联合凿岩机组的制作方法
【专利摘要】一种联合凿岩机组，该机组与现有各类掘进机配套使用，对硬岩巷道利用联合凿岩机组有规律打孔后，改善岩石力学性能，然后进行掘进作业，提高掘进机硬岩作业适用范围，实现中小机型完成硬岩巷道作业，同时该机组与掘进机能够快速拆装，与掘进机共用液压源，具体包括左、右液压凿岩机组件与主梁组件。本实用新型具有机构简洁，制造简单成本低，动作多而可靠，液压凿岩机组件有凿岩与截割两个空间位置状态，其中液压凿岩机组件与掘进机截割部固定在一起为凿岩位置状态；在主梁组件作用下，液压凿岩机组件处于折叠状态，整齐排列在掘进机本体上部，处于截割位置状态，做到联合凿岩机机组对掘进机截割作业无影响。
【专利说明】联合凿岩机组
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及煤矿及硬岩巷道钻孔机械设备，具体地说是一种可与各类掘进机配套使用，可快速安装与拆卸，实现巷道顶部、侧帮支护钻孔作业的联合凿岩机组。
【背景技术】
[0002]随着煤炭开采的逐步深入，掘进机在巷道作业过程中面临的地质条件逐渐复杂，尤其是煤矿开采后期，煤石共存非常普遍。目前，以EBZ200H为主的硬岩掘进机系列，普遍外形尺寸大，无法在小巷道内应用，造价高。
[0003]联合作业机组是煤矿设备的发展方向，其中掘锚一体机、钻掘一体机是各个厂家争相研发的多功能掘进机，如申请号ZL 200720014106.2掘锚护一体化的掘锚机解决掘进机与锚杆机、支护机分体工作造成时间浪费以及人工打锚杆强度大，效率低的问题，锚杆机安装在掘进机截割部两侧，该机构虽然在原理上可实现掘锚护一体化作业，但是实际巷道工作过程中有严格的空间约束，锚护机构的增加将影响正常的掘进机作业便捷性与巷道成型质量，从而限制了该设备的推广；申请号为200620090742.9的钻掘一体化的掘进机针对高瓦斯巷道设计的掘进机与钻孔机一体化设备，该机型可以实现钻孔结构不影响掘进作业，但是其钻孔覆盖范围狭小，截割部以下及巷道顶部区域无法实现钻孔，同时该结构钻孔深度较小，需频繁切换钻、掘工作状态；常用的EBZ160、EBZ200等掘进机适用煤岩硬度普遍f<7 ;针对现有设备及专利分析可得，锚杆机、钻孔机占据空间大，风钻功率小；水平角与高度角调整用液压缸调整范围有限；钻孔适应硬度与效率较低是现存机型存在的问题。
[0004]由上述分析，可知以下问题需解决:
[0005]( I)解决中小机型适应硬岩掘进；
[0006](2)解决巷道空间约束限制问题，设计新型结构，在有限的空间内完成大范围，多角度钻孔作业，并对掘进机截割无影响；
[0007](3)增加凿岩钻孔设备硬岩适用性，改善岩巷地质力学性能。
【发明内容】
[0008]为解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种具有结构紧凑、动作灵活、操作方便且能够完成巷道前部、顶部、侧部凿岩钻孔与锚杆支护作业的联合凿岩机组。
[0009]本实用新型的目的是通过如下技术方案来实现的:它包括左导轨组件，左回转减速器组件，左调高主梁组件，左伸缩主臂组件，右导轨组件，右回转减速器组件，右调高主梁组件，右伸缩主臂组件，主梁组件，其特征在于:左导轨组件，左回转减速器组件，左调高主梁组件，左伸缩主臂组件组成左液压凿岩机组件；右导轨组件，右回转减速器组件，右调高主梁组件，右伸缩主臂组件组成右液压凿岩机组件；所述的左导轨组件与左回转减速器组件、左回转减速器组件与左调高主梁组件顺次用螺栓固定；左调高主梁组件、升降油缸、左伸缩主臂组件三部件用销轴铰接；所述的右导轨组件与右回转减速器组件、右回转减速器组件与右调高主梁组件顺次用螺栓固定；右调高主梁组件、升降油缸、右伸缩主臂组件三部件用销轴铰接；所述的左液压凿岩组件、右液压凿岩组件具有凿岩钻孔空间位置与截割空间位置两种分布，所述的固定座经锁死把手旋转与固定底座形成全约束与非全约束两种状态，所述的旋转轴座经闭合栓移动与固定座形成全约束与非全约束两种状态，固定座与固定底座的全约束与旋转轴座与固定座的非全约束组合，为左、右液压凿岩组件的凿岩钻孔空间位置，固定座与固定底座的非全约束与旋转轴座与固定座的全约束组合，为左、右液压凿岩组件的截割空间位置；所述的左回转减速器组件与右回转减速器组件，由两台回转减速器互相垂直安装，并通过螺栓同导轨组件、调高主梁组件固定。所述的左导轨组件与右导轨组件均分别包括固定顶针、导轨、液压凿岩机、滑轮组、导向槽、减速器连接座、钢制拖链、钢管支架组件、钢丝绳、液压缸；所述的固定顶针与导轨用螺栓紧固形成矩形轨道，钢管支架组件固定在导轨外侧，从而支撑钢制拖链，导向槽固定在导轨内侧，液压缸固定在矩形轨道底部，液压缸与滑轮组用销轴铰接，在液压缸带动下滑轮组顺导向槽滑动，钢丝绳围绕滑轮组与液压凿岩机相连形成滑轮组拖动系统，减速器连接座固定在与液压缸相对的矩形轨道另一侧；所述的左回转减速器组件与右回转减速器组件包括回转减速器连接架与两台回转减速器，并由回转减速器连接架固定一起；左导轨组件、右导轨组件在左、右回转减速器组件带动下绕互相垂直的两轴做旋转运动，所述的左、右液压凿岩机组件与旋转轴座处于全约束状态时，能绕回转梁旋转，完成截割状态与凿岩钻孔状态切换。所述的左伸缩主臂组件与右伸缩主臂组件包括伸缩臂、销轴、固定座、液压缸、分合板、顶护板、尾护板、侧护板、连接板、T型手柄、螺母套筒、锁紧螺母、螺旋销、闭合栓、锁死把手、固定销、底座组件、拔插销、固定齿，所述的液压缸固定在固定座上，伸缩臂外圆面与固定座内圆面配合，调高主梁组件通过销轴与伸缩臂绞接，所述的锁紧螺母外六方可与螺母套筒内六方配合，锁紧螺母内螺纹与螺旋销外螺纹面配合旋转，螺母套筒与螺旋销端面开有一字型凹槽，T型手柄端面开有一字型凸台，在不同工况下与螺母套筒与螺旋销一字型凹槽配合，所述的底座组件、锁死把手由固定销同轴配合，底座组件、锁死把手也可由拔插销同轴配合，锁死把手具有圆弧段凸起，底座组件具有圆锥面深孔，固定齿固定在固定座中且可与圆锥面深孔配合，锁死把手圆弧段凸起与固定座中的圆弧段凹槽配合，进而左右液压凿岩机组件与底座组件一起在螺栓紧固下同掘进机截割部固定，所述的分合板有矩形开窗，并与回转轴座前部矩形凸起自由装配与拆分，所述的闭合栓与螺旋销配合，在螺旋销带动下闭合栓可与回转轴座前部矩形凸起的凹槽自由装配与拆分。所述的主梁组件包括回转轴承、调高梁、调高油缸、联动梁、支撑座、滑移座、滑移油缸、滑轮组件、油缸固定座、主梁导轨、旋转轴座、回转梁、驱动连杆、驱动销轴，所述的主梁导轨由螺栓固定在掘进机本体上，两根主梁导轨形成矩形框架结构，因此主梁组件固定在本体上，所述的滑移油缸由销轴同油缸固定座与滑移座铰接，一组滑轮组件固定在滑移座内，另有两组滑轮组件固定在主梁导轨两端，钢丝绳环绕过上述三组滑轮组件并与支撑座相连形成滑轮组拖动系统，所述的调高梁、调高油缸、支撑座之间由销轴互相铰接，所述的回转轴承、调高梁、驱动连杆、支撑座之间由销轴铰接，并构成平行四边形连杆结构，所述的回转梁通过销轴、平键固定在回转轴承中，旋转轴座由销轴与回转梁铰接，所述的回转轴座前部具有凸起矩形块，突出矩形块中部开有矩形凹槽，其中凸起矩形块与分合板矩形口自由拆分与装配，矩形凹槽与闭合栓自由拆分与装配。
[0010]所述的液压缸固定在固定座上，伸缩臂在液压缸带动下可前后滑动，调高主梁组件通过销轴与伸缩臂绞接，在液压缸驱动下绕销轴旋转。[0011]所述的锁紧螺母可与螺母套筒配合，在T型手柄作用下使锁紧旋转，从而使锁紧螺母锁死与松开，所述的T型手柄与螺旋销配合旋转，从而螺旋销产生直线运动，螺旋销进一步带动闭合栓产生直线运动，所述的连接板设有供T型手柄与螺母套筒工作的开口。
[0012]所述的拔插销将锁死把手与底座组件固定一起时，固定座与底座组件形成全约束状态，进而所述的左液压凿岩机组件、右液压凿岩机组件与底座组件形成全约束状态，当拔插销取出时，锁死把手绕固定销旋转，从而解除左液压凿岩机组件、右液压凿岩机组件与底座组件的全约束状态，达到左液压凿岩机组件、右液压凿岩机组件与底座组件分离的效果，底座组件通过螺栓与掘进机截割部等其它设备固定在一起。
[0013]所述的导轨由螺栓固定在掘进机本体上，因此主梁组件固定在本体上，所述的滑移油缸由销轴同油缸固定座与滑移座铰接，所述的滑轮组件固定在滑移座内，所述的支撑座通过钢丝绳环绕在滑轮组件内，因此滑轮组件随滑移油缸伸缩发生平移，在钢丝绳作用下，固定座沿着导轨产生移动，滑移油缸行程与支撑座行程为1:2关系。
[0014]所述的左液压凿岩组件、右液压凿岩组件具有凿岩钻孔空间位置与截割空间位置两种分布。
[0015]本实用新型的有益效果是:
[0016]该联合凿岩机组采用模块化设计理念，能实现与各个机型掘进机快速拆装，综合液压凿岩机破岩能力强，截割头工作效率高的特性，扩展掘进机硬岩适用范围，具体为:针对岩石巷道有规律的钻深孔，改善岩石受力性能，然后再进行传统掘进作业，联合凿岩机组利用快换钻杆，更换钻杆后调整两台回转减速器角度可实现顶部与侧帮锚杆支护工作。
[0017]该联合凿岩机组采用液压凿岩机钻孔，具有凿岩能力强，作业效率高特点。
[0018]该联合凿岩机组采用回转减速器调整液压凿岩机钻孔角度，与液压缸驱动相比较具有可调角度大，结构简单，操作方便的优点。
[0019]该联合凿岩机组的主梁组件具有回转结构，掘进机进行截割作业时，可以把液压凿岩机组件整齐摆放在本体上面，从而对截割作业无影响。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本联合凿岩机组结构示意图；
[0021]图2是导轨组件示意图；
[0022]图3是回转减速器组件示意图；
[0023]图4是伸缩主臂组件示意图；
[0024]图5是固定座与固定底座装配示意图；
[0025]图6是固定底座不意图；
[0026]图7是主梁组件示意图；
[0027]图8是固定座与主梁组件装配示意图；
[0028]图9是联合凿岩机组凿岩钻孔状态示意图；
[0029]图10是联合凿岩机组截割状态示意图。
[0030]图中1.左导轨组件、2.左回转减速器组件、3.左调高主梁组件、4.左伸缩主臂组件、5.主梁组件、6.右导轨组件、7.右回转减速器组件、8.右调高主梁组件、9.右伸缩主臂组件、10.掘进机、11.截割部、12.升降油缸、1-1.固定顶针、1-2.导轨、1-3.滑轮组件1、1-4.导向槽、1-5.液压凿岩机、1-6.减速器连接座、1-7.钢制拖链、1-8.钢管支架组件、1_9钢丝绳、1-10、液压缸、2-1.回转减速器连接架、2-2.两台回转减速器、4-1.伸缩臂、4-2.销轴、4-3.固定座、4-4.液压缸、4-5.分合板、4-6.顶护板、4-7.尾护板、4-8.侧护板、4-9.连接板、4-10.盖板、4-11.T型手柄、4-12.螺母套筒、4-13.螺旋销、4-14.锁紧螺母、4-15.闭合栓、4-16.锁死把手、4-17.固定销、4-18.底座组件、4-19.拔插销、4-20.固定齿、5-1.回转轴承、5-2.调高梁、5-3.调高油缸、5-4.联动梁、5-5.支撑座、5-6.滑移座、5-7.滑移油缸、5-8.滑轮组件I1、5-9.油缸固定座、5-10.主梁导轨、5-11.旋转轴座、5-12.回转梁、5-13.驱动连杆、5-14.驱动销轴。
【具体实施方式】
[0031]实施例:图1一图10中所展示为联合凿岩机组，所述的左液压凿岩组件、右液压凿岩组件具有凿岩钻孔空间位置与截割空间位置两种分布，所述的固定座经锁死把手旋转与固定底座形成全约束与非全约束两种状态，所述的旋转轴座经闭合栓移动与固定座形成全约束与非全约束两种状态，固定座与固定底座的全约束与旋转轴座与固定座的非全约束组合，为左、右液压凿岩组件的凿岩钻孔空间位置，固定座与固定底座的非全约束与旋转轴座与固定座的全约束组合，为左、右液压凿岩组件的截割空间位置。
[0032]在现有掘进机功能、结构不变的基础上，可以实现快速装配与拆卸，左液压凿岩机组件与右液压凿岩机组件为对称结构分布在掘进机两侧，具体包括:导轨组件1，回转减速器组件2，调高主梁组件3，伸缩主臂组件4，主梁组件5，升降油缸12。所述的导轨组件I与回转减速器组件2用螺栓固定，导轨组件I随着回转减速器组件2的两垂直轴做旋转运动，通过调整两垂直轴角度，导轨组件I可实现巷道前部、顶部、侧帮各个方向凿岩钻孔，可实现导轨组件I与调高主梁组件3形成平行折叠状态。所述的调高主梁组件3在升降油缸12驱动下调整导轨组件I竖直方向位置。所述的伸缩主臂组件4的伸缩臂4-1与调高主梁组件3铰接，在液压缸4-4驱动下伸缩臂4-1、调高主梁组件3产生滑动，进而可调导轨组件I前后方向位置。所述的连接板4-9设有拆装矩形口，T型手柄4-11、螺母套筒4-12配合作用下，经拆装矩形口可实现锁紧螺母4-14拆装，螺旋销4-13旋转带动闭合栓4-15滑动，闭合栓4-15的滑动可实现其与旋转轴座5-11中的矩形凹槽结构分离与装配，进而实现伸缩主臂组件4与主梁组件5的分离与闭合，所述的锁死把手4-16绕固定销4-17转动，因此锁死把手4-16圆弧段凸起可处于不同方位，能够完成固定座4-3与底座组件4-18的分离与装配，上述两组动作配合完成左、右液压凿岩机组件凿岩状态与截割状态转换。所述的伸缩主臂组件中在T型手柄4-11，螺旋销4-13，闭合栓4-15共同作用下实现旋转轴座5_11与固定座4-3的分开与闭合；当旋转轴座5-11与固定座4-3闭合时，固定座4-3与底座组件4-18分开时，主梁组件5在滑移油缸5-7驱动下带动左、右液压凿岩机组件共同向掘进机10后方移动，调高油缸5-3带动调高梁5-2实现左、右液压凿岩机组件上下移动，在两组动作协调下，左、右液压凿岩机组件处于合适位置时，然后回转梁5-12围绕回转轴承5-1向外侧做180°旋转，则左、右液压凿岩机组件、主梁组件5形成整齐的折叠平行结构，平放在本体上部。
[0033]该设备的工作过程:
[0034]本设备工作包括四个环节:液压凿岩机的截割工作状态、截割工作状态向凿岩工作状态转换、凿岩工作状态、凿岩工作状态向截割工作状态转换。
[0035]截割工作状态:
[0036]当左、右液压凿岩机组件与主梁组件一起为折叠状态平放在本体上面时，这个联合凿岩机组与截割部11完全分离且对截割头工作无任何影响，因此掘进机10能够完成截害I]、清货作业。
[0037]截割工作状态向凿岩工作状态转换:
[0038]当截割作业完成后，操纵液压系统控制阀，高压油驱动调高油缸5-3进而带动调高梁5-2，左、右液压凿岩机组件处于合适高度时，向两侧推动液压凿岩机组件，此时回转梁5-12围绕回转轴承5-1转动至与截割部11平行，操纵液压系统控制阀，高压油驱动滑移油缸5-7，滑移油缸5-7通过滑轮组件II5-8带动支撑座5_5、调高梁5_2与左、右液压凿岩机组件整体前移，直至固定齿4-20与底座组件4-18锥面孔完全配合，此时锁死把手4-16闭合使固定座4-3与底座组件4-18形成全约束，T型手柄4-11转动螺旋销4_13使固定座4_3与主梁组件5分开，操纵液压系统控制阀驱动滑移油缸5-7，使整个主梁组件5处于本体上部，对凿岩工作无任何影响，至此即完成了截割工作状态向凿岩工作状态转换。
[0039]凿岩工作状态:
[0040]当截割工作状态向凿岩工作状态转换完成后，左、右液压凿岩机组件与截割部11固定在一起，并随其共同运动；导轨组件I中液压凿岩机完成凿岩钻孔作业，导轨组件I在回转减速器组件2驱动下可绕互相垂直两轴做旋转运动，伸缩臂4-1带动导轨组件I做前后运动，调高主梁组件3带动导轨组件I做上下运动，综上所述动作即完成了凿岩工作。
[0041]凿岩工作状态向截割工作状态转换:
[0042]当凿岩工作完成后，回转轴承5-1、调高梁5-2、调高油缸5-3、联动梁5_4、支撑座5-5、旋转轴座5-11、回转梁5-12在滑移油缸5-7驱动下整体前移，回转梁5_12旋转至与截割部11平行，调整调高油缸5-3使旋转轴座5-11与固定座4-3配合，用T型手柄4_11旋转螺旋销4-13使主梁组件5与固定座4-3锁死，打开锁死把手4-16使固定座4_3与底座组件4-18解除全约束，在主梁组件5作用下使左、右液压凿岩机组件折叠平行的处于本体上部，即完成凿岩工作状态向截割工作状态转换。
【权利要求】
1.一种联合凿岩机组，它包括左导轨组件，左回转减速器组件，左调高主梁组件，左伸缩主臂组件，右导轨组件，右回转减速器组件，右调高主梁组件，右伸缩主臂组件，主梁组件，其特征是:左导轨组件，左回转减速器组件，左调高主梁组件，左伸缩主臂组件组成左液压凿岩机组件；右导轨组件，右回转减速器组件，右调高主梁组件，右伸缩主臂组件组成右液压凿岩机组件；所述的左导轨组件与左回转减速器组件、左回转减速器组件与左调高主梁组件顺次用螺栓固定；左调高主梁组件、升降油缸、左伸缩主臂组件三部件用销轴铰接；所述的右导轨组件与右回转减速器组件、右回转减速器组件与右调高主梁组件顺次用螺栓固定；右调高主梁组件、升降油缸、右伸缩主臂组件三部件用销轴铰接。
2.如权利要求1所述的联合凿岩机组，其特征是:所述的左导轨组件与右导轨组件均分别包括固定顶针、导轨、液压凿岩机、滑轮组、导向槽、减速器连接座、钢制拖链、钢管支架组件、钢丝绳、液压缸；所述的固定顶针与导轨用螺栓紧固形成矩形轨道，钢管支架组件固定在导轨外侧，导向槽固定在导轨内侧，液压缸固定在矩形轨道底部，液压缸与滑轮组用销轴铰接，钢丝绳围绕滑轮组与液压凿岩机相连形成滑轮组拖动系统，减速器连接座固定在与液压缸相对的矩形轨道另一侧。
3.如权利要求1所述的联合凿岩机组，其特征是:所述的左回转减速器组件与右回转减速器组件包括回转减速器连接架与两台回转减速器，回转减速器由回转减速器连接架固定一起。
4.如权利要求1所述的联合凿岩机组，其特征是:所述的左伸缩主臂组件与右伸缩主臂组件包括伸缩臂、销轴、固定座、液压缸、分合板、顶护板、尾护板、侧护板、连接板、T型手柄、螺母套筒、锁紧螺母、螺旋销、闭合栓、锁死把手、固定销、底座组件、拔插销、固定齿，所述的液压缸固定在固定座上，伸缩臂外圆面与固定座内圆面配合，调高主梁组件通过销轴与伸缩臂绞接，所述的锁紧螺母外六方可与螺母套筒内六方配合，锁紧螺母内螺纹与螺旋销外螺纹面配合旋转，螺母套筒与螺旋销端面开有一字型凹槽，T型手柄端面开有一字型凸台，所述的底座组件、锁死把手由固定销同轴配合，底座组件、锁死把手也可由拔插销同轴配合，锁死把手具有圆弧段凸起，底座组件具有圆锥面深孔，固定齿固定在固定座中且可与圆锥面深孔配合，锁死把手圆弧段凸起与固定座中的圆弧段凹槽配合，左右液压凿岩机组件与底座组件一起在螺栓紧固下同掘进机截割部固定，所述的分合板有矩形开窗，并与回转轴座前部矩形凸起自由装配与拆分，所述的闭合栓与螺旋销配合。
5.如权利要求1所述的联合凿岩机组，其特征是:所述的主梁组件包括回转轴承、调高梁、调高油缸、联动梁、支撑座、滑移座、滑移油缸、滑轮组件、油缸固定座、主梁导轨、旋转轴座、回转梁、驱动连杆、驱动销轴，所述的主梁导轨由螺栓固定在掘进机本体上，两根主梁导轨形成矩形框架结构，因此主梁组件固定在本体上，所述的滑移油缸由销轴同油缸固定座与滑移座铰接，一组滑轮组件固定在滑移座内，另有两组滑轮组件固定在主梁导轨两端，钢丝绳环绕过上述三组滑轮组件并与支撑座相连形成滑轮组拖动系统，所述的调高梁、调高油缸、支撑座之间由销轴互相铰接，所述的回转轴承、调高梁、驱动连杆、支撑座之间由销轴铰接，并构成平行四边形连杆结构，所述的回转梁通过销轴、平键固定在回转轴承中，旋转轴座由销轴与回转梁铰接，所述的回转轴座前部具有凸起矩形块，突出矩形块中部开有矩形凹槽，其中凸起矩形块与分合板矩形口自由拆分与装配，矩形凹槽与闭合栓自由拆分与装配。
【文档编号】E21B15/00GK203547739SQ201320703068
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年11月10日 优先权日:2013年11月10日
【发明者】高洪岩, 张锁, 吴昊, 席亚兵, 刘超, 齐明 申请人:辽宁通用煤机装备制造股份有限公司