一種用于礦山法隧道長距離淺落底的機械設備的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于礦山法隧道長距離淺落底的機械設備，包括底盤和上裝，所述的上裝包括箱型梁總成、驅動裝置和工作裝置；回轉支撐裝置設置在與前進方向相反一側的車架上，箱型梁總成的一端與回轉支撐裝置連接，箱型梁總成繞回轉支撐裝置的中心轉動；工作裝置與箱型梁總成轉動連接，工作裝置包括設置有回轉軸的箱型主體結構和安裝在箱型主體結構上的截齒，箱型主體結構繞回轉軸逆時針轉動。本發明在驅動裝置驅動下利用工作裝置中的截齒對隧道底板巖石進行截割破碎，破碎的巖石被清理出隧道，從而完成撿底施工，能夠簡化工序，提高施工效率，減少了設備損耗，降低施工方成本和勞動強度。
【專利說明】一種用于礦山法隧道長距離淺落底的機械設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種機械設備，尤其涉及一種用于礦山法隧道長距離淺落底的機械設備。
【背景技術】
[0002]在山頂隧道的施工中，礦山法施工一直占據著比較大的比例，在礦山法開挖的隧道中，由于在隧道斷面開挖完成之后還需要施作仰拱，故在隧道斷面開挖完成之后還需要對隧道底板進行一遍撿底施工為施作仰拱打基礎，以往的撿底工藝勞動強度極大。撿底施工過程中，如果管理不善，各個工序協調不當，還可能會延誤工程進度。因此，提高撿底施工的效率極為重要。
[0003]目前，市場上還沒有一種專門用于隧道撿底的專用工程設備，特別是地質穩定性較好的礦山法施工的的隧道中，施作仰拱的深度不大，但由于底板巖石的強度較高，使用傳統的挖掘機加棧橋的施工方式效率低，設備損耗大，用爆破法又過于復雜。因此，亟需一種用于礦山法隧道長距離淺落底的機械設備來完成隧道撿底工作。
[0004]針對以上問題，本發明設計了一種適用于礦山法隧道長距離淺落底的機械設備，本發明可改變原來的隧道撿底施工工法，簡化工序，提高施工效率，減少設備損耗，降低施工成本。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種用于礦山法隧道長距離淺落底的機械設備，能夠改變現有的隧道撿底施工方法，簡化工序，提高施工效率，減少設備損耗，降低施工方成本。
[0006]本發明采用下述技術方案:
[0007]—種用于礦山法隧道長距離淺落底的機械設備，包括底盤和上裝，所述的底盤包括駕駛室、車架、回轉支撐裝置、動力和傳動系統、行走機構以及液壓電氣系統；所述的上裝包括箱型梁總成、驅動裝置和工作裝置；駕駛室設置在車架上方，車架下方設置有行走機構，回轉支撐裝置設置在與前進方向相反一側的車架上，動力和傳動系統、液壓電氣系統設置在另一側的車架上，箱型梁總成的一端與回轉支撐裝置連接，箱型梁總成繞回轉支撐裝置的中心轉動；工作裝置與箱型梁總成的另一端轉動連接，工作裝置包括設置有回轉軸的箱型主體結構和安裝在箱型主體結構上的截齒，箱型主體結構由驅動裝置驅動繞回轉軸逆時針轉動。
[0008]所述的回轉支撐裝置包括內圈、外圈和設置在內圈與外圈間的滾動體，內圈與外圈上均設置有螺栓孔，內圈上的螺栓孔與箱型梁總成上的螺栓孔通過螺栓連接，外圈與車架過盈配合，外圈上的螺栓孔與擋板上的光孔通過螺栓連接。
[0009]所述的箱型梁總成為箱型結構件，箱型梁總成一端設置有螺栓孔，通過螺栓與回轉支撐裝置的內圈連接，箱型梁總成的另一端設置有U形卡口，箱型主體結構回轉軸的兩端向外延伸且設置在U形卡口內。[0010]所述的驅動裝置設置在箱型梁總成上，驅動裝置的輸出軸上設置有主動鏈輪，箱型主體結構的回轉軸上設置有從動鏈輪，主動鏈輪和從動鏈輪通過鏈條傳動。
[0011]所述的箱型主體結構為兩端封閉的圓形筒，驅動裝置安裝在圓形筒的周向肋板上，驅動裝置的輸出軸同時作為箱型主體結構的回轉軸，圓形筒由驅動裝置驅動繞回轉軸逆時針轉動。
[0012]所述的箱型梁總成與車架之間設置有舉升油缸，舉升油缸的缸桿端頭耳板與箱型梁總成上的第五耳板鉸接，舉升油缸的缸筒端頭耳板與回轉支撐裝置下方車架上的第一耳板鉸接。
[0013]所述的箱型梁總成與車架之間設置有加壓油缸，加壓油缸的缸桿端頭耳板與箱型梁總成上的第六耳板鉸接，加壓油缸的缸筒端頭耳板與回轉支撐裝置上方車架上的第二耳板鉸接。
[0014]還包括設置在箱型梁總成底部的切屑深度調節裝置，切屑深度調節裝置包括行走裝置、高度調節裝置和連桿，高度調節裝置采用高度調節油缸，高度調節油缸的底部與箱型梁總成上的第三耳板鉸接，高度調節油缸的缸桿端頭連接行走裝置，連桿的一端與車架上的第四耳板鉸接，連桿的另一端與高度調節油缸中部鉸接。
[0015]所述的回轉支撐裝置的中心、連桿的一端與車架上第四耳板的鉸接點、連桿的另一端與高度調節油缸中部的鉸接點和高度調節油缸缸筒端頭與箱型梁總成上第三耳板的鉸接點連線組成平行四邊形。
[0016]本發明利用切削深度調節裝置控制工作裝置切入巖層深度，并在驅動裝置驅動下利用工作裝置中的截齒對隧道底板巖石進行截割破碎，破碎的巖石被清理出隧道，從而完成撿底施工，這樣能夠簡化工序，極大地提高施工效率，減少了設備損耗，降低施工方成本和勞動強度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為驅動裝置設置在箱型梁總成內時本發明的結構示意圖；
[0018]圖2為驅動裝置設置在工作裝置內時本發明的結構示意圖；
[0019]圖3為回轉支撐裝置結構示意圖；
[0020]圖4為驅動裝置外置時的工作裝置結構示意圖；
[0021]圖5為圖4的縱向剖視圖；
[0022]圖6為驅動裝置內置時的工作裝置結構示意圖；
[0023]圖7為圖6的縱向剖視圖；
[0024]圖8為切削深度調節裝置結構示意圖；
[0025]圖9為箱型梁總成軸測圖。
【具體實施方式】
[0026]如圖1至圖9所示，本發明包括底盤和上裝，所述的底盤包括駕駛室1、車架2、回轉支撐裝置3、動力和傳動系統4、行走機構5以及液壓電氣系統6 ;所述的上裝包括箱型梁總成7、驅動裝置8和工作裝置；駕駛室I設置在車架2上方，車架2下方設置有行走機構5，回轉支撐裝置3設置在與前進方向相反一側的車架2上，動力和傳動系統4、液壓電氣系統6設置在另一側的車架2上。箱型梁總成7的一端與回轉支撐裝置3連接，箱型梁總成7可以繞回轉支撐裝置3的中心18轉動；工作裝置與箱型梁總成7的另一端轉動連接，工作裝置包括設置有回轉軸31的箱型主體結構9和安裝在箱型主體結構9上的截齒10，箱型主體結構9由驅動裝置8驅動繞回轉軸31逆時針轉動。
[0027]所述的回轉支撐裝置3包括內圈11、外圈12和設置在內圈11與外圈12間的滾動體，內圈11與外圈12上均設置有螺栓孔，內圈11上的螺栓孔與箱型梁總成7上的螺栓孔通過螺栓連接，以實現回轉支撐裝置3和箱型梁總成7的連接固定；外圈12與車架2過盈配合，外圈12上的螺栓孔與擋板32上的光孔通過螺栓連接，擋板32用于約束回轉支撐裝置3的軸向移動。
[0028]所述的箱型梁總成7為箱型結構件，箱型梁總成7 —端設置有螺栓孔，通過螺栓與回轉支撐裝置3的內圈11連接，箱型梁總成7的另一端設置有U形卡口 13，箱型主體結構9的回轉軸31外伸的兩端設置在U形卡口 13內。箱型梁總成7與車架2之間還設置有舉升油缸14和加壓油缸15。
[0029]舉升油缸14用于實現工作裝置的抬升或下降，舉升油缸14的缸桿端頭耳板與箱型梁總成7上的第五耳板鉸接，記為鉸點一 16 ;舉升油缸14的缸筒端頭耳板與回轉支撐裝置3下方車架2上的第一耳板鉸接，記為鉸點二 17。由圖1可知，鉸點一 16、鉸點二 17以及回轉支撐裝置3的中心18這三點構成一個三角形，當舉升油缸14伸縮時，相當于三角形中的一個邊長增大或者減小，對應地，回轉支撐裝置3的中心18所對應的頂角也會增大或者減小，將會使箱型梁總成7將繞回轉支撐裝置3的中心18轉動，最終使整個工作裝置抬升或者下降。
[0030]加壓油缸15用于為工作裝置提供額外的下壓力，以便于截齒10能夠順利敲碎巖石，解決工作裝置僅能依靠重力下壓而帶來的下壓力不足問題。加壓油缸15的缸桿端頭耳板與箱型梁總成7上的第六耳板鉸接，記為鉸點三19 ;加壓油缸15的缸筒端頭耳板與回轉支撐裝置3上方車架2上的第二耳板鉸接，記為鉸點四20。由圖1可知，鉸點三19、鉸點四20以及回轉支撐裝置3的中心18這三點構成一個三角形，當加壓油缸15伸縮時，相當于三角形中的一個邊長增大或者減小，對應地，回轉支撐裝置3的中心18所對應的頂角也會增大或者減小，箱型梁總成7將繞回轉支撐裝置3的中心18轉動，加壓油缸15起到下壓箱型梁總成7的作用，箱型梁總成7再將壓力傳遞給工作裝置，為截齒10提供足夠的反力來敲碎巖石。
[0031]工作裝置中，箱型主體結構9為兩端封閉的圓形筒，回轉軸31固定在圓形筒的回轉中心處，并且回轉軸31的兩端外伸到圓形筒外。圓形筒的外表面焊接有刀座，用于安裝截齒10，圓形筒在驅動裝置8的驅動繞回轉軸31逆時針轉動。驅動裝置8主要用于提供動力。
[0032]本發明中，驅動裝置8既可設置在箱型梁總成7上，如圖1所示；驅動裝置8也可設置在工作裝置上，如圖2所示。
[0033]如圖1所示，驅動裝置8設置在箱型梁總成7上，驅動裝置8的輸出軸上設置有主動鏈輪21，箱型主體結構9的回轉軸31上設置有從動鏈輪22，主動鏈輪21和從動鏈輪22通過鏈條傳動。驅動裝置8產生的驅動力，通過主動鏈輪21和從動鏈輪22的傳動最終驅動圓形筒沿逆時針方向轉動，在截齒10的作用下敲碎巖石。[0034]如圖2所示，驅動裝置8安裝在圓形筒的周向肋板上，驅動裝置8的輸出軸同時作為箱型主體結構9的回轉軸31，回轉軸31的兩端向外延伸且設置在U形卡口 13內，回轉軸31固定不動，驅動裝置8直接驅動圓形筒沿逆時針方向轉動，在截齒10的作用下敲碎巖
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[0035]為了能夠調節工作過程中截齒10切入巖石中的深度，本發明還設置有切屑深度調節裝置。切屑深度調節裝置設置在箱型梁總成7下方，切屑深度調節裝置包括行走裝置23、高度調節裝置和連桿25。高度調節裝置采用高度調節油缸24，高度調節油缸24的底部與箱型梁總成7上的第三耳板鉸接，記為鉸點七26 ;高度調節油缸24的缸桿端頭連接行走裝置23 ;行走裝置23由兩個輪子和固定輪子的固定板組成，固定板上部還設置有銷軸孔，用于連接高度調節油缸24的缸桿端頭耳板；連桿25的一端與車架2上的第四耳板鉸接，記為鉸點六27 ;連桿25的另一端與高度調節油缸24中部鉸接，記為鉸點五28。高度調節裝置可以對工作裝置的上下移動進行調節，當油缸伸縮時，鉸點七26上升或者下降；由于鉸點七26是鉸接在箱型梁總成7上的，因此會帶動箱型梁總成7轉動，最終實現工作裝置的上下移動。行走裝置23用于實現整個切削深度調節裝置隨車體一同前進；切削深度調節裝置不僅可以調節截齒10的入巖深度，還可以通過電氣系統向司機室反饋相關信息，方便操作人員及時調整切削參數。
[0036]本發明中，回轉支撐裝置3的中心18、連桿25的一端與車架2上第四耳板的鉸接點即鉸點六27、連桿25的另一端與高度調節油缸24中部的鉸接點即鉸點五28、高度調節油缸24底部與箱型梁總成7上第三耳板的鉸接點即鉸點七26，上述4點的連線組成平行四邊形。回轉支撐裝置3的中心18與鉸點六27的中心在同一條豎直線上，且兩點之間距離不變，鉸點五28的中心到鉸點七26中心的距離也不變。因此，無論切削深度調節裝置升高還是降低，切削深度調節裝置都能夠始終保持豎直向下，受力垂直于地面。 [0037]本發明在工作時，前進方向是向著遠離已切割過的工作面的；而工作裝置逆時針轉動，具有下列優點:
[0038]a、已經切割過的工作面上無設備遮擋，可以及時出渣；
[0039]b、整機按此方向作業時，履帶行走機構5和切削深度調節裝置接觸的都是硬質地面，使整機的受力狀況好，使切削深度調節裝置的調節更為精準；
[0040]C、由于工作裝置本身是逆時針轉動，整機按此方向作業時，工作裝置將切削下來的巖屑扒到工作裝置后方，不會產生重復切削現象，極大地減少了設備磨損，提高了工作效率。
【權利要求】
1.一種用于礦山法隧道長距離淺落底的機械設備，其特征在于:包括底盤和上裝，所述的底盤包括駕駛室、車架、回轉支撐裝置、動力和傳動系統、行走機構以及液壓電氣系統；所述的上裝包括箱型梁總成、驅動裝置和工作裝置；駕駛室設置在車架上方，車架下方設置有行走機構，回轉支撐裝置設置在與前進方向相反一側的車架上，動力和傳動系統、液壓電氣系統設置在另一側的車架上，箱型梁總成的一端與回轉支撐裝置連接，箱型梁總成繞回轉支撐裝置的中心轉動；工作裝置與箱型梁總成的另一端轉動連接，工作裝置包括設置有回轉軸的箱型主體結構和安裝在箱型主體結構上的截齒，箱型主體結構由驅動裝置驅動繞回轉軸逆時針轉動。
2.根據權利要求1所述的用于礦山法隧道長距離淺落底的機械設備，其特征在于:所述的回轉支撐裝置包括內圈、外圈和設置在內圈與外圈間的滾動體，內圈與外圈上均設置有螺栓孔，內圈上的螺栓孔與箱型梁總成上的螺栓孔通過螺栓連接，外圈與車架過盈配合，外圈上的螺栓孔與擋板上的光孔通過螺栓連接。
3.根據權利要求2所述的用于礦山法隧道長距離淺落底的機械設備，其特征在于:所述的箱型梁總成為箱型結構件，箱型梁總成前端設置的螺栓孔通過螺栓與回轉支撐裝置的內圈連接，箱型梁總成的后端設置U形卡口，箱型主體結構的轉軸設置在U形卡口內。所述的箱型梁總成為箱型結構件，箱型梁總成一端設置有螺栓孔，通過螺栓與回轉支撐裝置的內圈連接，箱型梁總成的另一端設置有U形卡口，箱型主體結構回轉軸的兩端向外延伸且設置在U形卡口內。
4.根據權利要求3所述的用于礦山法隧道長距離淺落底的機械設備，其特征在于:所述的驅動裝置設置在箱型梁總成上，驅動裝置的輸出軸上設置有主動鏈輪，箱型主體結構的回轉軸上設置有從動鏈輪，主動鏈輪和從動鏈輪通過鏈條傳動。
5.根據權利要求3所述的用于礦山法隧道長距離淺落底的機械設備，其特征在于:所述的箱型主體結構為兩端封閉的圓形筒，驅動裝置安裝在圓形筒的周向肋板上，驅動裝置的輸出軸同時作為箱型主體結構的回轉軸，圓形筒由驅動裝置驅動繞回轉軸逆時針轉動。
6.根據權利要求4或5所述的用于礦山法隧道長距離淺落底的機械設備，其特征在于:所述的箱型梁總成與車架之間設置有舉升油缸，舉升油缸的缸桿端頭耳板與箱型梁總成上的第五耳板鉸接，舉升油缸的缸筒端頭耳板與回轉支撐裝置下方車架上的第一耳板鉸接。
7.根據權利要求6所述的用于礦山法隧道長距離淺落底的機械設備，其特征在于:所述的箱型梁總成與車架之間設置有加壓油缸，加壓油缸的缸桿端頭耳板與箱型梁總成上的第六耳板鉸接，加壓油缸的缸筒端頭耳板與回轉支撐裝置上方車架上的第二耳板鉸接。
8.根據權利要求7所述的用于礦山法隧道長距離淺落底的機械設備，其特征在于:還包括設置在箱型梁總成底部的切屑深度調節裝置，切屑深度調節裝置包括行走裝置、高度調節裝置和連桿，高度調節裝置采用高度調節油缸，高度調節油缸的底部與箱型梁總成上的第三耳板鉸接，高度調節油缸的缸桿端頭連接行走裝置，連桿的一端與車架上的第四耳板鉸接，連桿的另一端與高度調節油缸中部鉸接。
9.根據權利要求8所述的用于礦山法隧道長距離淺落底的機械設備，其特征在于:所述的回轉支撐裝置的中心、連桿的一端與車架上第四耳板的鉸接點、連桿的另一端與高度調節油缸中部的鉸接點和高度調節油缸缸筒端頭與箱型梁總成上第三耳板的鉸接點連線組成平行四邊形。
【文檔編號】E21D9/00GK103883325SQ201410143876
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年4月10日 優先權日:2014年4月10日
【發明者】于鵬, 李建斌, 趙華, 張寧川, 王偉 申請人:中鐵工程裝備集團有限公司