专利名称：机械传动式硬岩双掘进头掘进机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种小型掘进机，具体的说是机械传动式硬岩双掘进头掘进机。
背景技术：
小型硬岩掘进机，是一种集切割、装载、转运石渣等于一体的挖掘设备，其以结构接凑，体型轻巧而被广泛应用交通、隧道、采矿等领域，与大型掘进机相比，有体积小、重量轻的特点，适用于中、小型煤矿作业，利于提高机械化水平。目前采用的小型硬岩掘进机主要存在以下缺点在掘进头装置方面，均是采用液压驱动单掘进头的设置方式，这种设置方式普遍存在以下缺点其一，工作效率比较低，液压油耗也比较大，长时间连续作业会使得液压动力不稳定，不利于连续开采挖掘。其二，掘进臂的结构设置也不够合理，采用的是液压油缸与掘进臂单纯的配合使用，伸缩运动时液压油管与掘进臂同时伸缩，液压油管不断进行重复弯折动作，极易老化破裂。在操控机构方面，大都是长方体状的油箱在前，操控台在后，油箱对称设置在机车两侧，由于箱体本身的高度和长度占用了机车大量空间，而使得控制台不得不设置在油箱的后方，如此一来，就又增加了机体的长度和高度，从而使得机器更为笨重，空间结构优化也不合理，有悖于小型掘进机体型轻巧的特点。在铲板的支撑机构方面，是对称设置在机车两侧，并与机体上的油箱固定连接，连接距离比较长固定也不牢固，而机体与机器履带之间空隙比较小，支撑机构固定连接在油箱上则易使支撑机构与机器履带之间被煤粉堵塞，增加了机器行进阻力，也额外增加了机器动力损耗。在液压线路机构方面，液压线路设置凌乱，延长了油气管路的连接行程，增加了成本投入，而且因为油气管路比较长，其提供的液压就会受影响，长时间的工作后容易出现故障，杂乱的线路机构也不利于维修，也就影响了采煤挖掘效率。
发明内容
本发明是为解决掘进机工作效率低、机体结构设置不合理等上述问题的不足，提供了一种新颖的机械传动式小型硬岩双掘进头掘进机，其优化了整机结构，采用机械式传动，使得工作性能稳定，延长了设备使用寿命长，对硬岩的掘进效率也提高了 50%以上。本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是机械传动式硬岩双掘进头掘进机，包括行走装置和铲板装置，在行走装置上设有机体装置，机体装置两侧分别设有操控机构和传动机构，在机体装置的回转机构上设有支撑机构与双头掘进装置的掘进臂连接，掘进臂的一端通过变向器与掘进头连接，另一端通过万向联轴器与传动机构连接，在支撑机构上还设有液压缸与掘进臂连接，所述的铲板装置通过铲板支撑机构设置在机体装置的前端，铲板支撑机构和回转机构分别与设在机体装置上的液压线路机构的一端连接，液压线路机构的另一端连接在操控机构上
本发明，所述的掘进臂，其由液压缸体和滑动传动轴组成，液压缸体内设有一个带有传动套筒的中空圆筒状的油缸活塞杆，传动套筒的一端穿过法兰盘与变向器连接，另一端通过滑套与设在万向联轴器上的滑动传动轴连接，滑套内壁设有与滑动传动轴表面的键槽相配合的凸起。本发明，所述的变向器，由主锥齿轮和从锥齿轮组成，主锥齿轮和从锥齿轮呈十字交错状设置，从锥齿轮两端分别通过半轴套与半轴I和半轴II连接。本发明，所述的操控机构，包括电机，由液压油箱、控制台和控制台座组成，液压油箱呈阶梯型，上阶梯与下阶梯为一体机构，下阶梯的梯台上设有控制台座，在控制台座对应的前方设有控制台。本发明，铲板支撑机构，包括回转盘，铲板两侧对称设有支撑臂，支撑臂由支撑杆和液压油缸组成，液压油缸的一端通过连接件设置在了回转盘的固定架上。本发明，所述的液压线路机构，由平衡阀块、操作阀和多路组合阀块组成，平衡阀块的一端通过管路与操作阀连接，平衡阀块由回转油缸平衡阀、铲板油缸平衡阀、液压缸平衡阀I和液压缸平衡阀II组成，回转油缸平衡阀和铲板油缸平衡阀通过四条液压连接管分别与多路组合阀块的四个三通接口连接。本发明的有益效果是本发明中的双头掘进装置，采用机械式传动，降低了油耗，提高了掘进效率50%以上。当电机经减速机后，由传动轴通过万向联轴器带动滑动传动轴旋转，滑套与传动套筒随滑动传动轴一同转动，传动套筒将旋转运动传递至变向器，由变向器实现轴向改变，并通过半轴I和半轴II将轴力传动到两个掘进头旋转进行掘进工作。此传动过程不会产生油耗， 而且双掘进头同时作业挖掘，效率得以质的提高，也延长了设备使用寿命。掘进臂通过电机、减速机、传动轴、贯穿油缸活塞杆的滑动传动轴和传动套筒进行机械式传动，结构新颖、 设计独特，即实现了掘进臂的伸缩，又可以满足掘进臂的轴传动功能，使机械传动性能稳定耐用，适合连续挖掘作业。本发明中的操控机构，减小了油箱的长度和高度，从而降低了机器的高度，便于煤矿井底作业；将油箱与控制台座结合在一起，节省了机器的空间，降低了生产成本；将控制台向机器前方移动，节省了液压操控线路的行程，不但优化了机架结构，也方便观察掘进头进行作业。本发明中的铲板支撑机构，缩短了支撑臂的连接行程，便于对铲板的伸缩移动，提高了对铲板的操作效率，将支撑臂一端固定在回转盘的固定架上，提高了支撑臂的连接强度，同时也增大了机器履带与机体之间的空隙，从而也避免了煤粉堵塞机器履带。液压线路机构，其优化整合了整机的油气液压线路，缩短了阀块与液压油缸的连接距离，线路行程短，利于检修。通过采用多路组合阀块实现了对液压线路的整合优化，平衡了液压油缸的液压，减少了机器故障。本发明通过采用设计独特的双头掘进装置、油箱与控制台座结一体设计的操控机构、提高了铲板操作效率的铲板支撑机构和稳定油气液压的液压线路机构，使得整机结构得以优化了，实现了掘进头的机械式传动，工作性能稳定，掘进效率也提高了 50%以上，延长了设备使用寿命长。
图1是本发明的结构示意图；图2是本发明中双头掘进装置的结构示意图；图3是图2中掘进臂的剖面示意图；图4是图2中变向器的结构示意图；图5是图2中滑动传动轴的截面示意图；图6是图2中滑套的截面示意7是本发明中铲板支撑机构的结构示意图；图8是本发明中操控机构的结构示意图；图9是本发明中液压线路机构的结构示意图；图10是图9中多路组合阀块的剖面示意图；图中标记是1、行走装置，2、铲板装置，3、机体装置，4、回转机构，5、双头掘进装置，6、铲板支撑机构，7、操控机构，8、液压线路机构，9、掘进头，10、掘进臂，11、支撑机构， 12、变向器，13、万向联轴器，14、液压缸，15、液压缸体，16、滑动传动轴，17、传动套筒，18、 油缸活塞杆，19、法兰盘，20、滑套，21、键槽，22、凸起，23、主锥齿轮，24、从锥齿轮，25、半轴套，26、半轴1，27、半轴11，28、马达，29、减速机，30、传动轴，31、电机，32、液压油箱，33、控制台，34、控制台座，35、上阶梯，36、下阶梯，37、回转盘，38、铲板，39、支撑杆，40、液压油缸， 41、连接件，42、固定架，43、操作阀，44、多路组合阀块，45、回转油缸平衡阀，46、铲板油缸平衡阀，47、液压缸平衡阀I，48、液压缸平衡阀II，49、回转油缸接口 I，50、回转油缸接口 II， 51、铲板油缸接口 I，52、铲板油缸接口 II，53、变向器壳体，54、轴承座。
具体实施例方式
如图1所示，机械传动式硬岩双掘进头掘进机，包括行走装置1和铲板装置2，在行走装置1上设有机体装置3，在机体装置3的回转机构4上设有双头掘进装置5，铲板装置2 通过铲板支撑机构6设置在机体装置3的前端，机体装置3两侧分别设有操控机构7和传动机构，传动机构由马达观、减速机四和传动轴30组成，铲板支撑机构6和回转机构4分别与设在机体装置3上的液压线路机构8的一端连接，液压线路机构8的另一端连接在操控机构7上，在机体装置3上还设有一个传送履带与铲板装置2连接。如图2所示，所述的双头掘进装置5，其由掘进头9和掘进臂10组成，掘进头9采用的是大功率的圆盘状掘进头，掘进臂10设置在支撑机构11上，在支撑机构11上还设有液压缸14与掘进臂10连接，掘进臂10后端通过万向联轴器13与传动轴30的一端连接， 传动轴30的另一端通过减速机四与马达观连接，掘进臂10前端设有变向器12，变向器 12通过半轴I沈和半轴1127分别与两个掘进头9连接。如图3所示，掘进臂10内设有液压缸体15和滑动传动轴16，液压缸体15内设有一个中空圆筒状的油缸活塞杆18，在油缸活塞杆18内设有传动套筒17，油缸活塞杆18与传动套筒17的两端之间设有轴承，使传动套筒17可以在油缸活塞杆18内转动。传动套筒 17的左端穿过法兰盘19与变向器12的主锥齿轮23连接，传动套筒17右端通过滑套20与设在万向联轴器13上的滑动传动轴16连接，传动套筒17与滑套20固定连接。如图5和图6所示，滑套20内壁设有与滑动传动轴16表面的键槽21相配合的凸起22，使滑套20只能沿滑动传动轴16的轴向滑动，而不能沿径向转动。如图4所示，变向器12设有变向器壳体53，变向器壳体53上设有轴承座M，设置在变向器壳体53内的主锥齿轮23和从锥齿轮M呈十字交错状设置，从锥齿轮M两端分别通过半轴套25与半轴I沈和半轴II 27连接，主锥齿轮23的转轴为横向设置，从锥齿轮M的转轴为纵向设置，在经传动套筒17传动后主锥齿轮23绕横轴旋转的力经过从锥齿轮M改变为绕纵轴旋转，然后再由从锥齿轮M通过传动两端的半轴I 26和半轴1127实现两个掘进头9转动。双头掘进装置工作中，当电机经减速机后，由传动轴通过万向联轴器5带动滑动传动轴旋转，由于滑套与滑动传动轴之间不能发生转动，因此滑套与传动套筒随滑动传动轴一同转动，传动套筒将旋转运动传递至变向器，由变向器实现轴向改变，并通过半轴I和半轴II将轴力传动到两个掘进头旋转进行掘进工作。当需要控制掘进臂伸缩时，调整液压缸体内的油压，液压油推动油缸活塞杆向前伸或向后退。由于油缸活塞杆和传动套筒都与变向器和法兰盘连接，油缸活塞杆和传动套筒在轴向上不会发生相对移动，传动套筒带动滑套随油缸活塞杆一同伸缩。这样即实现双掘进头的机械式传动，又能实现掘进臂带着掘进头做伸缩操控，同时还可以通过支撑机构上的液压缸来调控掘进臂上升下降。如图7所示，铲板支撑机构6包括回转盘37，铲板38两侧对称设有支撑臂，支撑臂由支撑杆39和液压油缸40组成，液压油缸40的一端通过连接件41设置在了回转盘37的固定架42上。如图8所示，操控机构7包括电机31，由液压油箱32、控制台33和控制台座34组成，液压油箱32呈阶梯型，上阶梯35与下阶梯36为一体结构，下阶梯36的梯台上设有控制台座34，在控制台座34对应的前方设有控制台33，在液压油箱32后方设有电机31。如图9和图10所示，液压线路机构8由平衡阀块、操作阀43和多路组合阀块44组成，平衡阀块的一端通过管路与操作阀43连接，所述的平衡阀块由回转油缸平衡阀45、铲板油缸平衡阀46、液压缸平衡阀I 47和液压缸平衡阀1148组成，回转油缸平衡阀45和铲板油缸平衡阀46通过四条液压连接管分别与多路组合阀块44的四个三通接口连接。所述的四条液压连接管，分别为回转油缸连接管I、回转油缸连接管II、铲板油缸连接管I和铲板油缸连接管II。所述的四个三通接口，分别为回转油缸接口 I 49、回转油缸接口 II 50、 铲板油缸接口 I 51和铲板油缸接口 1152。在实际安装中回转油缸接口 I通过液压管分别连接在左回转油缸的收缩端和右回转油缸的收缩端；回转油缸接口 II通过液压管分别连接在左回转油缸的伸长端和右回转油缸的伸长端；铲板油缸接口 I通过液压管分别连接在左铲板油缸的收缩端和右铲板油缸的收缩端；铲板油缸接口 II通过液压管分别连接在左铲板油缸的伸长端和右铲板油缸的伸长端。
权利要求
1.机械传动式硬岩双掘进头掘进机，包括行走装置(1)和铲板装置O)，其特征在于 在行走装置(1)上设有机体装置(3)，机体装置C3)两侧分别设有操控机构(7)和传动机构，在机体装置(3)的回转机构(4)上设有支撑机构(11)与双头掘进装置(5)的掘进臂 (10)连接，掘进臂(10)的一端通过变向器(1 与掘进头(9)连接，另一端通过万向联轴器(13)与传动机构连接，在支撑机构(11)上还设有液压缸(14)与掘进臂(10)连接，所述的铲板装置( 通过铲板支撑机构(6)设置在机体装置(3)的前端，铲板支撑机构(6)和回转机构(4)分别与设在机体装置(3)上的液压线路机构(8)的一端连接，液压线路机构 (8)的另一端连接在操控机构(7)上。
2.如权利要求1所述的机械传动式硬岩双掘进头掘进机，其特征在于所述的掘进臂 (10)，其由液压缸体(1 和滑动传动轴(16)组成，液压缸体(1 内设有一个带有传动套筒(17)的中空圆筒状的油缸活塞杆(18)，传动套筒(17)的一端穿过法兰盘(19)与变向器 (12)连接，另一端通过滑套00)与设在万向联轴器(1 上的滑动传动轴(16)连接，滑套 (20)内壁设有与滑动传动轴(16)表面的键槽相配合的凸起02)。
3.如权利要求1所述的机械传动式硬岩双掘进头掘进机，其特征在于所述的变向器 (12)，由主锥齿轮和从锥齿轮04)组成，主锥齿轮和从锥齿轮04)呈十字交错状设置，从锥齿轮04)两端分别通过半轴套0 与半轴I 06)和半轴II 07)连接。
4.如权利要求1所述的机械传动式硬岩双掘进头掘进机，其特征在于所述的传动机构，由马达(观)、减速机(29)和传动轴(30)组成。
5.如权利要求1所述的机械传动式硬岩双掘进头掘进机，其特征在于所述的操控机构(7)，包括电机(31)，由液压油箱(32)、控制台(33)和控制台座(34)组成，液压油箱(32) 呈阶梯型，上阶梯(3 与下阶梯(36)为一体机构，下阶梯(36)的梯台上设有控制台座 (34)，在控制台座(34)对应的前方设有控制台(33)。
6.如权利要求1所述的机械传动式硬岩双掘进头掘进机，其特征在于铲板支撑机构 (6)，包括回转盘(37)，铲板(38)两侧对称设有支撑臂，支撑臂由支撑杆(39)和液压油缸 (40)组成，液压油缸GO)的一端通过连接件Gl)设置在了回转盘(37)的固定架0 上。
7.如权利要求1所述的机械传动式硬岩双掘进头掘进机，其特征在于所述的液压线路机构(8)，由平衡阀块、操作阀和多路组合阀块G4)组成，平衡阀块的一端通过管路与操作阀^幻连接，所述的平衡阀块由回转油缸平衡阀(45)、铲板油缸平衡阀(46)、液压缸平衡阀K47)和液压缸平衡阀IK48)组成，回转油缸平衡阀0 和铲板油缸平衡阀 (46)通过四条液压连接管分别与多路组合阀块G4)的四个三通接口连接。
全文摘要
机械传动式硬岩双掘进头掘进机，本发明涉及一种小型掘进机，包括行走装置和铲板装置，在行走装置上设有机体装置，在机体装置的回转机构上设有双头掘进装置，铲板装置通过铲板支撑机构设置在机体装置的前端，机体装置两侧分别设有操控机构和传动机构，铲板支撑机构和回转机构分别与设在机体装置上的液压线路机构的一端连接，液压线路机构的另一端连接在操控机构上。本发明优化了整机结构，采用机械式传动，使得工作性能稳定，延长了设备使用寿命长，对硬岩的掘进效率也提高了50％以上。
文档编号E21D9/13GK102162361SQ201010560968
公开日2011年8月24日 申请日期2010年11月26日 优先权日2010年11月26日
发明者兰海宽 申请人:兰海宽