矿用井下钻锚破岩一体化挖掘式装载机的制作方法

本发明涉及一种在井下使用的挖掘式装载机，具体的说是一种矿用井下钻锚破岩一体化挖掘式装载机。

背景技术：

挖掘式装载机是集挖掘、装载、行走等为一体的综合化挖掘设备，主要用于隧洞挖掘、矿山工程、水利工程等工程的碎石土料采集及输送装车施工。目前的挖掘式装载机主要有以下几点不足：

1、在采用现有的装载机进行煤矿井下掘进过程中，由于受作业空间及装载机功能限制，当装载机遇到掘进工作面存在高硬度岩层或破落岩块较大时，现有技术须先将装载机退出工作面，并由凿岩机完成破岩钻孔工序后，方可继续进行掘进及挖掘装载工作。上述现有技术方案增加了施工工序，不能达到有效的掘进和装载效果。即便现有部分挖掘装载机附带有凿岩功能，但由于其设计结构的不合理性，使设备作业效率低下，严重影响巷道的掘进速度。

2、在巷道掘进过程中，由于受上覆岩层运动及支护效果的影响，巷道围岩可能会失稳，同样受作业空间及装载机功能限制，此时需要先将装载机退出工作面，由锚杆钻机完成打眼工序，待锚杆与围岩形成共同承载体后，才可以继续进行掘进及装载工作，严重影响工作面作业。

3、现有的挖掘装载机(特指煤矿或隧道等地下工程中)只能进行单一的扒渣输送功能，功能比较单一，作业效率较低。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服背景技术的不足之处，而提供一种矿用井下钻锚破岩一体化挖掘式装载机。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：矿用井下钻锚破岩一体化挖掘式装载机，其特征在于：包括能够在井下行走的行走部、安装于行走部后端上部并能随行走部一起移动的机体、安装于行走部前端上部并能随行走部一起移动的机架，机架后端与机体前端连接，所述机体中部和机架中部均安装有提升机构，提升机构上部安装有固定于所述机体和机架之间的连接架，连接架上安装有扒渣机构，扒渣机构前端安装有岩石破碎机构，机架前端下部连接有前铲部，机体后端连接有后支架，扒渣机构左侧和扒渣机构右侧均设有安装在机架上的滑轨，有锚杆机构安装在所述滑轨上并可在滑轨上滑动；所述岩石破碎机构包括活塞、钎杆、阀体、液压缸、后体和前体，所述前体后端与液压缸前端连接，活塞前端位于前体内，活塞后端位于液压缸内，液压缸位于后体内，活塞前端套装有导向套，导向套后端设有与导向套密封连接的密封垫圈，导向套后端位于前体内，导向套前端位于前体外部，钎杆后端依次穿过导向套和活塞，且钎杆后端与安装在活塞上的固定块连接，钎杆前端位于前体外部，所述活塞与液压缸之间连接有活塞环，所述阀体安装于液压缸下端，且阀体通过设置于液压缸下部的进气道与活塞环连通；所述锚杆机构包括第一支撑臂、第二支撑臂、油腔、钻洞腔、第一油缸、第二油缸、安装在滑轨上的滑移台，第一支撑臂后端与滑移台上端铰接，第一支撑臂前端依次与油腔上端和第二支撑臂后端连接，所述第一油缸一端与滑移台下端铰接，另一端与第一支撑臂前端铰接，所述第二油缸一端与油腔下端铰接，另一端与钻洞腔上端铰接，钻洞腔中部与第二支撑臂前端铰接，钻洞腔内设有钻孔。

在上述技术方案中，所述阀体包括安装于液压缸底部的阀盖、安装于阀盖内部的阀箱和安装于阀箱内部的阀芯，所述阀芯通过进气道与活塞环连通。

在上述技术方案中，所述扒渣机构包括固定基座、两个间隔布置的扒渣后臂、拉伸基座、拉伸油缸、举推油缸、举推基座、扒渣前臂和扒渣斗，所述固定基座安装在连接架上，固定基座上部依次与扒渣后臂、扒渣前臂和扒渣斗下端铰接，扒渣后臂的后端上部连接有拉伸基座，扒渣后臂前端下部连接有举推基座，固定基座下部依次与举推油缸、举推基座和扒渣后臂前端铰接，岩石破碎机构通过连接片安装在扒渣前臂上，拉伸油缸和举推油缸均位于两个扒渣后臂之间。

在上述技术方案中，所述前铲部包括铲板斗和两个间隔的安装在铲板斗上的五爪转盘。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

1、本发明在扒渣机构上设置有破碎锤，不仅可以实现对硬块岩石的破碎，而且其外观性状相对于传统的凿岩机而言，具有体积小、灵活方便的特点；另一方面，因为破碎锤位于伸展式扒渣斗后上方，可以实现凿岩与扒渣功能的高效配合。

2、本发明在机体两侧设置有用于打孔的锚杆机，可以在狭窄巷道中实现掘锚作业一体化，大大节约了工作时间，提高了井下作业的安全性。

3、本发明的前铲部所使用的五爪转盘，一方面增加了转盘刮送岩石时的接触面积与承受能力，另一方面五爪式转盘在相同时间内刮送破碎岩石量比较多，大大提高了工作效率。

4、本发明具有岩石破碎机构，岩石破碎机构可破碎坚硬岩层或大块岩石，方便掘进机掘进(帮其破碎了坚硬岩层)或岩块向外输送，且岩石破碎机构位于扒渣斗上方，节省空间，紧密配合；锚杆机构可打设锚杆，方便加固围岩。

5、本发明的各部件的作用如下：

①锚杆机构：在进行隧道开挖或巷道掘进时，用于在围岩中钻孔打设锚杆，加固围岩。

②岩石破碎机构：在作业空间内，当遇到大块岩石或坚硬岩层时，可使用岩石破碎机构将其破碎为岩石小块，方便提升运输。

③提升机构：配合前铲部，将前铲部扒送的岩石通过提升机构输送到该机构末端下方的矿车或其他输送机构中(提升机构末端有类似矿车的装置，盛装提升机构输送的岩石物料)。

④后支架：用来平衡整个机体。

⑤扒渣机构：输送掘进机破碎的岩石(或其他巷道碎石)与前铲部，配合提升机构输送。

附图说明

图1为本发明沿主视方向时的结构示意图。

图2为本发明沿俯视方向时的结构示意图。

图3为岩石破碎机构的结构示意图。

图4为扒渣机构的结构示意图。

图5为锚杆机构的结构示意图。

图6为前铲部的结构示意图。

1-机体，2-行走部，3-机架，4-锚杆机构，41-第一支撑臂，42-第二支撑臂，43-油腔，44-钻洞腔，45-第一油缸，46-第二油缸，47-滑移台，48-钻孔，5-岩石破碎机构，50-进气道，51-钎杆，52-导向套，53-前体，54-密封垫圈，55-阀体，551-阀盖，552-阀箱，553-阀芯，56-液压缸，57-活塞环，58-活塞，59-后体，6-前铲部，61-铲板斗，62-五爪转盘，7-提升机构，8-后支架，9-扒渣机构，91-固定基座，92-扒渣后壁，93-扒渣前臂，94-举推油缸，95-拉伸油缸，96-扒渣斗，97-拉伸基座，98-举推基座，10-滑轨，11-连接架，12-连接片。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本发明的优点更加清楚和容易理解。

参阅附图可知：矿用井下钻锚破岩一体化挖掘式装载机，其特征在于：包括能够在井下行走的行走部2、安装于行走部2后端上部并能随行走部2一起移动的机体1、安装于行走部2前端上部并能随行走部2一起移动的机架3，机架3后端与机体1前端连接，所述机体1中部和机架3中部均安装有提升机构7，提升机构7上部安装有固定于所述机体1和机架3之间的连接架11，连接架11上安装有扒渣机构9，扒渣机构9前端安装有岩石破碎机构5，机架3前端下部连接有前铲部6，机体1后端连接有后支架8，扒渣机构9左侧和扒渣机构9右侧均设有安装在机架3上的滑轨10，有锚杆机构4安装在所述滑轨10上并可在滑轨10上滑动。

优选的，如图4所示，所述扒渣机构9包括固定基座91、两个间隔布置的扒渣后臂92、拉伸基座97、拉伸油缸95、举推油缸94、举推基座98、扒渣前臂93和扒渣斗96，所述固定基座91安装在连接架11上，固定基座91上部依次与扒渣后臂92、扒渣前臂93和扒渣斗96下端铰接，扒渣后臂92的后端上部连接有拉伸基座97，扒渣后臂92前端下部连接有举推基座98，固定基座91下部依次与举推油缸94、举推基座98和扒渣后臂92前端铰接，岩石破碎机构5通过连接片12安装在扒渣前臂93上，拉伸油缸95和举推油缸94均位于两个扒渣后臂92之间。

优选的，如图3所示，所述岩石破碎机构5包括活塞58(用于提供动力)、钎杆51、阀体55、液压缸56、后体59和前体53，所述前体53后端与液压缸56前端连接，活塞58前端位于前体53内，活塞58后端位于液压缸56内，液压缸56位于后体59内，活塞58前端套装有导向套52，导向套52后端设有与导向套52密封连接的密封垫圈54，导向套52后端位于前体53内，导向套52前端位于前体53外部，钎杆51后端依次穿过导向套52和活塞58，且钎杆51后端与安装在活塞58上的固定块连接，钎杆51前端位于前体53外部，所述活塞58与液压缸56之间连接有活塞环57，所述阀体55安装于液压缸56下端，且阀体55通过设置于液压缸56下部的进气道50与活塞环57连通。

优选的，如图3所示，所述阀体55包括安装于液压缸56底部的阀盖551、安装于阀盖551内部的阀箱553和安装于阀箱553内部的阀芯552，所述阀芯552通过进气道50与活塞环57连通。

优选的，如图5所示，所述锚杆机构4包括第一支撑臂41、第二支撑臂42、油腔43、钻洞腔44、第一油缸45、第二油缸46、安装在滑轨10上的滑移台47，第一支撑臂41后端与滑移台47上端铰接，第一支撑臂41前端依次与油腔43上端和第二支撑臂42后端连接，所述第一油缸45一端与滑移台47下端铰接，另一端与第一支撑臂41前端铰接，所述第二油缸46一端与油腔43下端铰接，另一端与钻洞腔44上端铰接，钻洞腔44中部与第二支撑臂42前端铰接，钻洞腔44内设有钻孔48。

优选的，如图6所示，所述前铲部6包括铲板斗61和两个间隔的安装在铲板斗61上的五爪转盘62。

实际工作时，本发明的工作方法如下：扒渣机构9中的扒渣斗96可以对矿渣碎石进行搜集，配合前铲部6和提升机构7将物料向外输送，根据扒取破碎岩石量的多少，扒渣斗96可以实现横向伸展收缩，灵活改变体积容量；同时，利用五爪转盘62增大了相同时间内刮送的破碎岩石量，提高了作业强度和工作效率；当遇到大块岩石或坚硬岩层时，需要启动岩石破碎机构5进行凿岩工作，该岩石破碎机构5由阀体55提供液压动力，通过活塞58、液压缸56、导向套52等各部分的紧密配合实现钎杆51凿岩工作。

本实施例所述的锚杆机构4工作过程如下：当掘进工作面后方围岩不稳定巷道需要打设锚杆加固时，此时需要启动锚杆机构4对围岩进行打眼工作，具体的有：首先通过第一油缸进行第一支撑臂的大幅度上下移动，由第二油缸对钻洞腔的角度进行微调，待位置确定后安设钻杆于钻孔内，进行完整的钻眼工作；然后，将钻杆取下后安装锚杆进行围岩加固，实现打设锚杆功能。

需要指出，扒渣斗96在实现可伸缩的同时，可以沿扒渣前臂93的前端实现120°旋转，充分提供空间使岩石破碎机构5进行凿岩工作，两者互不干扰；锚杆机构4可通过滑移台41沿滑轨10移动，实现锚杆机构4的前后移动；岩石破碎机构5由连接片12连接在扒渣前臂93，可通过连接片12实现平面运动。

其它未说明的部分均属于现有技术。