专利名称：硬岩掘进机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及煤矿巷道掘进机械，具体为一种硬岩掘进机，实现大
断面高硬度(f8)全岩或半岩巷道的掘进作业。
背景技术：
目前，大断面(20MZ以上)全岩和半岩巷道掘进采用炮掘作业，是一 项艰苦而又危险的工作，采用炮掘作业生产效率较低，操作者的劳动强度 大，炮掘作业后对巷道周围岩层结构强度造成了一定破坏。而现有掘进设
备主要是适用于中等硬度的煤岩和半煤岩巷道，不适用于全岩巷道作业； 釆用的内喷雾系统使用寿命较短，损坏后更换困难；同时掘进工作面粉尘 得不到有效控制，严重危害操作者的身体健康。因此，非常需要一种切割 功率大、截割效率高、工作稳定的硬岩掘进机，以提高掘进作业的工作效 率，降低操作者的劳动强度，改善劳动者的工作环境。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种重型硬岩掘进机，解决现有掘进机不
适合大断面(20MP以上)高硬度(f8)全岩和半岩巷道掘进，截割硬岩时 机器振动大，粉尘多，机器侧向滑动等问题，该掘进机可以大幅度提高全 岩巷道的掘进工作效率，极大地降低操作者的工作强度，改善操作者的工 作环境，提高可靠性。
本实用新型的技术方案是
本实用新型提供的硬岩掘进机，具有截割部、铲板部、第一运输机、 本体部、行走部、后支承、液压系统和电气系统、除尘系统及内外喷雾灭 尘系统。掘进机整机重量大，截割功率大，整机稳定性好，随机配备有强 力除尘系统及内外喷雾灭尘系统，适用于大断面高硬度全岩和半岩巷道的 掘进作业。
本实用新型采用强力切割技术，其包括大单齿切割力和大推进力的配 合，镐齿的截割力由截割电机带动截割减速机再传动给截割头来提供，截
割时平均单齿截割力可达8500N,截割头的推进力由截割升降油缸、截割
回转油缸和行走驱动装置提供，可为截割头提供推进力达150KN;截割部 采用小直径大惯量截割头，截割头直径范围为1.0-l.lm,转动惯量范围为 230 -210 kg.m2,镐齿座非加热式焊接应力去除，超深表硬齿体耐磨镐齿， 镐齿表面硬度达62HRC，深度2-3mm。
本实用新型的行走部采用护板全封闭结构，配有强劲行走驱动装置。 本实用新型行走部的驱动装置由行走液压马达、驱动链轮、行走减速机构 成，行走液压马达与行走减速机联接在一起，行走减速机上两个法兰盘， 一个与行走架联接在一起， 一个与驱动链轮联接在一起。行走部驱动装置 提供大的驱动力，可达4卯kN。
本实用新型的截割头与截割臂连接位置位于截割头后部。 本实用新型本体部后侧安装后支承，后支承上装配有水平侧支撑装置， 侧支撑装置在后支承两侧，侧支撑装置由液压缸带动，可向掘进机两侧伸 出和收回。
本实用新型在截割头后部装有高可靠的外置内喷雾系统；在截割减速
机前部和截割电机箱体前端两侧装有雾线结合外喷雾系统，截割减速机前 部外喷为环形高、低压外喷，电机箱体前端两侧外喷为块形外喷。所述外 喷雾系统包括环形外喷水座、低压喷嘴、高压喷嘴、块形外喷水座、喷嘴， 环形外喷水座与截割部的截割臂联接在一起，低压喷嘴和高压喷嘴装在环 形外喷水座上，块形外喷水座与截割部的截割电机箱体联接在一起，喷嘴 装在块形外喷水座上。
本实用新型掘进机随机配备长压短抽式高效除尘系统，控尘装置悬桂在 设备的操作侧，利用巷道的通风系统，使风通过控尘装置后形成风幕，再 由安装在掘进机的转载机上除尘器(风简安装在掘进机上)将粉尘吸到除 尘器。
本实用新型采用减振技术，其包括截割加速度识别装置和截割高低速自 动转换装置，电气系统具有振动传感器、电流传感器及核心控制器等，在
截割减速机上安装有振动传感器，可对掘进机作业时的振动情况进行检测; 电气系统中的电流传感器，可对掘进机截割电机的消耗功率进行检测，各 传感器将检测到的信号分别送入核心控制器。核心控制器根据截割加速度
的检测值和电流传感器的检测值，由核心控制器对数据进行处理，确定掘 进机现在截割材料的硬度，当硬度值超过预先设定好的值时，截割电机会 有高速自动转换到低速，从而依据所截割材料的硬度自动控制截割电机的 速度，实现截割高低速转换。
本实用新型液压系统中采用消峰减振技术，在液压系统中的升降和回转 多路阀上装有二次溢流阀，二次溢流阀可实现减振截波的作用。
本实用新型釆用紧固件防松技术，在截割电机与电机箱体、截割减速机 与电机箱体、截割臂与截割减速机、截割头与截割臂、行走部与本体部、 后支承与本体部、掘进机的回转台和回转轴承与本体部之间的连接采用施
毕牢(spiralock,简称SPL)防松螺紋连接。 本实用新型的有益效果是
1、 本实用新型为悬臂掘进机的新机型，该掘进机整体结构强度高，机 重大，截割功率大，各动作机构的驱动功率大，适合于大断面高硬度全岩 和半岩巷道的掘进作业，扩展了掘进机的使用范围，提高了全岩和半岩巷 道的掘进的工作效率，极大地降低操作者的工作强度，改善操作者的工作 环境。
2、 本实用新型硬岩掘进机的行走部釆用护板全封闭结构，降低了故障 率；配备的强劲行走驱动装置，加大了行走驱动力，为截割提供了强大的 推进力。
3、 本实用新型硬岩掘进机后部的后支承上装配有侧支撑装置，侧支撑 装置解决了掘进机工作时的侧向滑移及振动问题，提高了掘进机的稳定性， 设备工作稳定性高。
4、 本实用新型硬岩掘进机配备有强力除尘系统及喷雾系统极大的降低 掘进作业时所产生的大量粉尘，有效的改善了操作者的工作环境，保护了 搡作者的身体健康。
5、 本实用新型硬岩掘进机釆用的减振和紧固件防松技术，使掘进机工 作更可靠，减少了机器维护时间，提高了工作效率。
6、 本新型掘进机装配小直径大惯量截割头，采用高强度镐齿配合可靠 高效的液压系统，极大的提高了单齿切割力，从而使其具备截割高硬度(f8) 全岩或半岩巷的能力。
图1为本实用新型硬岩掘进机结构图。
图2为本实用新型硬岩掘进机恻视结构图。
图3为本实用新型硬岩掘进机除尘系统结构图。
图4为本实用新型硬岩掘进机截割头结构图。
图5a-b为本实用新型硬岩掘进机行走部驱动装置结构图，图5a为主视 图；图5b为图5a的俯视图。
图6为本实用新型硬岩掘进机外喷雾系统结构图。 图7为本实用新型硬岩掘进机电气系统原理图。 图8为本实用新型硬岩掘进机液压系统原理图。
图中，l截割部；2伊板部；3第一运输机；4本体部；5行走部；6后 支承；7液压系统；8电气系统；9侧支撑装置；10护板；11行走架；12 履带板；13驱动装置；14支重轮；15截割臂；16外置内喷雾系统；17截 割头；18截割电机箱体；19外喷雾系统；20截割减速机；21除尘风简； 22除尘装置；23控尘装置；24镐齿座；25镐齿；26截割头体；27液压马 达；28驱动链轮；29行走减速机；30环形外喷水座；31低压喷嘴；32高 压喷嘴；33块形外喷水座；34喷嘴；35回转台；36回转多路阀上的二次溢 流阀；37升降多路阀上的二次溢流阀；SZ振动传感器；TAll、 TA12、 TA13 电流传感器；Ul核心控制器。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实用新型为硬岩掘进机，本体部4前上端安装 截割部l,本体部4前下侧安装铲板部2，本体部4的中间安装第一运输机 3,本体部4两侧下部安装行走部5，行走部5包括护板10、行走架ll、履 带板12、驱动装置13、支重轮14等，行走部5釆用防止岩、煤进入履带 板12内侧的护板IO全封闭结构，护板IO分别安装在行走架11下部支重 轮14的两恻和驱动装置13两侧；本体部4右侧安装液压系统7的操作台， 本体部4左侧安装液压系统7的油箱，本体部4后侧安装后支承6，后支承 6的两侧安装侧支撑装置9,后支承6的右上部安装电气系统8的电控箱， 后支承6的左上部安装液压系统7的泵站，外置内喷雾系统16装配在截割 头17与截割臂15之间，外喷雾系统19安装在截割减速机20前部和截割
电机箱体18前端两侧。截割部的截割头17与截割臂15连接位置位于截割 头17后部。
本实用新型采用强力切割技术，其包括大单齿切割力和大推进力的配 合，镐齿的截割力由截割电机带动截割减速机再传动给截割头来提供，截
割时平均单齿截割力可达8500N,截割头的推进力由截割升降油缸、截割 回转油缸和行走驱动装置提供，可为截割头提供推进力达150KN;截割部 采用小直径大惯量截割头，截割头直径范围为l.O-l.lm,转动惯量范围为 230 -210 kg.m2,镐齿座非加热式焊接应力去除，超深表硬齿体耐磨镐齿， 镐齿表面硬度达62HRC,深度2-3mm。
如图3所示，随机配备长压短抽式高效除尘系统，相连接的控尘装置 23和除尘装置22位于掘进机后部；除尘风简21从除尘装置22引出， 一直 延伸至掘进机前部。控尘装置悬挂在设备的操作侧，利用巷道的通风系统， 使风通过控尘装置后形成风幕，再由安装在掘进机的转载机上除尘器(风 筒安装在掘进机上)将粉尘吸到除尘器。
如图4所示，截割头17包括镐齿座24、镐齿25、截割头体26等，镐 齿座24焊接在截割头体26上，镐齿25装配在镐齿座24上。
如图5a-图5b所示，行走液压马达27与行走减速机29联接在一起， 行走减速机29上两个法兰盘， 一个与行走架11联接在一起， 一个与驱动 链轮28联接在一起。
如图6所示，环形外喷水座30与截割臂15联接在一起，低压喷嘴31 和高压喷嘴32装在环形外喷水座30上，块形外喷水座33与截割电机箱体 18联接在一起，喷嘴34装在块形外喷水座33上。其中，低压喷嘴31和喷 嘴34的喷水压力为2.5MPa，高压喷嘴32的喷水压力为15MPa。
本实用新型的工作过程如下
(1) 硬岩掘进机由电气系统8、液压系统7控制行走部5前进走到合 适位置。
(2) 硬岩掘进机铲板部2、后支承6落下，侧支撑装置9伸出，启动 除尘装置22为掘进作业做好准备。
(3) 硬岩掘进机铲板部2的星轮、第一运输机3的刮板链、截割部l 的截割头开始掘进工作。200720013414.3
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如图7所示，电气系统具有振动传感器SZ、电流传感器TA11-TA13、 及核心控制器U1等，电流传感器TA11-TA13,主要检测电机回路的电流； 振动传感器SZ主要用于检测机体截割岩石时的振动及截割加速度；工作过 程各传感器将检测到的信号分别送入核心控制器Ul,核心控制器U1根 据截割加速度的检测值和电流传感器的检测值、由核心控制器对数据进行 处理，确定掘进机现在截割材料的硬度。掘进机进行截割工作时，电流传 感器检测截割电机各相电流值，此时截割电机高速运行，当持续一定时间 检测到各相电流值1检测=1.1*1 (I检测为检测电流，I额定为额定电流)，并且 振动传感器检测到振动值及加速度值达到一定值时，截割电动机自动转换 为低速运行。从而，依据所截割材料的硬度自动控制截割电机的速度，可 以自动转换截割头的转速。图7中，KM1-KM2为交流真空接触器；Ml为 双电压绕组电动机。
如图8所示，在液压系统中的回转多路闽上的二次溢流阀36和升降多 路阀上的二次溢流阀37可实现减振截波的作用。
另外，本实用新型采用紧固件防松技术，在截割部的截割电机与截割 电机箱体18、截割减速机20与截割电机箱体18、截割臂15与截割减速机 20、截割头17与截割臂15、行走部5与本体部4、后支承6与本体部4、 掘进机的回转台35和回转轴承与本体部4之间的连接釆用施毕牢螺紋连 接。
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权利要求1、硬岩掘进机，具有截割部、铲板部、第一运输机、本体部、行走部、液压系统、电气系统、除尘系统及灭尘系统，其特征在于截割部的截割头采用小直径大惯量截割头，直径范围为1.0-1.1m，转动惯量范围为230-210kg.m2；在截割部的镐齿座上装配有超深表硬齿体耐磨镐齿，镐齿表面硬度达62HRC，深度2-3mm。
2、 按照权利要求l所述的硬岩掘进机，其特征在于在截割部的截割 头后部装有外置内喷雾系统；在截割减速机前部和截割电机箱体前端两侧 装有雾线结合外喷雾系统。
3、 按照权利要求2所述的硬岩掘进机，其特征在于外喷雾系统包括 环形外喷水座、低压喷嘴、高压喷嘴、块形外喷水座、喷嘴，环形外喷水 座与截割部的截割臂联接在一起，低压喷嘴和高压喷嘴装在环形外喷水座 上，块形外喷水座与截割部的截割电机箱体联接在一起，喷嘴装在块形外 喷水座上。
4、 按照权利要求l所述的硬岩掘进机，其特征在于截割部的截割头 与截割臂连接位置位于截割头后部。
5、 按照权利要求1所述的硬岩掘进机，其特征在于本体部后侧安装 后支承，后支承上装配有水平侧支撑装置，侧支撑装置由液压缸带动。
6、 按照权利要求l所述的硬岩掘进机，其特征在于除尘系统为长压 短抽式除尘系统，相连接的控尘装置和除尘装置位于掘进机后部，除尘风 筒从控尘装置起一直延伸到掘进机中部。
7、 按照权利要求l所述的硬岩掘进机，其特征在于电气系统具有振 动传感器、电流传感器及核心控制器，振动传感器、电流传感器分别与核 心控制器连接。
8、 按照权利要求1所述的硬岩掘进机，其特征在于液压系统中的升 降和回转多路阀上装有二次溢流阀。
9、 按照权利要求1所述的硬岩掘进机，其特征在于截割部的电机与 电机箱体、截割减速机与电机箱体、截割臂与截割减速机、截割头与截割臂、行走部与本体部、后支承与本体部、掘进机回转台和回转轴承与本体 部之间的连接采用防松螺紋连接。
10、按照权利要求1所述的硬岩掘进机，其特征在于行走部釆用护板全封闭结构，配有由行走液压马达、驱动链轮、行走减速机构成的行走 驱动装置，行走液压马达与行走减速机联接在一起，行走减速机上两个法 兰盘， 一个与行走架联接在一起， 一个与驱动链轮联接在一起。
专利摘要本实用新型涉及煤矿巷道掘进机械，具体为一种可截割高硬度的半岩和全岩巷道的重型硬岩掘进机，解决现有掘进机不适合全岩巷道掘进问题，该掘进机可以大幅度提高全岩巷道的掘进工作效率，极大地降低操作者的工作强度。本新型掘进机整体结构强度高，整机机重大，同时在机器后部装配有水平侧向支撑，设备工作稳定性高；机器配备有强力除尘系统及内外喷雾灭尘系统，有效的改善了操作者的工作环境。本新型掘进机行走部采用全封闭结构，加大了行走驱动力，提高截割的推进力。本新型掘进机装配小直径大惯量截割头，采用高强度镐齿配合可靠高效的液压系统，极大的提高了单齿切割力，从而使其具备截割高硬度(f8)半岩和全岩巷道的能力。
文档编号E21C25/06GK201068797SQ20072001341
公开日2008年6月4日 申请日期2007年7月20日 优先权日2007年7月20日
发明者侯宝革, 刘德林, 李恩龙, 梁坚毅, 东 牟 申请人:三一重型装备有限公司