一种掘进设备及利用该设备进行掘进的方法技术

本发明专利技术公开了一种掘进设备及利用该设备进行掘进的方法，该设备包括滚筒及穿过滚筒的中心轴，滚筒与中心轴通过轴承连接，滚筒的外壁上固定有多个破碎爪，滚筒内设置有冲击机构和用于驱动滚筒绕中心轴旋转的动力机构；冲击机构包括第一马达、第一齿圈及偏心轮，第一马达的输出轴上设置有齿轮，齿轮与第一齿圈啮合、用于带动第一齿圈旋转；偏心轮上固定有齿轮轴，第一齿圈与齿轮轴一端啮合、带动偏心轮旋转；该方法包括如下步骤：在滚筒转速小于或者等于预设值时启动第一马达，第一马达带动偏心轮旋转，通过偏心轮的旋转为滚筒提供离心冲击力。本发明专利技术有效解决了混合土质条件下掘进效率低等问题，为地下工程高效施工、安全施工提供了保障。

【技术实现步骤摘要】
一种掘进设备及利用该设备进行掘进的方法
本专利技术涉及掘进施工
，更为具体来说，本专利技术为一种掘进设备及利用该设备进行掘进的方法。
技术介绍
目前，在使用破土掘进设备进行掘进的过程中，对于不同的地质，其安装的刀具往往针对性比较强，比如，对土层进行掘进的过程中遇到岩石层时，则将刀具更换为岩石层专用的刀具，再次遇到土层时，则再将刀具更换回来。虽然常规更换刀具的方法能够实现对不同地质的掘进，但是，更换刀具、设备启停、掘进设备移动等过程会占用大量的时间，从而极大影响了掘进效率；而且，更换刀具的过程是十分麻烦的，需要专门的工作人员进行操作，时间、人力、物力浪费严重；另外，更换刀具过程还可能对工作人员的人身安全造成威胁。因此，如何有效地减弱不同的地质情况对掘进效率的影响、优化甚至避免更换刀具的过程，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题和始终研究的重点。
技术实现思路
为解决现有的掘进设备遇到不同地质时必须更换刀具等问题，本专利技术创新提供了一种掘进设备及利用该设备进行掘进的方法，能够在遇到不同土质时适应地改变掘进方式，通过动力机构带动具有破碎爪的滚筒实现对土层的快速掘进，通过冲击机构为具有破碎爪的滚筒提供切向冲击力，以实现对坚硬土质(如岩石层等)的快速掘进，从而省略了更换刀具的步骤，进而有效地解决了现有技术中存在的掘进效率低、更换刀具麻烦等问题。为实现上述技术目的，本专利技术公开了一种掘进设备，该设备包括滚筒及穿过所述滚筒的中心轴，所述滚筒与所述中心轴通过轴承连接，滚筒的外壁上固定有多个破碎爪，滚筒内设置有冲击机构和用于驱动所述滚筒绕所述中心轴旋转的动力机构；所述冲击机构包括第一马达、第一齿圈及偏心轮，第一马达的输出轴上设置有齿轮，所述齿轮与所述第一齿圈啮合、用于带动所述第一齿圈旋转；所述偏心轮上固定有齿轮轴，所述第一齿圈与齿轮轴一端啮合、用于带动所述偏心轮旋转。本专利技术创新地在滚筒内设置冲击机构，从而使得本专利技术具有两种工作方式：动力机构驱动、动力机构结合冲击机构联合驱动，从而实现两种不同大小的掘进力输出，以针对不同的土质进行掘进；所以本专利技术能够有效解决遇到坚硬土质而更换刀具的问题，进而极大提高了混合土质条件下的掘进效率。进一步地，所述冲击机构还包括支架、限位板及限位盖，所述支架和所述限位板围成一个容腔，所述偏心轮设置于所述容腔内，所述齿轮轴贯穿所述偏心轮；所述支架和所述限位板上均开设有通孔，齿轮轴一端穿过限位板上的通孔，齿轮轴另一端置于支架上的通孔内；所述第一齿圈外设置有用于容纳第一齿圈的限位盖。基于上述改进的技术方案，本专利技术能够极大地提高冲击机构的可靠性和稳定性，从而更好地适用于坚硬地质的掘进。进一步地，所述支架的外壁与所述滚筒的内壁固定连接，所述限位板固定于所述支架上，所述限位盖固定于所述限位板上，所述电机固定于所述限位盖上；支架中央和限位板中央均开有轴孔，且轴孔孔径大于中心轴直径，所述中心轴穿过所述轴孔。进一步地，所述动力机构包括第二马达、传动轮及第二齿圈，所述第二马达输出轴与所述传动轮连接、用于带动所述传动轮旋转，所述传动轮与所述第二齿圈啮合、用于带动所述第二齿圈旋转，所述第二齿圈的外壁与所述滚筒的内壁固定连接，所述第二齿圈用于带动所述滚筒旋转。进一步地，所述动力机构还包括固定筒，多个第二马达固定于所述固定筒的一侧端板上，多个传动轮与所述固定筒的另一侧端板之间滚动连接。进一步地，该设备还包括控制器和编码器，所述编码器和所述第一马达均与所述控制器通信连接，所述编码器与所述滚筒连接、用于检测滚筒转速；所述控制器用于获取所述编码器发出的滚筒转速信息，并在滚筒转速小于或等于预设值时控制所述第一马达启动。基于上述改进的技术方案，本专利技术能针对不同土质情况而进行自动化控制，如遇到岩石层时自动启动冲击机构，从而较佳地解决了现有技术中存在的问题。进一步地，该设备还包括爪座，所述破碎爪通过所述爪座固定于所述滚筒的外壁上；所述爪座包括一体成型的底座和连接块，所述底座与所述滚筒的外壁固定连接，所述连接块与破碎爪的一端连接，破碎爪的另一端呈锥形。进一步地，所述偏心轮包括一体成型的基部和偏心部，所述基部呈片状，所述偏心部设置于所述基部边缘；所述齿轮轴穿过所述基部。为实现上述技术目的，本专利技术还公开了一种利用上述的掘进设备进行掘进的方法，该方法包括如下步骤；步骤1，在动力机构工作时，实时检测滚筒转速；步骤2，判断所述滚筒转速是否小于或等于预设值：如果是，则执行步骤3；如果否，则返回步骤1；步骤3，启动第一马达，且所述第一马达带动所述偏心轮旋转，通过偏心轮的旋转为滚筒提供离心冲击力。基于上述的技术方案，本专利技术创新地通过滚筒转速判断当前土质情况，并在遇到坚硬土质时针对性地启动冲击机构，从而极大提高掘进效率。进一步地，该方法还包括下述步骤；步骤4，检测滚筒转速，判断滚筒转速是否大于预设值：如果是，则执行步骤5；如果否，则重新执行步骤4；步骤5，关闭第一马达，然后返回步骤1。本专利技术的有益效果为：通过在掘进设备中创新设置冲击机构，本专利技术有效地解决了混合土质条件下掘进效率低等问题，为地下工程高效施工、安全施工提供了保障。附图说明图1为掘进设备的结构示意图。图2为冲击机构和动力机构的结构示意图。图3为冲击机构中传动部分的结构示意图。图4为动力机构的结构示意图。图5为破碎爪和爪座的结构示意图。图6为偏心轮和齿轮轴的结构示意图。图中，1、滚筒；2、中心轴；3、破碎爪；4、第一马达；5、第一齿圈；6、偏心轮；7、支架；8、限位板；9、限位盖；10、第二马达；11、传动轮；12、第二齿圈；13、固定筒；14、爪座。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术的掘进设备及利用该设备进行掘进的方法进行详细的解释和说明。实施例一：如图1至6所示，本实施例公开了一种掘进设备，该设备包括滚筒1及穿过滚筒1的中心轴2，滚筒1与中心轴2通过轴承连接，其中，滚筒1与中心轴2通过轴承实现连接和支撑；且中心轴2可与掘进设备车体或支护机构(附图中省略)连接；本实施例中，滚筒1的外壁上固定有多个破碎爪3，如图1所示，本实施例设置了多行破碎爪，每行破碎爪中还可包含多个破碎爪。滚筒1内设置有冲击机构和用于驱动滚筒1绕中心轴2旋转的动力机构；冲击机构可包括第一马达4、第一齿圈5及偏心轮6，第一马达4的输出轴上设置有齿轮，齿轮可与输出轴一体成型，且齿轮与第一齿圈5啮合、用于带动第一齿圈5旋转；本实施例中，第一齿圈5的内壁具有用于啮合的齿部，如图2、3所示，偏心轮6上固定有齿轮轴，第一齿圈5与齿轮轴一端啮合、用于带动偏心轮6旋转，本实施例对岩石层等坚硬土质掘进时，通过偏心轮6的旋转(相当于破碎锤的功能)形成切向冲击力，此切向冲击力会传递到破碎爪3，从而极大增强破碎爪3的削切力，提高掘进设备在坚硬地质条件下的掘进速度，降低事故发生率。本实施例中，如图6所示，偏心轮6包括一体成型的基部和偏心部，基部呈片状(如圆片状)，偏心部设置于基部边缘，而齿轮轴穿过基部。如图2、3所示，冲击机构还包括支架7、限位板8及限位盖9，支架7和限位板8围成一个容腔，偏心轮6设置于容腔内，齿轮轴贯穿偏心轮6；支架7和限位板8上均开设有通孔，且齿轮轴一端穿过限位板8上的通孔，齿轮轴另一端置于支架7上的通孔内并被该通孔限位；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种掘进设备，其特征在于：该设备包括滚筒(1)及穿过所述滚筒(1)的中心轴(2)，所述滚筒(1)与所述中心轴(2)通过轴承连接，滚筒(1)的外壁上固定有多个破碎爪(3)，滚筒(1)内设置有冲击机构和用于驱动所述滚筒(1)绕所述中心轴(2)旋转的动力机构；所述冲击机构包括第一马达(4)、第一齿圈(5)及偏心轮(6)，第一马达(4)的输出轴上设置有齿轮，所述齿轮与所述第一齿圈(5)啮合、用于带动所述第一齿圈(5)旋转；所述偏心轮(6)上固定有齿轮轴，所述第一齿圈(5)与齿轮轴一端啮合、用于带动所述偏心轮(6)旋转。

【技术特征摘要】
1.一种掘进设备，其特征在于：该设备包括滚筒(1)及穿过所述滚筒(1)的中心轴(2)，所述滚筒(1)与所述中心轴(2)通过轴承连接，滚筒(1)的外壁上固定有多个破碎爪(3)，滚筒(1)内设置有冲击机构和用于驱动所述滚筒(1)绕所述中心轴(2)旋转的动力机构；所述冲击机构包括第一马达(4)、第一齿圈(5)及偏心轮(6)，第一马达(4)的输出轴上设置有齿轮，所述齿轮与所述第一齿圈(5)啮合、用于带动所述第一齿圈(5)旋转；所述偏心轮(6)上固定有齿轮轴，所述第一齿圈(5)与齿轮轴一端啮合、用于带动所述偏心轮(6)旋转。2.根据权利要求1所述的掘进设备，其特征在于：所述冲击机构还包括支架(7)、限位板(8)及限位盖(9)，所述支架(7)和所述限位板(8)围成一个容腔，所述偏心轮(6)设置于所述容腔内，所述齿轮轴贯穿所述偏心轮(6)；所述支架(7)和所述限位板(8)上均开设有通孔，齿轮轴一端穿过限位板(8)上的通孔，齿轮轴另一端置于支架(7)上的通孔内；所述第一齿圈(5)外设置有用于容纳第一齿圈(5)的限位盖(9)。3.根据权利要求2所述的掘进设备，其特征在于：所述支架(7)的外壁与所述滚筒(1)的内壁固定连接，所述限位板(8)固定于所述支架(7)上，所述限位盖(9)固定于所述限位板(8)上，所述电机固定于所述限位盖(9)上；支架(7)中央和限位板(8)中央均开有轴孔，且轴孔孔径大于中心轴(2)直径，所述中心轴(2)穿过所述轴孔。4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的掘进设备，其特征在于：所述动力机构包括第二马达(10)、传动轮(11)及第二齿圈(12)，所述第二马达(10)输出轴与所述传动轮(11)连接、用于带动所述传动轮(11)旋转，所述传动轮(11)与所述第二齿圈(12)啮合、用于带动所述第二齿圈(12)旋转，所述第二齿圈(12)的外壁与所述滚筒(1)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨卓舒，闫永林，秦兴东，王董昊，
申请(专利权)人：河北卓秋实业有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13