一种硬岩开沟机及硬岩开沟方法技术

本发明专利技术提供一种硬岩开沟机及硬岩开沟方法，该硬岩开沟方法包括使硬岩开沟机在管沟内上坡的步骤，该硬岩开沟机包括前行走单元和后行走单元，前行走单元上设有切割装置和切割悬臂，后行走单元上设有能源机组；前行走单元和后行走单元上分别设有支撑装置，支撑装置位于所在行走单元的左右两侧，支撑装置包括固定在相应行走单元上的装置座，装置座上装配有伸缩臂，伸缩臂的末端设置有用于支撑到管沟的相应侧壁上的支撑底脚；硬岩开沟机还包括伸缩驱动装置，伸缩驱动装置的两端分别与前、后行走单元连接，用于在伸缩时在前、后行走单元之间形成顶推力或牵拉力。本发明专利技术提供的硬岩开沟机有效解决了现有技术中的掘进机在坡度大的场合不适用的技术问题。不适用的技术问题。不适用的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种硬岩开沟机及硬岩开沟方法


[0001]本专利技术涉及开挖沟渠用的掘进机的
，具体涉及一种硬岩开沟机及硬岩开沟方法。

技术介绍

[0002]油气管网在铺设时需要先在地面上挖沟然后再将其埋设挖好的管沟内，在施工过程中，有时需要将油气管网铺设在山岭起伏地带，这些山岭起伏地带地质情况复杂，地表大多为岩石，使得挖沟难度较大。现有技术通常是利用炸药或者破碎锤的方式进行挖沟，但由于环保和安全性等问题导致炸药使用范围有限。另外破碎锤的方式如申请公布号为CN113309162A的中国专利技术申请中公布的一种破碎开沟机及成沟方法，但使用破碎锤进行开沟效率较低，会导致工期较长，不能满足一些工期紧的项目的要求。
[0003]现有的一些隧道掘进设备理论上可以进行适应性的改进来适应硬岩开沟，例如申请公布号CN 103299033 A的中国专利技术申请中公布的隧道掘进机，再如授权公告号为CN 214660183 U中国技术专利中公布的移动式异形断面硬岩掘进机。但是，在野外施工环境下往往需要配备能源机组，导致自重较大，在坡度较大的场合下，难以满足大坡度行走需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种硬岩开沟机，以解决现有技术中的掘进机在坡度大的场合不适用的技术问题。同时，本专利技术还提供一种硬岩开沟方法，以解决上述技术问题。
[0005]本专利技术中硬岩开沟机采用如下技术方案：
[0006]该硬岩开沟机包括前行走单元和后行走单元，所述前行走单元上设有用于切割岩石的切割装置和驱动所述切割装置摆动以形成管沟的切割悬臂，所述后行走单元上设有为硬岩开沟机提供动力的能源机组；所述前行走单元和所述后行走单元上分别设有支撑装置，所述支撑装置位于所在行走单元的左右两侧，所述支撑装置包括固定在相应行走单元上的装置座，装置座上装配有伸缩臂，伸缩臂的末端设置有用于支撑到管沟的相应侧壁上的支撑底脚；硬岩开沟机还包括伸缩驱动装置，所述伸缩驱动装置的两端分别与前、后行走单元连接，用于在伸缩时在前、后行走单元之间形成顶推力或牵拉力。
[0007]有益效果：本专利技术提供的硬岩开沟机在使用时，通过前行走单元上的切割悬臂带动切割装置进行管沟的挖进，在挖进过程中，若管沟处于坡度较大的地带，开沟机在爬坡时，先使后行走单元上的装置座上的伸缩臂伸出，带动相应的支撑底脚支撑到管沟的相应侧壁上，前行走单元上的装置座上的伸缩臂保持收缩状态，使相应的支撑底脚不与管沟侧壁接触，控制伸缩驱动装置前伸，向前行走单元提供上坡的推力，前行走单元在自身的驱动力和伸缩驱动装置的推动下进行爬坡，前行走单元完成一段爬坡距离后，接着使前行走单元的装置座上的伸缩臂伸出，带动相应的支撑底脚支撑到管沟的相应侧壁上，使后行走单元的装置座上的伸缩臂缩回，带动相应的支撑底脚与管沟的相应侧壁脱离接触，控制伸缩
驱动装置收缩，向后行走单元提供上坡的拉力，后行走单元在自身的驱动力和伸缩驱动装置的拉动下进行爬坡，与现有技术中的掘进机仅通过自身的驱动力来驱动爬坡相比，本专利技术提供的硬岩开沟机在爬坡时动力更足，更能适应坡度较大的工况。
[0008]进一步地，所述前行走单元上至少有一对支撑装置对称布置在所述前行走单元的左右两侧，且这对支撑装置的轴线沿斜向上的方向延伸，以使相应的支撑底脚沿斜向上的方向支撑在相应的管沟侧壁上，并且/或者，所述后行走单元上至少有一对支撑装置对称布置在所述后行走单元的左右两侧，且这对支撑装置的轴线沿斜向上的方向延伸，以使相应的支撑底脚沿斜向上的方向支撑在相应的管沟侧壁上。
[0009]有益效果：硬岩开沟机在切割管沟中靠下侧岩石的过程中，岩石会向硬岩开沟机提供一个向上的反作用力，前行走单元的支撑装置沿斜向上的方向支撑在管沟侧壁上，可以使管沟侧壁向前行走单元提供一个向下的反作用力，以抵消岩石提供的反作用力，保证硬岩开沟机的稳定运行；后行走单元的支撑装置沿斜向上的方向支撑在管沟侧壁上，可以使管沟侧壁向后行走单元提供一个向下的反作用力，以增大后行走单元与支撑地面之间的摩擦，防止硬岩开沟机在上坡掘进过程中打滑。另外，支撑装置对称布置有利于受力均衡。
[0010]进一步地，所述支撑底脚与所述伸缩臂之间为球铰连接。
[0011]有益效果：由于管沟侧壁并不平整，支撑底脚与伸缩臂之间为球铰连接，可以使支撑底脚根据管沟侧壁的具体结构调整与其接触的角度，保证支撑的稳定。
[0012]进一步地，前、后行走单元均包括安装有行走履带的底盘，前、后行走单元上的支撑装置均设置在相应底盘上。
[0013]有益效果：履带相比轮式结构具有接地比低、牵引力大以及爬坡能力大的特点；支撑装置设置在底盘上，可以降低支撑重心，保证支撑的稳定性。
[0014]进一步地，前行走单元上每侧均包括至少两个前后错开的支撑装置，并且/或者，后行走单元上每侧均包括至少两个前后错开的支撑装置。
[0015]有益效果：支撑装置的数量越多，支撑底脚与管沟侧壁的接触面积越大，支撑力也相应增大，提供的支撑越可靠；另外，支撑装置前后错开布置相比上下布置来说，支撑重心更低，支撑更稳定。
[0016]进一步地，所述切割悬臂包括竖向摆臂和水平摆臂，所述竖向摆臂与所述前行走单元之间通过水平铰轴铰接，以使所述竖向摆臂带动切割装置在竖直方向上摆动；所述水平摆臂与所述前行走单元之间通过竖直铰轴铰接，以使所述水平摆臂带动切割装置在水平方向上摆动。
[0017]有益效果：水平摆臂与竖向摆臂可使切割装置在水平和竖直方向上均有摆动自由度，从而使切割装置的切割范围更大，在调整切割位置时也更加灵活。
[0018]进一步地，所述伸缩驱动装置的前端与所述前行走单元之间为铰接，以使所述伸缩驱动装置可绕相应铰轴在上下方向上摆动，并且，所述伸缩驱动装置的后端与所述后行走单元之间为铰接，以使所述伸缩驱动装置可绕相应铰轴在上下方向上摆动。
[0019]有益效果：硬岩开沟机在爬坡时，若坡度较大，前行走单元和后行走单元之间会存在较大的角度，此时若伸缩驱动装置的两端无法上下摆动，会使得伸缩驱动装置的伸缩方向与坡面之间存在一定角度，伸缩驱动装置提供的驱动力会向相应的行走单元提供向下的分力，从而增大硬岩开沟机与相应支撑基础之间的摩擦，影响伸缩驱动装置的驱动效果；若
伸缩驱动装置的两端可在上下方向上摆动，则可以使伸缩驱动装置通过适应性的摆动尽量与相应坡面保持平行，这样伸缩驱动装置就可以为相应的行走单元提供与相应坡面基本平行的驱动力，此时伸缩驱动装置产生的向下分力基本可以忽略，保证了伸缩驱动装置的驱动效果。
[0020]进一步地，硬岩开沟机还包括渣土输送装置，所述渣土输送装置用于将开沟过程中产生的渣土输送至管沟外，所述渣土输送装置包括提升机，所述提升机包括渣土输入侧和渣土输出侧，所述渣土输出侧不低于管沟设置，以用于将从渣土输入侧输入的渣土抬升至不低于管沟的高度处。
[0021]有益效果：渣土输送装置将渣土运出管沟外，一是可以避免渣土阻挡硬岩开沟机的行进；二是方便油气管网的铺设；另外，采用提升机运输渣土本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硬岩开沟机，其特征在于，包括前行走单元(100)和后行走单元(200)，所述前行走单元(100)上设有用于切割岩石的切割装置和驱动所述切割装置摆动以形成管沟(500)的切割悬臂，所述后行走单元(200)上设有为硬岩开沟机提供动力的能源机组(202)；所述前行走单元(100)和所述后行走单元(200)上分别设有支撑装置，所述支撑装置位于所在行走单元的左右两侧，所述支撑装置包括固定在相应行走单元上的装置座，装置座上装配有伸缩臂，伸缩臂的末端设置有用于支撑到管沟(500)的相应侧壁上的支撑底脚；硬岩开沟机还包括伸缩驱动装置(400)，所述伸缩驱动装置(400)的两端分别与前、后行走单元连接，用于在伸缩时在前、后行走单元之间形成顶推力或牵拉力。2.根据权利要求1所述的硬岩开沟机，其特征在于，所述前行走单元(100)上至少有一对支撑装置对称布置在所述前行走单元(100)的左右两侧，且这对支撑装置的轴线沿斜向上的方向延伸，以使相应的支撑底脚沿斜向上的方向支撑在相应的管沟(500)侧壁上，并且/或者，所述后行走单元(200)上至少有一对支撑装置对称布置在所述后行走单元(200)的左右两侧，且这对支撑装置的轴线沿斜向上的方向延伸，以使相应的支撑底脚沿斜向上的方向支撑在相应的管沟(500)侧壁上。3.根据权利要求2所述的硬岩开沟机，其特征在于，所述支撑底脚与所述伸缩臂之间为球铰连接。4.根据权利要求1所述的硬岩开沟机，其特征在于，前、后行走单元均包括安装有行走履带的底盘，前、后行走单元上的支撑装置均设置在相应底盘上。5.根据权利要求4所述的硬岩开沟机，其特征在于，前行走单元(100)上每侧均包括至少两个前后错开的支撑装置，并且/或者，后行走单元(200)上每侧均包括至少两个前后错开的支撑装置。6.根据权利要求1所述的硬岩开沟机，其特征在于，所述切割悬臂包括竖向摆臂(107)和水平摆臂(104)，所述竖向摆臂(107)与所述前行走单元(100)之间通过水平铰轴(108)铰接，以使所述竖向摆臂(107)带动切割装置在竖直方向上摆动；所述水平摆臂(104)与所述前行走单元(100)之间通过竖直铰轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶蕾，马永辉，李光，贾金建，贾涛，鲁超，张雅博，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团有限公司，
类型：发明
国别省市：