一种钻涨式掘进机制造技术

本发明专利技术公开了一种钻涨式掘进机，钻涨装置、角度控制装置、前后伸缩装置和悬臂式掘进机，钻涨装置通过角度控制装置安装在前后伸缩装置的前后移动部件上，前后伸缩装置安装在悬臂式掘进机上；钻涨装置包括固定架、分别固定安装在固定架上的凿岩机部件和涨裂器部件；角度控制装置包括安装座、副回转液压马达、调整液压缸和主回转液压马达；前后伸缩装置的前后移动部件完全伸出时钻涨装置前端至工作面之间的距离小于悬臂式掘进机截割头前端至工作面之间的距离。本钻涨式掘进机结构紧凑，能够在不增加能耗的前提下实现对岩层硬度f>10的坚硬岩层快速打孔并涨裂，进而实现提高掘进效率、降低安全隐患的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种掘进机，具体是一种适用于硬度f>10的坚硬岩层巷道开凿掘进的钻涨式掘进机，属于掘进机装备

技术介绍
掘进机是用于开凿平直地下巷道的机器，分为开敞式掘进机和护盾式掘进机，通常包括行走机构、工作机构、装运机构和转载机构组成，随着行走机构向前推进，工作机构中的切割头不断破碎岩石，并将碎岩运走，具有安全、高效和成巷质量好等优点，特别是悬臂式掘进机，它集截割、装运、行走、操作等功能于一体，主要用于截割任意形状断面的井下岩石、煤或半煤岩巷道。目前在我国全硬岩巷道的掘进中钻爆破岩掘进在很长一段时间内仍会是一种主要方式，重型悬臂式掘进机用于大断面岩巷的掘进在我国处于试验阶段，切割功率大、截割效率高、工作稳定且有很好的除尘系统的全岩巷重型悬臂式掘进机将代表岩巷掘进技术今后的发展方向；在岩层硬度f<10的硬度较低的全岩巷道和半煤岩巷道，悬臂式掘进机得到大力发展，悬臂式掘进机与单体锚杆钻机配套作业线（也称为煤巷综合机械化掘进）已逐步成为我国煤巷高效掘进方式中最主要的方式，但通常岩层的硬度是一个非确定值，即不同区域内的岩层硬度不一定相同，且工作条件十分恶劣，当岩层硬度f>10时，悬臂式掘进机不但效率极低、能耗增大，而且截齿掉落严重、甚至无法掘进，通常需将掘进机后撤至安全距离后采用钻爆破岩后再进行掘进，不仅掘进效率较低、而且爆破操作安全隐患较大，高硬度岩巷掘进已成我国掘进机械化发展的瓶颈。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种钻涨式掘进机，结构紧凑，能够在不增加能耗的前提下实现对岩层硬度f>10的坚硬岩层快速打孔并涨裂，进而实现提高掘进效率、降低安全隐患的目的。为实现上述目的，本钻涨式掘进机包括钻涨装置、角度控制装置、前后伸缩装置和悬臂式掘进机，钻涨装置通过角度控制装置安装在前后伸缩装置的前后移动部件上，前后伸缩装置安装在悬臂式掘进机上；所述的钻涨装置包括固定架、凿岩机部件和涨裂器部件，凿岩机部件和涨裂器部件分别固定安装在固定架上；凿岩机部件包括连接座Ⅰ、滑轨Ⅰ、定位导向板Ⅰ、伸缩驱动机构、凿岩机、钻杆、滑块Ⅰ；滑轨Ⅰ通过连接座Ⅰ前后方向设置固定安装在固定架上；定位导向板Ⅰ架设在滑轨Ⅰ的前端，定位导向板Ⅰ上设有与钻杆尺寸配合的导向孔；钻杆穿过定位导向板Ⅰ的导向孔架设在定位导向板Ⅰ上、且面向前方安装在凿岩机上；凿岩机通过与其固定安装连接的、且与滑轨Ⅰ配合的滑块Ⅰ架设在滑轨Ⅰ上；伸缩驱动机构安装在滑轨Ⅰ上、且与凿岩机连接；涨裂器部件包括连接座Ⅱ、滑轨Ⅱ、定位导向板Ⅱ、伸缩驱动机构、滑块Ⅱ、涨裂器；滑轨Ⅱ通过连接座Ⅱ前后方向设置固定安装在固定架上；定位导向板Ⅱ架设在滑轨Ⅱ的前端，定位导向板Ⅱ上设有与涨裂器的楔顶块外径尺寸配合的导向孔；涨裂器的楔顶块穿过定位导向板Ⅱ的导向孔架设在定位导向板Ⅱ上、且面向前方安装在涨裂器上；涨裂器通过与其固定安装连接的、且与滑轨Ⅱ配合的滑块Ⅱ架设在滑轨Ⅱ上；伸缩驱动机构安装在滑轨Ⅱ上、且与涨裂器连接；所述的角度控制装置包括安装座、副回转液压马达、调整液压缸和主回转液压马达；安装座顶端与固定架的底部安装连接、底端与副回转液压马达的输出轴固定安装连接；副回转液压马达的壳体一端与主回转液压马达的壳体一端铰接连接，副回转液压马达的壳体另一端通过调整液压缸与主回转液压马达的壳体另一端连接；主回转液压马达的输出轴与所述的前后伸缩装置的前后移动部件固定连接；所述的前后伸缩装置的前后移动部件完全伸出时钻涨装置前端至工作面之间的距离小于悬臂式掘进机截割头前端至工作面之间的距离。作为本专利技术的优选方案，所述的钻涨装置、角度控制装置和前后伸缩装置分别设置为两套、对称设置在悬臂式掘进机截割部后方两侧、悬臂式掘进机行走部上方的支撑板上。作为本专利技术的优选方案，所述的前后伸缩装置是齿轮齿条结构，齿轮设置在前后移动部件内、并通过液压马达驱动，齿条安装在悬臂式掘进机上。作为本专利技术的进一步改进方案，所述的前后伸缩装置是三级伸缩结构，包括下前后伸缩装置、中前后伸缩装置和上前后伸缩装置；下前后伸缩装置包括下支撑轨道、下导向齿条、下前后移动部件、下液压驱动马达和下驱动齿轮，下支撑轨道前后方向设置、固定安装在支撑板上，下支撑轨道的两端均设有限位机构，下导向齿条固定安装在下支撑轨道上，下驱动齿轮设置在下前后移动部件内、并与安装在下前后移动部件上的下液压驱动马达的输出轴同轴连接，下前后移动部件卡接配合架设在下支撑轨道上、且下驱动齿轮与下导向齿条啮合；中前后伸缩装置包括中支撑轨道、中导向齿条、中前后移动部件、中液压驱动马达和中驱动齿轮，中支撑轨道前后方向设置、后端安装在下前后移动部件的前端，中支撑轨道的两端均设有限位机构，中导向齿条固定安装在中支撑轨道上，中驱动齿轮设置在中前后移动部件内、并与安装在中前后移动部件上的中液压驱动马达的输出轴同轴连接，中前后移动部件卡接配合架设在中支撑轨道上、且中驱动齿轮与中导向齿条啮合；所述的主回转液压马达的输出轴与中前后移动部件的前部固定连接；上前后伸缩装置包括上支撑轨道、上导向齿条、上液压驱动马达和上驱动齿轮，上支撑轨道固定安装在固定架的下端面上，上支撑轨道的两端均设有限位机构，上导向齿条固定安装在上支撑轨道上，上驱动齿轮设置在安装座内、并与安装在安装座上的上液压驱动马达的输出轴同轴连接，安装座通过与其卡接配合的上支撑轨道与固定架安装连接、且上驱动齿轮与上导向齿条啮合。作为本专利技术的进一步改进方案，所述的中支撑轨道的后端铰接安装在下前后移动部件的前端上部，所述的下前后移动部件的前端下部设有与其铰接连接的俯仰控制液压缸，俯仰控制液压缸的另一端与中支撑轨道的底部铰接。作为本专利技术的进一步改进方案，所述的俯仰控制液压缸的一端和所述的中支撑轨道的后端分别通过十字连接头铰接在下前后移动部件的前端下部和上部，且俯仰控制液压缸设置为两件、两件俯仰控制液压缸同一水平位置并排设置，十字连接头前端与俯仰控制液压缸或中支撑轨道的后端水平铰接、后端与下前后移动部件的前端竖直铰接；两件俯仰控制液压缸的另一端分别通过球铰与中支撑轨道底部的同一水平位置并排铰接。作为本专利技术的一种实施方式，所述的钻涨装置的凿岩机部件和涨裂器部件的伸缩驱动机构是链传动结构，凿岩机部件的伸缩驱动机构包括链传动组件Ⅰ和凿岩机移动驱动液压马达，涨裂器部件的伸缩驱动机构包括链传动组件Ⅱ和涨裂器移动驱动液压马达；链传动组件Ⅰ和链传动组件Ⅱ均包括闭式传动链和链轮，链传动组件Ⅰ的闭式传动链通过链轮架设在滑轨Ⅰ上、且与滑块Ⅰ固定安装连接，凿岩机移动驱动液压马达安装在滑轨Ⅰ上、且其输出轴与链轮同轴连接；链传动组件Ⅱ的闭式传动链通过链轮架设在滑轨Ⅱ上、且与滑轨Ⅱ固定安装连接，涨裂器移动驱动液压马达安装在滑轨Ⅱ上、且其输出轴与链轮同轴连接。作为本专利技术的进一步改进方案，所述的凿岩机部件的钻杆中心至主回转液压马达输出轴的中心之间的回转半径尺寸与所述的涨裂器的楔顶块中心至主回转液压马达输出轴的中心之间的回转半径尺寸匹配相同。与现有技术相比，本钻涨式掘进机由于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻涨式掘进机，包括悬臂式掘进机（2），其特征在于，还包括钻涨装置（1）、角度控制装置和前后伸缩装置，钻涨装置（1）通过角度控制装置安装在前后伸缩装置的前后移动部件上，前后伸缩装置安装在悬臂式掘进机（2）上；所述的钻涨装置（1）包括固定架（1‑20）、凿岩机部件和涨裂器部件，凿岩机部件和涨裂器部件分别固定安装在固定架（1‑20）上；凿岩机部件包括连接座Ⅰ（1‑21）、滑轨Ⅰ（1‑22‑1）、定位导向板Ⅰ（1‑22‑2）、伸缩驱动机构、凿岩机（1‑24‑1）、钻杆（1‑24‑2）、滑块Ⅰ（1‑24‑3）；滑轨Ⅰ（1‑22‑1）通过连接座Ⅰ（1‑21）前后方向设置固定安装在固定架（1‑20）上；定位导向板Ⅰ（1‑22‑2）架设在滑轨Ⅰ（1‑22‑1）的前端，定位导向板Ⅰ（1‑22‑2）上设有与钻杆（1‑24‑2）尺寸配合的导向孔；钻杆（1‑24‑2）穿过定位导向板Ⅰ（1‑22‑2）的导向孔架设在定位导向板Ⅰ（1‑22‑2）上、且面向前方安装在凿岩机（1‑24‑1）上；凿岩机（1‑24‑1）通过与其固定安装连接的、且与滑轨Ⅰ（1‑22‑1）配合的滑块Ⅰ（1‑24‑3）架设在滑轨Ⅰ（1‑22‑1）上；伸缩驱动机构安装在滑轨Ⅰ（1‑22‑1）上、且与凿岩机（1‑24‑1）连接；涨裂器部件包括连接座Ⅱ（1‑26）、滑轨Ⅱ（1‑27‑1）、定位导向板Ⅱ（1‑27‑2）、伸缩驱动机构、滑块Ⅱ（1‑30‑1）、涨裂器（1‑30‑2）；滑轨Ⅱ（1‑27‑1）通过连接座Ⅱ（1‑26）前后方向设置固定安装在固定架（1‑20）上；定位导向板Ⅱ（1‑27‑2）架设在滑轨Ⅱ（1‑27‑1）的前端，定位导向板Ⅱ（1‑27‑2）上设有与涨裂器（1‑30‑2）的楔顶块外径尺寸配合的导向孔；涨裂器（1‑30‑2）的楔顶块穿过定位导向板Ⅱ（1‑27‑2）的导向孔架设在定位导向板Ⅱ（1‑27‑2）上、且面向前方安装在涨裂器（1‑30‑2）上；涨裂器（1‑30‑2）通过与其固定安装连接的、且与滑轨Ⅱ（1‑27‑1）配合的滑块Ⅱ（1‑30‑1）架设在滑轨Ⅱ（1‑27‑1）上；伸缩驱动机构安装在滑轨Ⅱ（1‑27‑1）上、且与涨裂器（1‑30‑2）连接；所述的角度控制装置包括安装座（1‑15）、副回转液压马达（1‑14）、调整液压缸（1‑13）和主回转液压马达（1‑12）；安装座（1‑15）顶端与固定架（1‑20）的底部安装连接、底端与副回转液压马达（1‑14）的输出轴固定安装连接；副回转液压马达（1‑14）的壳体一端与主回转液压马达（1‑12）的壳体一端铰接连接，副回转液压马达（1‑14）的壳体另一端通过调整液压缸（1‑13）与主回转液压马达（1‑12）的壳体另一端连接；主回转液压马达（1‑12）的输出轴与所述的前后伸缩装置的前后移动部件固定连接；所述的前后伸缩装置的前后移动部件完全伸出时钻涨装置（1）前端至工作面之间的距离小于悬臂式掘进机（2）截割头前端至工作面之间的距离。...

【技术特征摘要】
1.一种钻涨式掘进机，包括悬臂式掘进机（2），其特征在于，还包括钻涨装置（1）、角度控制装置和前后伸缩装置，钻涨装置（1）通过角度控制装置安装在前后伸缩装置的前后移动部件上，前后伸缩装置安装在悬臂式掘进机（2）上；
所述的钻涨装置（1）包括固定架（1-20）、凿岩机部件和涨裂器部件，凿岩机部件和涨裂器部件分别固定安装在固定架（1-20）上；
凿岩机部件包括连接座Ⅰ（1-21）、滑轨Ⅰ（1-22-1）、定位导向板Ⅰ（1-22-2）、伸缩驱动机构、凿岩机（1-24-1）、钻杆（1-24-2）、滑块Ⅰ（1-24-3）；滑轨Ⅰ（1-22-1）通过连接座Ⅰ（1-21）前后方向设置固定安装在固定架（1-20）上；定位导向板Ⅰ（1-22-2）架设在滑轨Ⅰ（1-22-1）的前端，定位导向板Ⅰ（1-22-2）上设有与钻杆（1-24-2）尺寸配合的导向孔；钻杆（1-24-2）穿过定位导向板Ⅰ（1-22-2）的导向孔架设在定位导向板Ⅰ（1-22-2）上、且面向前方安装在凿岩机（1-24-1）上；凿岩机（1-24-1）通过与其固定安装连接的、且与滑轨Ⅰ（1-22-1）配合的滑块Ⅰ（1-24-3）架设在滑轨Ⅰ（1-22-1）上；伸缩驱动机构安装在滑轨Ⅰ（1-22-1）上、且与凿岩机（1-24-1）连接；
涨裂器部件包括连接座Ⅱ（1-26）、滑轨Ⅱ（1-27-1）、定位导向板Ⅱ（1-27-2）、伸缩驱动机构、滑块Ⅱ（1-30-1）、涨裂器（1-30-2）；滑轨Ⅱ（1-27-1）通过连接座Ⅱ（1-26）前后方向设置固定安装在固定架（1-20）上；定位导向板Ⅱ（1-27-2）架设在滑轨Ⅱ（1-27-1）的前端，定位导向板Ⅱ（1-27-2）上设有与涨裂器（1-30-2）的楔顶块外径尺寸配合的导向孔；涨裂器（1-30-2）的楔顶块穿过定位导向板Ⅱ（1-27-2）的导向孔架设在定位导向板Ⅱ（1-27-2）上、且面向前方安装在涨裂器（1-30-2）上；涨裂器（1-30-2）通过与其固定安装连接的、且与滑轨Ⅱ（1-27-1）配合的滑块Ⅱ（1-30-1）架设在滑轨Ⅱ（1-27-1）上；伸缩驱动机构安装在滑轨Ⅱ（1-27-1）上、且与涨裂器（1-30-2）连接；
所述的角度控制装置包括安装座（1-15）、副回转液压马达（1-14）、调整液压缸（1-13）和主回转液压马达（1-12）；安装座（1-15）顶端与固定架（1-20）的底部安装连接、底端与副回转液压马达（1-14）的输出轴固定安装连接；副回转液压马达（1-14）的壳体一端与主回转液压马达（1-12）的壳体一端铰接连接，副回转液压马达（1-14）的壳体另一端通过调整液压缸（1-13）与主回转液压马达（1-12）的壳体另一端连接；主回转液压马达（1-12）的输出轴与所述的前后伸缩装置的前后移动部件固定连接；
所述的前后伸缩装置的前后移动部件完全伸出时钻涨装置（1）前端至工作面之间的距离小于悬臂式掘进机（2）截割头前端至工作面之间的距离。
2.根据权利要求1所述的钻涨式掘进机，其特征在于，所述的钻涨装置（1）、角度控制装置和前后伸缩装置分别设置为两套、对称设置在悬臂式掘进机（2）截割部后方两侧、悬臂式掘进机（2）行走部上方的支撑板（2-1）上。
3.根据权利要求1或2所述的钻涨式掘进机，其特征在于，所述的前后伸缩装置是齿轮齿条结构，齿轮设置在前后移动部件内、并通过液压马达驱动，齿条安装在悬臂式掘进机（2）上。
4.根据权利要求3所述的钻涨式掘进机，其特征在于，所述的前后伸缩装置是三级伸缩结构，包括下前后伸缩装置、中前后伸缩装置和上前后伸缩装置；
下前后伸缩装置包括下支撑轨道（1-1）、下导向齿条（1-2）、下前后移动部件（1-3）、下液压驱动马达（1-4）和下驱动齿轮（1-5），下支撑轨道（1-1）前后方向设置、固定安装在支撑板（2-1）上，下支撑轨道（1-1）的两端均设有限位机构，下导向齿条（1-2）固定安装在下支撑轨道（1-1）上，下驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘送永，朱真才，杜长龙，吴洪状，李伟，沈刚，彭玉兴，江红祥，李洪盛，韩玉辉，程刚，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32