一种用于矿山法隧道长距离浅落底的机械设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于矿山法隧道长距离浅落底的机械设备，包括底盘和上装，所述的上装包括箱型梁总成、驱动装置和工作装置；回转支撑装置设置在与前进方向相反一侧的车架上，箱型梁总成的一端与回转支撑装置连接，箱型梁总成绕回转支撑装置的中心转动；工作装置与箱型梁总成转动连接，工作装置包括设置有回转轴的箱型主体结构和安装在箱型主体结构上的截齿，箱型主体结构绕回转轴逆时针转动。本实用新型在驱动装置驱动下利用工作装置中的截齿对隧道底板岩石进行截割破碎，破碎的岩石被清理出隧道，从而完成捡底施工，能够简化工序，提高施工效率，减少了设备损耗，降低施工方成本和劳动强度。
【专利说明】一种用于矿山法隧道长距离浅落底的机械设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种机械设备，尤其涉及一种用于矿山法隧道长距离浅落底的机械设备。
【背景技术】
[0002]在山顶隧道的施工中，矿山法施工一直占据着比较大的比例，在矿山法开挖的隧道中，由于在隧道断面开挖完成之后还需要施作仰拱，故在隧道断面开挖完成之后还需要对隧道底板进行一遍捡底施工为施作仰拱打基础，以往的捡底工艺劳动强度极大。捡底施工过程中，如果管理不善，各个工序协调不当，还可能会延误工程进度。因此，提高捡底施工的效率极为重要。
[0003]目前，市场上还没有一种专门用于隧道捡底的专用工程设备，特别是地质稳定性较好的矿山法施工的的隧道中，施作仰拱的深度不大，但由于底板岩石的强度较高，使用传统的挖掘机加栈桥的施工方式效率低，设备损耗大，用爆破法又过于复杂。因此，亟需一种用于矿山法隧道长距离浅落底的机械设备来完成隧道捡底工作。
[0004]针对以上问题，本实用新型设计了一种适用于矿山法隧道长距离浅落底的机械设备，本实用新型可改变原来的隧道捡底施工工法，简化工序，提高施工效率，减少设备损耗，降低施工成本。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种用于矿山法隧道长距离浅落底的机械设备，能够改变现有的隧道捡底施工方法，简化工序，提高施工效率，减少设备损耗，降低施工方成本。
[0006]本实用新型采用下述技术方案:
[0007]—种用于矿山法隧道长距离浅落底的机械设备，包括底盘和上装，所述的底盘包括驾驶室、车架、回转支撑装置、动力和传动系统、行走机构以及液压电气系统；所述的上装包括箱型梁总成、驱动装置和工作装置；驾驶室设置在车架上方，车架下方设置有行走机构，回转支撑装置设置在与前进方向相反一侧的车架上，动力和传动系统、液压电气系统设置在另一侧的车架上，箱型梁总成的一端与回转支撑装置连接，箱型梁总成绕回转支撑装置的中心转动；工作装置与箱型梁总成的另一端转动连接，工作装置包括设置有回转轴的箱型主体结构和安装在箱型主体结构上的截齿，箱型主体结构由驱动装置驱动绕回转轴逆时针转动。
[0008]所述的回转支撑装置包括内圈、外圈和设置在内圈与外圈间的滚动体，内圈与外圈上均设置有螺栓孔，内圈上的螺栓孔与箱型梁总成上的螺栓孔通过螺栓连接，外圈与车架过盈配合，外圈上的螺栓孔与挡板上的光孔通过螺栓连接。
[0009]所述的箱型梁总成为箱型结构件，箱型梁总成一端设置有螺栓孔，通过螺栓与回转支撑装置的内圈连接，箱型梁总成的另一端设置有U形卡口，箱型主体结构回转轴的两端向外延伸且设置在U形卡口内。[0010]所述的驱动装置设置在箱型梁总成上，驱动装置的输出轴上设置有主动链轮，箱型主体结构的回转轴上设置有从动链轮，主动链轮和从动链轮通过链条传动。
[0011]所述的箱型主体结构为两端封闭的圆形筒，驱动装置安装在圆形筒的周向肋板上，驱动装置的输出轴同时作为箱型主体结构的回转轴，圆形筒由驱动装置驱动绕回转轴逆时针转动。
[0012]所述的箱型梁总成与车架之间设置有举升油缸，举升油缸的缸杆端头耳板与箱型梁总成上的第五耳板铰接，举升油缸的缸筒端头耳板与回转支撑装置下方车架上的第一耳板铰接。
[0013]所述的箱型梁总成与车架之间设置有加压油缸，加压油缸的缸杆端头耳板与箱型梁总成上的第六耳板铰接，加压油缸的缸筒端头耳板与回转支撑装置上方车架上的第二耳板铰接。
[0014]还包括设置在箱型梁总成底部的切屑深度调节装置，切屑深度调节装置包括行走装置、高度调节装置和连杆，高度调节装置采用高度调节油缸，高度调节油缸的底部与箱型梁总成上的第三耳板铰接，高度调节油缸的缸杆端头连接行走装置，连杆的一端与车架上的第四耳板铰接，连杆的另一端与高度调节油缸中部铰接。
[0015]所述的回转支撑装置的中心、连杆的一端与车架上第四耳板的铰接点、连杆的另一端与高度调节油缸中部的铰接点和高度调节油缸缸筒端头与箱型梁总成上第三耳板的铰接点连线组成平行四边形。
[0016]本实用新型利用切削深度调节装置控制工作装置切入岩层深度，并在驱动装置驱动下利用工作装置中的截齿对隧道底板岩石进行截割破碎，破碎的岩石被清理出隧道，从而完成捡底施工，这样能够简化工序，极大地提高施工效率，减少了设备损耗，降低施工方成本和劳动强度。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为驱动装置设置在箱型梁总成内时本实用新型的结构示意图；
[0018]图2为驱动装置设置在工作装置内时本实用新型的结构示意图；
[0019]图3为回转支撑装置结构示意图；
[0020]图4为驱动装置外置时的工作装置结构示意图；
[0021]图5为图4的纵向剖视图；
[0022]图6为驱动装置内置时的工作装置结构示意图；
[0023]图7为图6的纵向剖视图；
[0024]图8为切削深度调节装置结构示意图；
[0025]图9为箱型梁总成轴测图。
【具体实施方式】
[0026]如图1至图9所示，本实用新型包括底盘和上装，所述的底盘包括驾驶室1、车架
2、回转支撑装置3、动力和传动系统4、行走机构5以及液压电气系统6 ;所述的上装包括箱型梁总成7、驱动装置8和工作装置；驾驶室I设置在车架2上方，车架2下方设置有行走机构5，回转支撑装置3设置在与前进方向相反一侧的车架2上，动力和传动系统4、液压电气系统6设置在另一侧的车架2上。箱型梁总成7的一端与回转支撑装置3连接，箱型梁总成7可以绕回转支撑装置3的中心18转动；工作装置与箱型梁总成7的另一端转动连接，工作装置包括设置有回转轴31的箱型主体结构9和安装在箱型主体结构9上的截齿10，箱型主体结构9由驱动装置8驱动绕回转轴31逆时针转动。
[0027]所述的回转支撑装置3包括内圈11、外圈12和设置在内圈11与外圈12间的滚动体，内圈11与外圈12上均设置有螺栓孔，内圈11上的螺栓孔与箱型梁总成7上的螺栓孔通过螺栓连接，以实现回转支撑装置3和箱型梁总成7的连接固定；外圈12与车架2过盈配合，外圈12上的螺栓孔与挡板32上的光孔通过螺栓连接，挡板32用于约束回转支撑装置3的轴向移动。
[0028]所述的箱型梁总成7为箱型结构件，箱型梁总成7 —端设置有螺栓孔，通过螺栓与回转支撑装置3的内圈11连接，箱型梁总成7的另一端设置有U形卡口 13，箱型主体结构9的回转轴31外伸的两端设置在U形卡口 13内。箱型梁总成7与车架2之间还设置有举升油缸14和加压油缸15。
[0029]举升油缸14用于实现工作装置的抬升或下降，举升油缸14的缸杆端头耳板与箱型梁总成7上的第五耳板铰接，记为铰点一 16 ;举升油缸14的缸筒端头耳板与回转支撑装置3下方车架2上的第一耳板铰接，记为铰点二 17。由图1可知，铰点一 16、铰点二 17以及回转支撑装置3的中心18这三点构成一个三角形，当举升油缸14伸缩时，相当于三角形中的一个边长增大或者减小，对应地，回转支撑装置3的中心18所对应的顶角也会增大或者减小，将会使箱型梁总成7将绕回转支撑装置3的中心18转动，最终使整个工作装置抬升或者下降。
[0030]加压油缸15用于为工作装置提供额外的下压力，以便于截齿10能够顺利敲碎岩石，解决工作装置仅能依靠重力下压而带来的下压力不足问题。加压油缸15的缸杆端头耳板与箱型梁总成7上的第六耳板铰接，记为铰点三19 ;加压油缸15的缸筒端头耳板与回转支撑装置3上方车架2上的第二耳板铰接，记为铰点四20。由图1可知，铰点三19、铰点四20以及回转支撑装置3的中心18这三点构成一个三角形，当加压油缸15伸缩时，相当于三角形中的一个边长增大或者减小，对应地，回转支撑装置3的中心18所对应的顶角也会增大或者减小，箱型梁总成7将绕回转支撑装置3的中心18转动，加压油缸15起到下压箱型梁总成7的作用，箱型梁总成7再将压力传递给工作装置，为截齿10提供足够的反力来敲碎岩石。
[0031]工作装置中，箱型主体结构9为两端封闭的圆形筒，回转轴31固定在圆形筒的回转中心处，并且回转轴31的两端外伸到圆形筒外。圆形筒的外表面焊接有刀座，用于安装截齿10，圆形筒在驱动装置8的驱动绕回转轴31逆时针转动。驱动装置8主要用于提供动力。
[0032]本实用新型中，驱动装置8既可设置在箱型梁总成7上，如图1所示；驱动装置8也可设置在工作装置上，如图2所示。
[0033]如图1所示，驱动装置8设置在箱型梁总成7上，驱动装置8的输出轴上设置有主动链轮21，箱型主体结构9的回转轴31上设置有从动链轮22，主动链轮21和从动链轮22通过链条传动。驱动装置8产生的驱动力，通过主动链轮21和从动链轮22的传动最终驱动圆形筒沿逆时针方向转动，在截齿10的作用下敲碎岩石。[0034]如图2所示，驱动装置8安装在圆形筒的周向肋板上，驱动装置8的输出轴同时作为箱型主体结构9的回转轴31，回转轴31的两端向外延伸且设置在U形卡口 13内，回转轴31固定不动，驱动装置8直接驱动圆形筒沿逆时针方向转动，在截齿10的作用下敲碎岩
O
[0035]为了能够调节工作过程中截齿10切入岩石中的深度，本实用新型还设置有切屑深度调节装置。切屑深度调节装置设置在箱型梁总成7下方，切屑深度调节装置包括行走装置23、高度调节装置和连杆25。高度调节装置采用高度调节油缸24，高度调节油缸24的底部与箱型梁总成7上的第三耳板铰接，记为铰点七26 ;高度调节油缸24的缸杆端头连接行走装置23 ;行走装置23由两个轮子和固定轮子的固定板组成，固定板上部还设置有销轴孔，用于连接高度调节油缸24的缸杆端头耳板；连杆25的一端与车架2上的第四耳板铰接，记为铰点六27 ;连杆25的另一端与高度调节油缸24中部铰接，记为铰点五28。高度调节装置可以对工作装置的上下移动进行调节，当油缸伸缩时，铰点七26上升或者下降；由于铰点七26是铰接在箱型梁总成7上的，因此会带动箱型梁总成7转动，最终实现工作装置的上下移动。行走装置23用于实现整个切削深度调节装置随车体一同前进；切削深度调节装置不仅可以调节截齿10的入岩深度，还可以通过电气系统向司机室反馈相关信息，方便操作人员及时调整切削参数。
[0036]本实用新型中，回转支撑装置3的中心18、连杆25的一端与车架2上第四耳板的铰接点即铰点六27、连杆25的另一端与高度调节油缸24中部的铰接点即铰点五28、高度调节油缸24 底部与箱型梁总成7上第三耳板的铰接点即铰点七26，上述4点的连线组成平行四边形。回转支撑装置3的中心18与铰点六27的中心在同一条竖直线上，且两点之间距离不变，铰点五28的中心到铰点七26中心的距离也不变。因此，无论切削深度调节装置升高还是降低，切削深度调节装置都能够始终保持竖直向下，受力垂直于地面。
[0037]本实用新型在工作时，前进方向是向着远离已切割过的工作面的；而工作装置逆时针转动，具有下列优点:
[0038]a、已经切割过的工作面上无设备遮挡，可以及时出渣；
[0039]b、整机按此方向作业时，履带行走机构5和切削深度调节装置接触的都是硬质地面，使整机的受力状况好，使切削深度调节装置的调节更为精准；
[0040]C、由于工作装置本身是逆时针转动，整机按此方向作业时，工作装置将切削下来的岩屑扒到工作装置后方，不会产生重复切削现象，极大地减少了设备磨损，提高了工作效率。
【权利要求】
1.一种用于矿山法隧道长距离浅落底的机械设备，其特征在于:包括底盘和上装，所述的底盘包括驾驶室、车架、回转支撑装置、动力和传动系统、行走机构以及液压电气系统；所述的上装包括箱型梁总成、驱动装置和工作装置；驾驶室设置在车架上方，车架下方设置有行走机构，回转支撑装置设置在与前进方向相反一侧的车架上，动力和传动系统、液压电气系统设置在另一侧的车架上，箱型梁总成的一端与回转支撑装置连接，箱型梁总成绕回转支撑装置的中心转动；工作装置与箱型梁总成的另一端转动连接，工作装置包括设置有回转轴的箱型主体结构和安装在箱型主体结构上的截齿，箱型主体结构由驱动装置驱动绕回转轴逆时针转动。
2.根据权利要求1所述的用于矿山法隧道长距离浅落底的机械设备，其特征在于:所述的回转支撑装置包括内圈、外圈和设置在内圈与外圈间的滚动体，内圈与外圈上均设置有螺栓孔，内圈上的螺栓孔与箱型梁总成上的螺栓孔通过螺栓连接，外圈与车架过盈配合，外圈上的螺栓孔与挡板上的光孔通过螺栓连接。
3.根据权利要求2所述的用于矿山法隧道长距离浅落底的机械设备，其特征在于:所述的箱型梁总成为箱型结构件，箱型梁总成前端设置的螺栓孔通过螺栓与回转支撑装置的内圈连接，箱型梁总成的后端设置U形卡口，箱型主体结构的转轴设置在U形卡口内。所述的箱型梁总成为箱型结构件，箱型梁总成一端设置有螺栓孔，通过螺栓与回转支撑装置的内圈连接，箱型梁总成的另一端设置有U形卡口，箱型主体结构回转轴的两端向外延伸且设置在U形卡口内。
4.根据权利要求3所述的用于矿山法隧道长距离浅落底的机械设备，其特征在于:所述的驱动装置设置在箱型梁总成上，驱动装置的输出轴上设置有主动链轮，箱型主体结构的回转轴上设置有从动链轮，主动链轮和从动链轮通过链条传动。
5.根据权利要求3所述的用于矿山法隧道长距离浅落底的机械设备，其特征在于:所述的箱型主体结构为两端封闭的圆形筒，驱动装置安装在圆形筒的周向肋板上，驱动装置的输出轴同时作为箱型主体结构的回转轴，圆形筒由驱动装置驱动绕回转轴逆时针转动。
6.根据权利要求4或5所述的用于矿山法隧道长距离浅落底的机械设备，其特征在于:所述的箱型梁总成与车架之间设置有举升油缸，举升油缸的缸杆端头耳板与箱型梁总成上的第五耳板铰接，举升油缸的缸筒端头耳板与回转支撑装置下方车架上的第一耳板铰接。
7.根据权利要求6所述的用于矿山法隧道长距离浅落底的机械设备，其特征在于:所述的箱型梁总成与车架之间设置有加压油缸，加压油缸的缸杆端头耳板与箱型梁总成上的第六耳板铰接，加压油缸的缸筒端头耳板与回转支撑装置上方车架上的第二耳板铰接。
8.根据权利要求7所述的用于矿山法隧道长距离浅落底的机械设备，其特征在于:还包括设置在箱型梁总成底部的切屑深度调节装置，切屑深度调节装置包括行走装置、高度调节装置和连杆，高度调节装置采用高度调节油缸，高度调节油缸的底部与箱型梁总成上的第三耳板铰接，高度调节油缸的缸杆端头连接行走装置，连杆的一端与车架上的第四耳板铰接，连杆的另一端与高度调节油缸中部铰接。
9.根据权利要求8所述的用于矿山法隧道长距离浅落底的机械设备，其特征在于:所述的回转支撑装置的中心、连杆的一端与车架上第四耳板的铰接点、连杆的另一端与高度调节油缸中部的铰接点和高度调节油缸缸筒端头与箱型梁总成上第三耳板的铰接点连线组成平行四边形。
【文档编号】E21C35/18GK203808997SQ201420173801
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年4月10日 优先权日:2014年4月10日
【发明者】于鹏, 李建斌, 赵华, 张宁川, 王伟 申请人:中铁工程装备集团有限公司