专利名称：一种底层推进挖掘机的制作方法
技术领域：
本发明一种底层推进挖掘机，涉及工程挖掘和矿山开采，属连续挖掘机械。
背景技术：
过去人们在手工挖煤时，为了以较小的力获取较大的生产效率，他们把底层的煤挖空，上部的煤趋于下落之势，工人用镐在上部轻轻一挖就倒塌一大堆煤，有时上部的煤不用挖就自行倒塌一大片，工人们把松散的煤运出排空。再进行新一轮的挖掘，用这种"底层推进挖掘法"挖煤，工人们可获得事半功倍的效果效果。 上一世纪以来，机械挖掘代替了手工挖掘。从五十年代开始，连续挖掘机械获得了迅速发展，结构不断改进，品种和产量显著增加，成为挖掘机械的主要设备。露天采矿尽量选用高效连续开采工艺和无运输倒堆工艺，以代替运输开采工艺，已成为一种发展方向。
连续挖掘机械越来越受到人们的推崇，其高效低耗优点突出是主要原因。以轮斗挖掘机与单斗挖掘机在效率上作比较，"轮斗挖掘机把完成挖掘的机构和运输物料的机构分开，二者同时连续作业，因此效率高。单斗挖掘机的铲斗先完成挖掘工作，作把物料通过动臂回转，送到卸载地点卸料，最后返回工作面准备下一次的挖掘。在整个工作循环中，挖掘是间歇式进行的，挖掘的时间约占总循环时间的三分之一，所以效率低。
"根据统计，在同样功率情况下，轮斗挖掘机的效率比单斗挖掘机高l. 5-2. 5倍。在相同的生产率情况下，轮斗挖掘机比单斗挖掘机的自重轻1/3-1/2。若在斗容lm3的单斗挖掘机的底盘上，改装轮斗挖掘装置，在自重不变的条件下，生产率可提高50-100% 。
动力消耗比较"试验证明，挖掘每立方米的土岩，各类挖掘机的动力消耗为
单斗挖掘机 0. 5-0. 7kw h/m3
链斗挖掘机 0. 4-0. 6kw h/m3
轮斗挖掘机 0. 3-0. 5kw h/m3"可以看出轮斗挖掘机消耗动力比单斗挖掘机节省40-29%。"(引至《露天采矿机械》1988年4月第一版，荆元昌主编，第220页) 但轮斗挖掘机存在的缺点也是很明显的，为了提高挖掘效率，不得不尽量加大斗
容量和增加挖斗数量，把斗轮直径做得很大。这就产生了二点问题1、斗轮直径越大，其受
阻力越大，挖掘力越小；2、斗轮直径越大，机体越大，适用性越差，适用范围越小。 本发明要把"底层推进挖掘法"与轮斗挖掘机作一嫁接，实现底层推进挖掘法"机
械化"，同时保留轮斗挖掘机连续挖掘的特点，去除轮斗挖掘机机体庞大，挖掘力小和适用
性差的缺点。使本发明底层推进挖掘机具有底层推进挖掘和连续挖掘双重特点，挖掘效率
更高，适用范围更广的新型连续挖掘机械。 将底层推进挖掘机与轮斗挖掘机挖掘性能作一比较。底层推进挖掘机采用"底层推进挖掘"原理，具有底层推进挖掘性能，轮斗挖掘机不具有这一特性。轮斗挖掘机的挖掘机构——斗轮外形巨大，挖掘力小，底层推进挖掘机的挖掘机构——掘进滚轮外形很小，其滚动外径仅有轮斗挖掘机斗轮滚动外径的十分之一，挖掘力大大提高，机形更紧凑，适用性
3更强，应用范围更广。《一种挖掘机和一种采沙船》(申请号200710161431. 6)在说明书第2页，发明内容陈述说"本发明的技术方案是不用沙斗，把现有技术沙斗具有的挖沙和运沙二项功能分别由本发明一种挖掘机即挖沙摆轮和输送链带所替代。挖沙摆轮安装在输送链带的前端，输送链带紧接在挖沙摆轮之后，另 一端安装在船体机架上。挖沙摆轮圆筒状壳体内装有摆动式液压缸驱动，摆式液压缸其传动轴为正反回转并输出转矩，带动挖沙摆轮壳体及挖沙板作顺反向扇形摆动，把沙石挖松掏空，使高处沙石倒塌滑落，输送链带接住倒塌的沙石不断地向水面上输送。"很明显《一种挖掘机和一种采沙船》也同属底层推进的连续挖掘机械。但其采用摆动式液压缸作动力，靠摆轮壳体及挖沙板作顺反向扇形摆动，把沙石挖松掏空，其工作效率是有问题的。因为摆轮壳体及挖沙板作顺向摆动时才挖掘，反向摆动是为挖掘作准备，所以至少有二分之一的动力可以利用。
发明内容
本发明采用履带作机体底盘。输送架前低后高地置于机体中间。输送架左右各装有一只升降油缸，用与调节输送架的前倾角度以利于挖掘，和提升起输送架以便于场地转移。输送架是输送辊轮和输送带的支承架，也是掘进滚轮的连接架，承当着机体对掘进滚轮的推力传递。掘进滚轮安装在输送架的最前端，由轴销把掘进滚轮和输送架相连接，输送架拖曳于掘进滚轮之后。在掘进滚轮和输送架的底部左右两边各装有一只调节螺杆，用于调节掘进滚轮的挖掘角度。掘进滚轮形似一圆筒，置于滚轮架的中间，串装在传动轴上。传动轴是由二只液压马达共同驱动的，液压马达对称固定在滚轮架两边内侧的马达架上，被滚轮壳体隐罩着。滚轮壳体上径向均布轴向排列装有三块挖板，挖板是直钢板，上面镶嵌有若干挖齿。在挖板背后，摆轮壳体上焊有一排若干挡铁。挖板固定安装在带凸轮的联接块和联接块上，带凸轮的联接块和联接块由梢轴与滚轮壳体内壁的梢座联接，可以在一定的角度范围内自如翻动，做打开收拢的动作。挖板收拢受滚轮壳体的限制，打开受挡铁的限制。在滚轮壳体内，二边液压马达的正上方、马达座上，对称装有一挡轴，挡轴由轴心、滚针和滚圈组成。挡轴与带凸轮的联接块在径向的同一剖面上。滚轮壳体在转动时，每当挖板转至挖掘滚轮上方，带凸轮的联接块都能碰触挡轴，挡轴迫使挖板改变状态，使挖板收拢卸荷。滚轮壳体安装在滚轮架上，滚轮壳体与滚轮架轴向有一空隙，该空隙上口小下口大，仅可供收拢状态的挖板通过，我们管它叫"净空腔"。在滚轮架的两侧端面上各装有一侧面切盘，为的是切除掘进滚轮在推进中二侧土墙的余土，减小推进阻力。为控制上部土石倒塌的快慢多少，均匀地向输送带上料排出，在挖掘滚轮和输送带的上部装有一个挖耙。如果是隧道作业可将挖扒改装为一滚刀，控制隧道空间梭廓形状和尺寸大小。
图1为本发明底层推进挖掘机作业原理、结构图 图2为本发明底层推进挖掘机掘进滚轮的正视图(图3B-B剖视旋转)
图3为本发明底层推进挖掘机掘进滚轮的左视图(图2A-A剖视)
具体实施例方式
下面结合的附图进一步展开说明图1为本发明底层推进挖掘机的作业原理、结构图，从图中可以看出，掘进滚轮l在被挖掘断面的底层进行挖掘，将底层土石挖松掏空，上部的土石就能自动倒塌进入输送带6被排出的挖掘原理。本发明底层推进挖掘机似一车形，由履带式底盘承载着整机，输送架5前低后高地纵向置于车体7中间，在前部下方左右各装有一升降油缸4，通过升降油缸4可调节输送架5的倾斜角度便于挖掘，和提升起输送架5以便于场地转移。掘进滚轮1通过滚轮架12安装在输送架5的最前端，由轴销2和调节螺杆3连接，通过调节螺杆3可调节掘进滚轮1的挖掘角度。在掘进滚轮1和输送架5的上方机体7的前部，装有一个挖耙9，这可控制被挖土墙向下倒塌的速度快慢，使输送带6有较均匀的土石料向外排出。再从图2和图3可以看出掘进滚轮1详细构造，掘进滚轮1形似筒体，在滚轮架12上滚动。两只液压马达10由马达座11分别固定在滚轮架12的两边，共同驱动中间的传动轴20。滚轮壳体14与传动轴20通过花键盘19连接，跟随液压马达IO转动，液压马达IO被藏匿在滚轮壳体14内，这使掘进滚轮1结构更紧凑，也起到保护液压马达10的作用。在滚轮壳体14上径向均布装有三块挖板22，挖板是直钢板，上面镶有若干挖齿23，挖板22和两侧二带凸轮的连接块16和中间二联接块21连接为一体，由联接销18与滚轮壳体14上内壁的销座17相联，安装在滚轮壳体14外，在一定角度范围内可自如转动，挡轴15固定在马达座的上方，与带凸轮的连接块16同在径向的同一切面上。工作时，二液压马达10同时驱动传动轴20，带掘进滚轮1按箭头方向旋转，挖板22转出净空腔25与被挖土石接触，受到阻力便张开，同时插入土石深处。挖板22张开时，根部受到挡铁24的限制便不再张开。挖板22跟随掘进滚轮1继续向上旋转，将结土剥离，旋至滚轮的上部时，带凸轮的连接块16凸轮触碰到固定在马达座11上的挡轴15，迫使挖板22收拢卸荷，把挖出的土石送向输送带6排出，收拢的挖板22进入净空腔25，准备下一轮挖掘。在走行轮履带8的推力下，掘进滚轮1不断挖掘，不停地推进。为减少推进阻力，在滚轮架12的两侧各装有一片侧面切盘13，切割侧面土墙。在挖掘滚轮1和输送架5的上部装有一个挖耙9。用于控制上部土石倒塌的快慢，均匀地向输送带6上料排出。
权利要求
一种底层推进挖掘机，包括承载机体的履带底盘，机体中间的输送架，输送架前端的掘进滚轮，输送架和掘进滚轮上部有一挖耙。其技术特征是履带作机体底盘，输送架前低后高纵向置于机体中间，安装在机体上。机体前部，输送架左右各装有一升降油缸，连接机架和输送带。掘进滚轮安装在输送架的最前端，由轴销把掘进滚轮和输送架连接，输送架拖拽于掘进滚轮之后。在掘进滚轮和输送架的底部，左右两边各装有一只调节螺杆。在挖掘滚轮和输送架的上部机架上装有一个挖耙。
2. 根据权利要求1所述的一种底层推进挖掘机其技术特征在于所述的掘进滚轮包括 与输送架连接的滚轮架，对称固定在滚轮架两边内侧的液压马达和马达架，两只液压马达 共同驱动的传动轴，串装在传动轴上的滚轮壳体，及滚轮壳体上的联接块和带凸轮的联接 块，及安装固定在联接块上的挖板。
3. 根据权利要求2所述的一种底层推进挖掘机其技术特征在于所述的马达架上部与 带凸轮的连接块同一剖面上有一挡轴，挡轴由轴心、滚针和滚圈构成。
4. 根据权利要求2所述的一种底层推进挖掘机其技术特征在于滚轮壳体与滚轮架间 轴向有一净空腔，该净空腔上口小下口大，仅可供收拢状态的挖板通过。
5. 根据权利要求2所述的一种底层推进挖掘机其技术特征在于其三块挖板是直钢 板，上面镶嵌有若干挖齿。挖板在滚轮壳体上径向均布，轴向排列。
6. 根据权利要求2所述的一种底层推进挖掘机其技术特征在于滚轮壳体内壁有用于 连接连接块和带凸轮的联接块的销座。
7. 根据权利要求2所述的一种底层推进挖掘机其技术特征在于连接块和带凸轮的连 接块与滚轮壳体内壁的销座连接，挖板固定安装在连接块和带凸轮的连接块上，在一定角 度范围内能自如翻动，带凸轮的连接块触碰马达座上的挡轴时可改变挖板的状态，使挖板 收拢卸荷。
8. 根据权利要求2所述的一种底层推进挖掘机其技术特征在于在滚轮架的两侧端面 上各装有一侧面切盘。
9. 根据权利要求2所述的一种底层推进挖掘机其技术特征在于在掘进滚轮和输送架 的底部左右两边各装有一只调节螺杆。
10. 根据权利要求2所述的一种底层推进挖掘机其技术特征在于在挖板的背后滚轮 壳体上，焊有一排若干块挡铁。
全文摘要
本发明一种底层推进挖掘机，其涉及工程挖掘和矿山开采，属连续挖掘机械。该挖掘机以履带作机体底盘，输送架前低后高地纵向置于机体中间。输送架的最前端装有一掘进滚轮，掘进滚轮在被土石掩埋的环境下能实行底层推进挖掘。底层推进挖掘法使上部土石失去支承，失重坍塌、滑落在拖曳于掘进滚轮之后的输送架上，由输送带排出，以较小的用功获取较大的挖掘效率。该挖掘机由走行机构、排料输送机构、挖掘机构和动力系统、液压系统构成一体。适用于沟渠开挖、清淤排土、抢险救灾、矿产开采、车站码头装卸和地铁、隧道等地下挖掘。本发明采用底层推进挖掘法挖掘，实现连续挖掘连续排料，具有突出的高效率、低能耗优势。
文档编号E02F3/36GK101694103SQ200910175679
公开日2010年4月14日 申请日期2009年9月21日 优先权日2009年9月21日
发明者熊梓光 申请人:熊梓光;