专利名称：具有悬臂式前探梁支护装置的掘进机的制作方法
技术领域：
本发明涉及掘进机，具体为一种具有悬臂式前探梁支护装置的掘进机。
背景技术：
由于煤矿井下生产的特殊环境，掘进和采煤一样，在施工中同样可能发生
各类事故，掘进工作面的顶板事故约占煤矿总顶板事故的20%，顶板事故主要是 井下被开凿后，会形成一个巷道，由于地压的作用，这个裸露巷道的顶部岩石 会下沉、冒露。为防止此类事故的发生，巷道必须进行支护。
掘进机进行巷道掘进作业时主要分成截割和支护两大作业工序，掘进巷道 截割速度普遍较快，而支护作业时间相对比较长，辅助工序多。目前支护工序 主要是采用锚杆支护方式，具有支护效果好、成本低等优点，但在锚杆支护之 前，为避免巷道内空顶时间长引起顶板发生沉降离层和变形，锚杆支护前的临 时支护也是至关重要的，现在普遍采用的临时支护是通过摩擦支柱或"U"型腿 金属顶梁来实现临时支护的，但是此种临时支护方式存在实施时间长，严重影 响支护速度，且工人劳动强度大、安全系数低。目前国内外均没有能满足我国 煤矿机掘巷道实现一掘多锚且机械化程度高的具有支护装置的掘进机。
发明内容
本发明为了解决目前没有具有支护装置的掘进机，而现有的临时支护装置 实施时间长且劳动强度大、安全系数低的问题，提供了一种具有悬臂式前探梁 支护装置的掘进机。
本发明是采用如下技术方案实现的具有悬臂式前探梁支护装置的掘进机，包括前悬臂和位于前悬臂上的减速装置，减速装置外壁上套有探梁底座，探梁 底座左右两侧铰接有伸縮架，伸縮架由支撑板和固定在支撑板下方的两条支撑 腿组成，伸縮架的两条支撑腿与探梁底座的两侧铰接，探梁底座上表面前端铰 接有旋转梁，旋转梁的另一端穿有与其垂直的旋转轴，旋转轴两端均固定有托 梁底座，托梁底座上开有槽并在槽内铰接有托梁，探梁底座两侧底部与伸縮架 的支撑腿之间均铰接有伸缩架千斤，伸縮架的支撑板与旋转梁之间铰接有分别 位于旋转梁两侧的旋转梁千斤，旋转梁与旋转轴之间铰接有托梁千斤。工作时， 通过掘进机的液压驱动使旋转梁千斤伸开，旋转梁的一端绕铰接处旋转到 一定高度，然后伸开伸縮架千斤，推动伸縮架的支撑板旋转到相应位置， 这时旋转梁在伸縮架的支撑板的推动下到达支护位置，然后托梁千斤逐步 收回，拉动旋转轴旋转，从而带动托梁底座旋转至其槽口向上时的这一过 程中，托梁在重力的作用下沿托梁底座上的槽逐步旋转至展开，然后高升
掘进机前探梁，稳稳的将托梁贴在空顶区顶板下起到支护的作用；不工作 时，先将掘进机的前悬臂降下100-200mm，伸出托梁千斤使托梁底座槽口 逐步向下时托梁在重力的作用下收回，然后收縮旋转梁千斤和伸縮架千斤 使旋转梁和伸縮架收回，不影响掘进机的截割作业。
旋转梁由两根横梁和连接两横梁的顶板组成，顶板下表面设有三个铰接座， 位于顶板后侧的铰接座用于与托梁千斤铰接，其余两个铰接座用于分别与旋转 梁千斤铰接。旋转梁采用上述结构， 一则使前端更可靠地支撑旋转轴，二则使 托梁千斤、旋转梁千斤以更合理的结构实现与旋转梁的铰接，从而使整机结构 设计更加合理。
旋转轴中间套有旋转套，旋转套和旋转轴上开有销轴可穿过的销孔并在旋 转套上固定有铰接座，通过旋转套实现旋转轴与托梁千斤之间的铰接，然后通过伸縮托梁千斤来实现旋转轴的转动，这种结构设计不仅便于拆装维修，而且 使旋转轴与托梁千斤的铰接结构更加合理。
旋转轴的两端均套有连接套，连接套和与其对应的旋转轴的一端上设有销 轴可穿过的销孔，连接套外端(即靠近托梁底座一端)与托梁底座焊接，当插 取销轴时，连接套和与其焊接的托梁底座可方便装取替换，有效地防止了因某 一相关部件损坏而需整体替换造成的成本浪费。
探梁底座由座体和底板组成，座体底部四个角处均设有螺孔，底板上开有 与座体螺孔位置对应的通过螺栓连接的螺孔，安装时将座体扣在前探梁的减速 装置上，用螺栓将座体和底板连接在一起，以实现探梁底座紧紧地固定在掘进 机前悬臂的减速装置上。
本发明将前探梁支护装置安装在掘进机前悬臂的减速装置上，选位合理， 配套简单，在不干扰掘进机的运动和截割、装载作业的情况下具有锚杆作业 空间大，在顶板条件允许的情况下，可实现一掘多锚，而且机械化程度高，
操作方便，支护快捷，安全可靠，便于井下安装、拆除和维修；同时縮短了锚 杆支护前的临时支护时间，有效地提高了机掘巷道综合月进尺，缓和目前煤矿 普遍存在的采掘失调的矛盾。根据试验测得，井下掘进速度由原来的300m/月提 高为现在的400m/月；进一步地，在锚杆支护时工人的劳动强度大大地降低，并 且有安全保障，有效地减少冒顶事故的发生。
图1为本发明中悬臂式前探梁支护装置的结构示意图； 图2为图1中探梁底座的主视图； 图3为图1中探梁底座的俯视图； 图4为图1中旋转梁的主视图；图5为图1中旋转梁的俯视图； 图6为图1中伸縮架的主视图； 图7为图1中伸縮架的左视图； 图8为图1的局部结构示意图。
图9为本发明所述的具有悬臂式前探梁支护装置的掘进机的整体结构示意 及使用状态图。
图中l-探梁底座，2-伸縮架，3-旋转梁，4-托梁，5-托梁底座，6-伸縮架千 斤，7-旋转梁千斤，8-托梁千斤，9-铰接座，10-旋转轴，11-座体，12-底板，13-横梁，14-顶板，15旋转套，16-连接套，17-铰接座。
具体实施例方式
具有悬臂式前探梁支护装置的掘进机，包括前悬臂和位于前悬臂上的减速 装置，减速装置外壁上套有探梁底座l，探梁底座1左右两侧铰接有伸縮架2， 伸縮架2由支撑板和固定在支撑板下方的两条支撑腿组成，伸縮架2的两条支 撑腿与探梁底座1的两侧铰接，探梁底座1上表面前端铰接有旋转梁3，旋转梁 3的另一端穿有与其垂直的旋转轴10，旋转轴10两端均固定有托梁底座5，托 梁底座5上开有槽并在槽内铰接有托梁4，探梁底座1两侧底部与伸縮架2的支 撑腿之间均铰接有伸縮架千斤6，伸縮架2的支撑板与旋转梁3之间铰接有分别 位于旋转梁3两侧的旋转梁千斤7，旋转梁3与旋转轴10之间铰接有托梁千斤 8。具体实施时，旋转梁3由两根横梁13和连接两横梁的顶板14组成，顶板14 下表面设有三个铰接座9;旋转轴10中间套有旋转套15，旋转套15和旋转轴 10上开有销轴可穿过的销孔并在旋转套15上固定有铰接座17;旋转轴10的两 端均套有连接套16，连接套16和与其对应的旋转轴10的一端上设有销轴可穿 过的销孔，连接套16外端与托梁底座5焊接；探梁底座1由座体11和底板12组成，座体ll底部四个角处均设有螺孔，底板12上开有与座体U螺孔位置对 应的通过螺栓连接的螺孔；托梁4为空心长方体结构，这种结构设计可使托梁 的强度大大增加；托梁底座5的槽两侧设有位置对应的销孔，这样可将销轴穿 入托梁4端部和托梁底座5，以使两者实现铰接，使托梁4的旋转更加灵活、结 构更加可靠，同时伸縮架2的两条支撑腿与探梁底座1的两侧底部铰接处、探 梁底座1上表面前端与旋转梁3的铰接处、伸縮架2的支撑板与旋转梁3的铰 接处、旋转梁3与旋转轴10的铰接处均可通过焊接有铰接座来实现铰接，铰接 座由两个连接腿和穿过连接腿的销轴组成。工作时，掘进机的掘进作业和支护 作业交替进行，割煤结束后，将掘进机截割头降至底面，掘进机停止作业，后 退700-800mm (给支护工作留有一定的空间)，闭锁截割电机，确保其不供电； 支护装置开始工作，由掘进机本身的液压源经由前探梁支护装置的可控液压阀 组(可控液压阀组为机械上常用结构)，然后驱动旋转梁千斤7伸开，旋转梁 3以旋转梁3与探梁底座1上表面前端的铰接处为中心旋转到一定高度，然后 伸开伸縮架千斤6，推动伸縮架2的支撑板以伸縮架2的两条支撑腿与探梁 底座1两侧的铰接处为中心旋转到相应位置，这时旋转梁3在支撑板的推 动下到达支护位置，然后托梁千斤8逐步收回，拉动旋转轴10旋转，从而 带动托梁底座5旋转至其槽口向上时的这一过程中，托梁4在重力的作用 下以托梁底座5上的销轴为轴沿托梁底座5上的槽逐步旋转至展开，然后 高升掘进机前探梁，稳稳的将托梁4贴在空顶区顶板下起到支护的作用； 不工作时，先将掘进机的前悬臂降下100-200mm,然后伸出托梁千斤8使 托梁底座5槽口逐步向下时托梁4在重力的作用下收回，然后收縮旋转梁 千斤7和伸縮架千斤6使旋转梁3和伸縮架2收回，不影响掘进机的截割 作业。这时关闭掘进机的液压源，开始下一轮的掘进机割煤掘进。
权利要求
1、一种具有悬臂式前探梁支护装置的掘进机，包括前悬臂和位于前悬臂上的减速装置，其特征是减速装置外壁上套有探梁底座(1)，探梁底座(1)左右两侧铰接有伸缩架(2)，伸缩架(2)由支撑板和固定在支撑板下方的两条支撑腿组成，伸缩架(2)的两条支撑腿与探梁底座(1)的两侧铰接，探梁底座(1)上表面前端铰接有旋转梁(3)，旋转梁(3)的另一端穿有与其垂直的旋转轴(10)，旋转轴(10)两端均固定有托梁底座(5)，托梁底座(5)上开有槽并在槽内铰接有托梁(4)，探梁底座(1)两侧底部与伸缩架(2)的支撑腿之间均铰接有伸缩架千斤(6)，伸缩架(2)的支撑板与旋转梁(3)之间铰接有分别位于旋转梁(3)两侧的旋转梁千斤(7)，旋转梁(3)与旋转轴(10)之间铰接有托梁千斤(8)。
2、 根据权利要求1所述的具有悬臂式前探梁支护装置的掘进机，其特征是 旋转梁(3)由两根横梁(13)和连接两横梁的顶板(14)组成，顶板(14)下 表面设有三个铰接座(9)。
3、 根据权利要求1或2所述的具有悬臂式前探梁支护装置的掘进机，其特 征是旋转轴(10)中间套有旋转套(15)，旋转套(15)和旋转轴(10)上开 有销轴可穿过的销孔并在旋转套(15)上固定有铰接座(17)。
4、 根据权利要求1或2所述的具有悬臂式前探梁支护装置的掘进机，其特 征是旋转轴(10)的两端均套有连接套(16)，连接套(16)和与其对应的旋 转轴(10)的一端上设有销轴可穿过的销孔，连接套(16)外端与托梁底座(5) 焊接。
5、 根据权利要求3所述的具有悬臂式前探梁支护装置的掘进机，其特征是: 旋转轴(10)的两端均套有连接套(16)，连接套(16)和与其对应的旋转轴(10)的一端上设有销轴可穿过的销孔，连接套(16)外端与托梁底座(5)焊接。
6、 根据权利要求1或2所述的具有悬臂式前探梁支护装置的掘进机，其特 征是探梁底座(1)由座体(11)和底板(12)组成，座体(11)底部四个角 处均设有螺孔，底板(12)上开有与座体(11)螺孔位置对应的通过螺栓连接 的螺孔。
7、 根据权利要求3所述的具有悬臂式前探梁支护装置的掘进机，其特征是: 探梁底座(1)由座体(11)和底板(12)组成，座体(11)底部四个角处均设 有螺孔，底板(12)上开有与座体(11)螺孔位置对应的通过螺栓连接的螺孔。
8、 根据权利要求4所述的具有悬臂式前探梁支护装置的掘进机，其特征是 探梁底座(1)由座体(11)和底板(12)组成，座体(11)底部四个角处均设 有螺孔，底板(12)上开有与座体(11)螺孔位置对应的通过螺栓连接的螺孔。
9、 根据权利要求1或2所述的具有悬臂式前探梁支护装置的掘进机，其特 征是托梁(4)为空心长方体结构。
10、 根据权利要求3所述的具有悬臂式前探梁支护装置的掘进机，其特征 是托梁(4)为空心长方体结构。
全文摘要
本发明涉及掘进机，具体为一种具有悬臂式前探梁支护装置的掘进机，解决了目前没有具有支护装置的掘进机的问题。包括前悬臂和位于前悬臂上的减速装置，减速装置外壁上套有探梁底座，探梁底座左右两侧铰接有伸缩架，伸缩架由支撑板和固定在支撑板下方的两条支撑腿组成，探梁底座上表面前端铰接有旋转梁，旋转梁的另一端穿有与其垂直的旋转轴，旋转轴两端均固定有托梁底座，托梁底座上开有槽并在槽内铰接有托梁，探梁底座两侧底部与伸缩架之间均铰接有伸缩架千斤，伸缩架的支撑板与旋转梁之间铰接有旋转梁千斤，旋转梁与旋转轴之间铰接有托梁千斤。本发明减少了支护时间并且劳动强度降低，有效的提高了安全系数。
文档编号E21C25/06GK101634224SQ200910074479
公开日2010年1月27日 申请日期2009年5月26日 优先权日2009年5月26日
发明者刘海山, 李永浍, 王春进, 王永志, 王生孝, 王索奎, 申雪平, 耿德玉, 胡包生, 赵学斌, 靳学林 申请人:山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司