一种悬挂式多钻头回转-冲击组合掘进式工程开槽机制造技术

本发明专利技术涉及一种悬挂式多钻头回转‑冲击组合掘进式工程开槽机，包括带有卷扬设备和动力系统的行走装置及监控装置；卷扬设备牵引端悬挂冲击铣削装置，冲击铣削装置包括竖向的导向框架、分组设置的钻头及其对应设置的竖向高频冲击装置；每组内的钻头传动轴之间经设置于导向框架底梁或中横梁的动力分动箱联结，且由同一个动力驱动装置驱动回转；高频冲击装置的钎杆在缓冲装置或柱塞油缸的推动下抵压在单个钻头传动轴顶部，或抵压在连结一组钻头传动轴的联系横梁顶面。本发明专利技术能够高效率、低成本地完成包括土层、岩层、砾石、孤石等各种复杂地层的开槽作业，效果良好。实现了多钻头冲击与旋转铣削相结合的掘进成槽机制，且槽壁周边岩层完整低损伤。

A hanging multi drill rotary impact combined drilling machine for slotting machine

The invention relates to a hanging multi-bit Rotary-Impact combined tunneling slotting machine, which comprises a walking device and a monitoring device with a hoisting device and a power system, a hanging impact milling device at the traction end of the hoisting device, and a impact milling device including a vertical guiding frame, a grouped set of drills and corresponding settings. Vertical high-frequency impact device; each group of bit drive shafts is connected by a power transfer box arranged on the bottom beam or the middle cross beam of the guiding frame and driven by the same power drive device to turn; the drill rod of the high-frequency impact device is pushed by a buffer device or a plunger cylinder to press on the top of the single bit drive shaft, or to press on the top of the single bit drive shaft. Connect a set of drill drive shaft connections to the top face of the crossbeam. The invention can efficiently and cheaply complete the grooving operation of various complex strata, including soil, rock stratum, gravel, solitary stone, etc., with good effect. The grooving mechanism of multi-bit impact combined with rotary milling is realized, and the rock around the groove wall is intact and low damage.

【技术实现步骤摘要】
一种悬挂式多钻头回转-冲击组合掘进式工程开槽机
本专利技术涉及一种悬挂式多钻头回转-冲击组合掘进式工程开槽机，属于开槽设备

技术介绍
据专利技术人了解，在水利、交通、建筑等工程领域，需要在不同地质条件下修建各种地下连续的墙体。在实际施工过程中，若要在含有砾石、孤石、飘石的地层以及较坚硬岩层上开深槽修建各种地下连续的墙体，则是很棘手且有待解决的问题。现有的多头钻成槽机，其掘进机理是多钻头在压重下回转铣削，挖掘速度快，机械化程度高，但设备体积自重大且没有冲击作用，主要适用土层的掘进，不适用于卵石、漂石地层，更不能用于基岩的掘进。专利技术人于2017年4月10日申请的中国技术及专利技术专利(专利号ZL201720371264.7)，公布了一种水平单轴定向回冲击组合式工程开槽机，该专利的技术方案公开了一种水平单轴定向回转-冲击组合掘进式工程开槽机，包括带有卷扬设备和动力系统的行走装置，以及监控装置；卷扬设备牵引端悬挂有冲击铣削装置，冲击铣削装置包括竖向的导向框架、纠偏装置、具有铣削刀具的铣削轴以及冲击装置；铣削轴的轴线位于导向框架所处平面内，且水平或倾斜布置；铣削轴由横卧的液压马达驱动或竖向的液压马达通过换向装置驱动，铣削轴具有分段平衡反向旋转的定向转动铣削状态，冲击装置安置于导向框架内；分段铣削轴之间的联系横梁通过悬吊滑动装置挂接于导向框架底梁的下方，冲击装置的钎杆在液压驱动下冲击于联系横梁及铣削轴和定位钻头。该结构一方面采用铣削轴分段且反向旋转的方式，平衡铣削反力，避免掘削装置定向偏移；另一方面，在导向框架的底梁下方增设联系横梁，将包括铣削轴、定位钻头在内的掘削装置固定于联系横梁上，使冲击锤不经导向框架传递，而是经过钎杆直接冲击联系横梁，提高了掘削装置对岩土的冲击加速度，提高破碎岩石的效果，减小了冲击锤对导向框架及其中设备的冲击影响。上述通过铣削轴分段反向旋转平衡的方案，实现了定向旋转平衡铣削反力，使操作更加稳定，固定的回转铣削方向，保证了铣削刀具有条件针对切削方向选择合理角度与外形从而大大提高掘进效率，减小刀齿磨耗；掘削装置(包括联系横梁、铣削轴和定位钻头)与底梁在垂直方向上滑动挂接，使冲击装置的钎杆直接冲击于掘削装置的联系横梁，而不是直接冲击在导向框架的底梁上，这样大大减小了直接受冲击体的重量，从而提高掘削装置对岩土的冲击的加速度，既提高破碎岩石的效果，又可以减小冲击装置对导向框架以及其中设备的冲击影响；导向框架的底梁与联系横梁之间有缓冲垫，掘进操作时卷扬设备下落，导向框架会座落在联系横梁上，利用导向框架的重量来保证刀齿对岩土的必要的钻压压力强度，导向框架及有关设备不直接承受冲击，大大提高安全可靠性；通过调整卷扬设备的起吊力量来调整钻压，因为针对不同地层，当以铣削为主掘进软地层时需要大的钻压，当以冲击为主掘进硬岩石时，钻压不能太大，通过这样的适时调整，可以大大提高掘进效率，减小刀齿的磨耗。然而，专利技术人在进一步的实践研究中发现了几个问题：一，该开槽机特别针对开窄槽深槽，由于槽宽的限制，换向装置需严格控制尺寸，加工制造要求高；二，水平轴两端的径向轴承承受冲击荷载,传递冲击波，对轴承的强度和加工精度要求高，由此会增加设备造价；施工中更换轴承等配件成本较高，水平轴在土夹石和砾石层的掘进更具优势，但对除防渗要求之外对槽厚、槽形无严格限制的工程应用领域成本相对偏高。另外，本申报的专利技术人以往曾专利技术的一种悬挂式回旋震冲工程开槽机(专利号201410326904.3)，技术方案中“所述各传动轴穿过震冲锤，所述震冲锤沿各传动轴垂向移动”和“震冲锤起落于或置于框架定位横梁上端面”，因横向震冲锤分布于整个框架底梁上端面。多个钻头的传动轴穿过整体一个震冲锤，这样的震冲锤实施困难，如果将其分段则各段又很难做到同步冲击，各自不同步冲击则力量分散，并造成摆动。震冲锤冲击于框架，其中设备承受较大冲击，同时受冲击体质量大，对岩石冲击的加速度和碎岩效率受到影响。因此，专利技术人针对以往技术方案的问题，提出了一种新的技术方案来克服上述存在的技术问题和技术难点。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种结构设计更加合理、加工方便、掘进效率高且设备制造成本相对较低的悬挂式多钻头回转-冲击组合掘进式工程开槽机。为了解决以上技术问题，本专利技术提供一种悬挂式多钻头回转-冲击组合掘进式工程开槽机，包括带有卷扬设备和动力系统的行走装置及监控装置；所述卷扬设备牵引端悬挂冲击铣削装置，所述冲击铣削装置包括竖向的导向框架、纠偏装置、分组设置的钻头及其对应设置的竖向高频冲击装置。每组内的钻头传动轴之间经设置于导向框架底梁或中横梁的动力分动箱联结，且由同一个动力驱动装置驱动回转；所述高频冲击装置的钎杆在缓冲装置或柱塞油缸的推动下抵压在单个钻头传动轴顶部，或抵压在连结一组钻头传动轴的联系横梁顶面；所述连结一组钻头传动轴的联系横梁和导向框架底梁之间通过一组悬吊滑动装置活动连接。当高频冲击装置在液压或气动动力驱动下上下冲击时，将冲击能量传递给动力驱动装置驱动旋转的钻头。当钻头工作时，相邻两组的钻头具有相对旋转平衡铣削反力、定向转动的铣削状态。本专利技术进一步限定的技术方案为：所述高频冲击装置包括设置在导向框架上的竖向撑柱滑槽和安装于撑住滑槽内的冲击锤，所述液压或气动动力为缓冲装置或柱塞油缸；所述缓冲装置或柱塞油缸设置在冲击锤的顶部。进一步的，所述导向框架的底梁为箱形底梁；每组为两个钻头，两个钻头的传动轴由安装在所述箱形底梁上的同一个液压马达通过直齿齿轮减速箱联结驱动回转，且相邻两组钻头的回转方向相反；所述直齿齿轮减速箱设置在箱形底梁内；当所述高频冲击装置工作时，所述冲击锤的竖向钎杆在缓冲装置或柱塞油缸的推动下抵压在钻头传动轴的顶部并适时冲击。进一步的，还包括套设在钻头传动轴上的单向推力球轴承；单向推力球轴承位于箱形底梁的箱体底部和直齿齿轮减速箱之间。进一步的，每组钻头包括安装于同一个联系横梁上的中心钻头和位于中心钻头两侧的边钻头；每组内的钻头传动轴之间经设置于导向框架箱形底梁内的直齿齿轮减速箱联结，且由同一个液压马达驱动回转；所述高频冲击装置的钎杆在缓冲装置或柱塞油缸的推动下抵压在中心钻头传动轴的顶部。进一步的，所述冲击锤的钎杆置于直齿齿轮中心轴的顶部，中心钻头传动轴通过花键与齿轮中心轴相连；所述中心轴上设直齿齿轮，与所述直齿齿轮减速箱传动联结，由所述液压马达驱动回转，且相邻两组钻头之间旋转方向相反。进一步的，每组包括两个安装于同一个联系横梁上的钻头且每个钻头的传动轴为空心传动杆；所述空心传动杆的底部周向设有台肩；所述空心传动杆从下至上依次穿过联系横梁、箱形底梁以及导向框架中横梁后通过连接接头与排渣总管活动连接，所述台肩位于联系横梁下方；每组钻头的传动轴由安装在导向框架中横梁上的竖向液压马达和直齿齿轮减速箱驱动回转，且相邻两组钻头的回转方向相反；所述高频冲击装置位于两个钻头中间；当所述高频冲击装置工作时，所述冲击锤的竖向钎杆在缓冲装置或柱塞油缸的推动下抵压在联系横梁上方中间位置。进一步的，悬吊滑动装置包括悬吊轴、第一轴套以及第二轴套；第一轴套嵌入设于箱形底梁下方的凹槽中，第二轴套嵌入设于联系横梁上方的凹槽；悬吊轴的上端部活动安装在第一轴套中且本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种悬挂式多钻头回转‑冲击组合掘进式工程开槽机，包括带有卷扬设备和动力系统的行走装置及监控装置；所述卷扬设备牵引端悬挂冲击铣削装置，其特征是，所述冲击铣削装置包括竖向的导向框架、纠偏装置、分组设置的钻头及其对应设置的竖向高频冲击装置；每组内的钻头传动轴之间经设置于导向框架底梁或中横梁的动力分动箱联结，且由同一个动力驱动装置驱动回转；所述高频冲击装置的钎杆在缓冲装置或柱塞油缸的推动下抵压在单个钻头传动轴顶部，或抵压在连结一组钻头传动轴的联系横梁顶面；所述连结一组钻头传动轴的联系横梁和导向框架底梁之间通过一组悬吊滑动装置活动连接；当高频冲击装置在液压或气动动力驱动下上下冲击时，将冲击能量传递给动力驱动装置驱动旋转的钻头；当钻头工作时，相邻两组的钻头具有相对旋转平衡铣削反力、定向转动的铣削状态。

【技术特征摘要】
1.一种悬挂式多钻头回转-冲击组合掘进式工程开槽机，包括带有卷扬设备和动力系统的行走装置及监控装置；所述卷扬设备牵引端悬挂冲击铣削装置，其特征是，所述冲击铣削装置包括竖向的导向框架、纠偏装置、分组设置的钻头及其对应设置的竖向高频冲击装置；每组内的钻头传动轴之间经设置于导向框架底梁或中横梁的动力分动箱联结，且由同一个动力驱动装置驱动回转；所述高频冲击装置的钎杆在缓冲装置或柱塞油缸的推动下抵压在单个钻头传动轴顶部，或抵压在连结一组钻头传动轴的联系横梁顶面；所述连结一组钻头传动轴的联系横梁和导向框架底梁之间通过一组悬吊滑动装置活动连接；当高频冲击装置在液压或气动动力驱动下上下冲击时，将冲击能量传递给动力驱动装置驱动旋转的钻头；当钻头工作时，相邻两组的钻头具有相对旋转平衡铣削反力、定向转动的铣削状态。2.根据权利要求1所述的悬挂式多钻头回转-冲击组合掘进式工程开槽机，其特征在于：所述高频冲击装置包括设置在导向框架上的竖向撑柱滑槽和安装于撑住滑槽内的冲击锤，所述液压或气动动力为缓冲装置或柱塞油缸；所述缓冲装置或柱塞油缸设置在冲击锤的顶部。3.根据权利要求2所述的悬挂式多钻头回转-冲击组合掘进式工程开槽机，其特征在于：所述导向框架的底梁为箱形底梁；每组为两个钻头，两个钻头的传动轴由安装在所述箱形底梁上的同一个液压马达通过直齿齿轮减速箱联结驱动回转，且相邻两组钻头的回转方向相反；所述直齿齿轮减速箱设置在箱形底梁内；当所述高频冲击装置工作时，所述冲击锤的竖向钎杆在缓冲装置或柱塞油缸的推动下抵压在钻头传动轴的顶部并适时冲击。4.根据权利要求3所述的悬挂式多钻头回转-冲击组合掘进式工程开槽机，其特征在于：还包括套设在钻头传动轴上的单向推力球轴承；所述单向推力球轴承位于所述箱形底梁的箱体底部和直齿齿轮减速箱之间。5.根据权利要求2所述的悬挂式多钻头回转-冲击组合掘进式工程开槽机，其特征在于：每组钻头包括安装于同一个联系横梁上的中心钻头和位于中心钻头两侧的边钻头；每组内的钻头传动轴之间经设置于导向框架箱形底梁内的直齿齿轮减速箱联结，且由同一个液压马达驱动回转；所述高频冲击装置的钎杆在缓冲装置或柱塞油缸的推动下抵压在中心钻头传动轴的顶部。6.根据权利要求5所述的悬挂式多钻头回转-冲击组合掘进式工程开槽机，其特征在于：所述冲击锤的钎杆置于直齿齿轮中心轴的顶部，中心钻头传动轴通...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘农，陆毅，
申请(专利权)人：项栋才，刘农，
类型：发明
国别省市：江苏,32