部与后车架17的前部可转动连接。

如图1-6、图8、图9所示，刀盘组件2包括刀盘安装架21和刀盘22，如图5、图6所示，刀盘安装架21包括中连接板211和关于中连接板211对称的两个侧连接板212，中连接板211和两个侧连接板212合并的一端形成刀盘安装架21的安装部213，安装部213位于刀盘安装架21远离掘进机主体1一侧，刀盘22可拆卸安装于安装部213，有利于刀盘22靠近掌子面的岩体，方便对岩体进行截割，且可以减少破岩时产生的碎渣对掘进机的伤害。而且，刀盘22与刀盘安装架21为可拆卸连接，方便对刀盘22进行维护及更换。刀盘22中心内置有驱动刀盘22转动的驱动器。另外，刀盘22外周安装有一圈滚刀23。

如图1-6、图8、图9所示，刀盘调整组件3包括提升驱动器31和与两个侧连接板212对应的两个摆动驱动器32，刀盘安装架21带动刀盘22横向与垂向的摆动，调整刀盘22位置拓展掌子面范围，以满足中短途施工以及小转弯半径的施工需求。如图6所示，摆动驱动器32两端分别与同侧的侧连接板212和滑移架11通过转换轴块33可转动连接驱动刀盘安装架21左右摆动。

具体地，转换轴块33上开设有贯穿于转换轴块33的第一横向通孔331和第一竖向通孔332，第一横向通孔331与摆动驱动器32可转动连接，第一竖向通孔332与侧连接板212或滑移架11可转动连接。

如图3、图6所示，提升驱动器31一端位于滑移架11内部与滑移架11连接，提升驱动器31另一端与中连接板211通过转换轴座34可转动连接驱动刀盘安装架21向上转动。

具体地，如图6所示，转换轴座34内开设有贯穿于转换轴座34且相交的第二横向通孔341和第二竖向通孔342，转换轴座34上设置有连接部343，中连接板211上的安装孔与第二竖向通孔342对齐后通过穿设销轴与转换轴座34可转动连接，滑移架11上的安装孔与第二横向通孔341对齐后通过穿设销轴与转换轴座34可转动连接，提升驱动器31另一端通过与连接部343可转动连接实现与中连接板211可转动连接。

特别地，穿过转换轴座34的销轴外端有销轴盖板通过螺栓连接到转换轴座34上，防止销轴脱出松动。

如图1-3、图5-9所示，稳定装置4包括设置于中部支撑12上的若干撑顶支撑脚41和若干撑地支撑脚42以及设置于滑移架11上的若干撑顶支撑脚41和若干撑地支撑脚42，中部支撑12上的若干撑顶支撑脚41和若干撑地支撑脚42同步伸出，滑移架11上的若干撑顶支撑脚41和若干撑地支撑脚42同步伸出。

当掘进机进刀过程中，开启稳定装置4来稳定支撑掘进机，掘进此时可以借助更大的摩擦力截割更硬的岩石。同时，伸缩驱动器122能够给予刀盘22较大的进给压力，提高最大截割硬度。从而使得本硬岩掘进机适用范围更广，操作更加简便，可以满足更复杂的巷道要求，工作效率更高。

硬岩掘进机工作步骤：

S1：掘进机通过底盘14转动行走到指定位置；

S2：启动稳定装置4，将中部支撑12上的撑顶支撑脚41与撑地支撑脚42展开，分别撑到巷道顶部与地面来稳定掘进机，同时在进刀时给予整机更大的摩擦力，结合滚刀23，使截割硬度的上限可提高到200Mpa；

S3：启动刮板运输机16与装载装置15，准备运输刀盘22截割下来的脱落的岩体；

S4：启动刀盘22中心内置的驱动器，使刀盘22开始转动；

S5：通过摆动驱动器32、提升驱动器31，调整刀盘22到指定位置；

S6：伸缩驱动器122工作，开始进刀，滚刀23压裂掌子面的岩体，掌子面的岩体形成裂缝后剥离脱落，脱落的岩体被装载装置15收集再进入刮板运输机16，被刮板运输机16运输到掘进机后方处理。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种硬岩掘进机，包括掘进机主体(1)和刀盘组件(2)，所述掘进机主体(1)包括滑移架(11)，所述刀盘组件(2)包括刀盘安装架(21)，其特征在于，还包括刀盘调整组件(3)，所述刀盘安装架(21)包括中连接板(211)和关于所述中连接板(211)对称的两个侧连接板(212)；

所述刀盘调整组件(3)包括提升驱动器(31)和与两个所述侧连接板(212)对应的两个摆动驱动器(32)，所述摆动驱动器(32)两端分别与同侧的所述侧连接板(212)和所述滑移架(11)可转动连接，两个所述摆动驱动器(32)驱动所述刀盘安装架(21)左右摆动；

所述提升驱动器(31)一端位于所述滑移架(11)内部与所述滑移架(11)连接，所述提升驱动器(31)另一端与所述中连接板(211)可转动连接，所述提升驱动器(31)驱动所述刀盘安装架(21)向上转动。

2.根据权利要求1所述的硬岩掘进机，其特征在于，所述摆动驱动器(32)两端均通过转换轴块(33)分别与同侧的所述侧连接板(212)和所述滑移架(11)可转动连接；

所述转换轴块(33)上开设有贯穿于所述转换轴块(33)的第一横向通孔(331)和第一竖向通孔(332)，所述第一横向通孔(331)与所述摆动驱动器(32)可转动连接，所述第一竖向通孔(332)与所述侧连接板(212)或所述滑移架(11)可转动连接。

3.根据权利要求1所述的硬岩掘进机，其特征在于，所述刀盘调整组件(3)还包括转换轴座(34)，所述转换轴座(34)内开设有贯穿于所述转换轴座(34)且相交的第二横向通孔(341)和第二竖向通孔(342)，所述转换轴座(34)上设置有连接部(343)；

所述中连接板(211)上的安装孔与所述第二竖向通孔(342)对齐后通过穿设销轴与所述转换轴座(34)可转动连接，所述滑移架(11)上的安装孔与所述第二横向通孔(341)对齐后通过穿设销轴与所述转换轴座(34)可转动连接，所述提升驱动器(31)另一端通过与所述连接部(343)可转动连接实现与所述中连接板(211)可转动连接。

4.根据权利要求1所述的硬岩掘进机，其特征在于，所述掘进机主体(1)还包括中部支撑(12)，所述中部支撑(12)位于所述滑移架(11)远离所述刀盘安装架(21)一侧；

所述中部支撑(12)内固定有轨道(121)，所述轨道(121)的长度方向与所述硬岩掘进机的前进方向一致，所述滑移架(11)能够搭接于所述轨道(121)突出于所述中部支撑(12)的部分，所述轨道(121)中伸出有伸缩驱动器(122)，所述伸缩驱动器(122)与所述滑移架(11)连接，所述伸缩驱动器(122)驱动所述滑移架(11)沿着所述轨道(121)移动。

5.根据权利要求4所述的硬岩掘进机，其特征在于，还包括稳定装置(4)，所述稳定装置(4)包括设置于中部支撑(12)上的若干撑顶支撑脚(41)和若干撑地支撑脚(42)以及设置于所述滑移架(11)上的若干撑顶支撑脚(41)和若干撑地支撑脚(42)，所述中部支撑(12)上的若干撑顶支撑脚(41)和若干撑地支撑脚(42)同步伸出，所述滑移架(11)上的若干撑顶支撑脚(41)和若干撑地支撑脚(42)同步伸出。

6.根据权利要求4所述的硬岩掘进机，其特征在于，所述掘进机主体(1)还包括用于支护作业的支护总成(13)，所述支护总成(13)位于所述中部支撑(12)后部两侧。

7.根据权利要求4所述的硬岩掘进机，其特征在于，所述掘进机主体(1)还包括底盘(14)、装载装置(15)和刮板运输机(16)，所述底盘(14)与所述中部支撑(12)连接，所述刮板运输机(16)从前到后贯穿于所述掘进机主体(1)内部，所述装载装置(15)位于所述刀盘组件(2)下方与所述刮板运输机(16)头端相连；

所述滑移架(11)、所述中部支撑(12)、所述支护总成(13)、所述底盘(14)、装载装置(15)和刮板运输机(16)为所述掘进机主体(1)的驱动部。

8.根据权利要求7所述的硬岩掘进机，其特征在于，所述掘进机主体(1)还包括从动部，所述从动部包括后车架(17)、后底盘(18)、给料皮带机(19)，所述后车架(17)位于所述后底盘(18)上，所述给料皮带机(19)前端与所述刮板运输机(16)连接，所述给料皮带机(19)位于所述后车架(17)上；

所述驱动部与所述从动部通过所述中部支撑(12)后部与所述后车架(17)的前部可转动连接。

9.根据权利要求1所述的硬岩掘进机，其特征在于，所述刀盘组件(2)还包括刀盘(22)，所述中连接板(211)和两个所述侧连接板(212)合并的一端形成所述刀盘安装架(21)的安装部(213)，所述刀盘(22)可拆卸安装于所述安装部(213)；

所述刀盘(22)中心内置有驱动所述刀盘(22)转动的驱动器。

10.根据权利要求9所述的硬岩掘进机，其特征在于，所述刀盘(22)外周安装有一圈滚刀(23)。