一种可适应较窄空间的硬岩掘进机的制作方法

1.本实用新型涉及硬岩地质隧道技术领域，尤其涉及一种可适应较窄空间的硬岩掘进机。


背景技术：

2.目前对于硬岩地质隧道的施工，大多数采用全断面硬岩掘进机。可适应较窄空间的硬岩掘进机的刀盘呈圆筒状，且圆筒状刀盘的圆形端面与隧道接触作为工作面。也就是说，目前的全断面硬岩掘进机的刀盘旋转中心轴线与其掘进方向平行，且全断面硬岩掘进机的占场地面积大，以及施工工艺不灵活。对于一些对成井截面有要求的而且成井空间较为狭窄的隧道而言，具体为，若要求成井截面为矩形的较为狭窄的空间，那么现有的全断面硬岩掘进机显然不适用，无法一次成型，降低了硬岩地质隧道的成井效率。
3.为此，我们亟需一种可适应较窄空间的硬岩掘进机。


技术实现要素：

4.(一)要解决的技术问题
5.鉴于现有技术的上述缺点、不足，本实用新型提供一种可适应较窄空间的硬岩掘进机，其解决了现有技术中的铰接密封安装后无法调节压缩量的技术问题。
6.(二)技术方案
7.为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：
8.本实用新型实施例提供一种可适应较窄空间的硬岩掘进机，包括刀盘本体、连接摆臂、刮板输送机、行走机构、刀盘推进机构、调整机构和撑靴机构；
9.所述刀盘本体呈圆盘状，且所述刀盘本体绕其自身轴线自转，且所述轴线延伸的方向与掘进机的掘进方向垂直；
10.所述连接摆臂的一端与所述刀盘本体相连，所述连接摆臂的另一端与所述调整机构相连；
11.所述调整机构通过所述刀盘推进机构安装于所述行走机构上，所述调整机构能够驱动所述刀盘本体摆动；
12.所述刮板输送机固定安装于所述行走机构上，所述刮板输送机能够将所述刀盘本体所截割下的碎岩渣运输至尾部；
13.所述刀盘推进机构和所述撑靴机构均固定安装于所述行走机构上，所述刀盘推进机构能够驱动所述调整机构相对于所述行走机构做往复运动，进而带动与所述调整机构连接的所述刀盘本体沿所述截割方向做直线往复运动；
14.当所述刀盘本体截割岩体时，所述撑靴机构能够撑紧所述岩体；
15.所述行走机构与所述刮板输送机、所述刀盘推进机构和撑靴机构均固定连接，且所述行走机构能够沿掘进方向带动所述刮板输送机、所述刀盘推进机构和撑靴机构前进。
16.可选地，所述刀盘推进机构包括导柱、滑座、主推油缸和油缸支座；
17.所述导柱通过导柱支座固定安装于所述行走机构上以导向支撑所述滑座；
18.所述滑座与所述调整机构相连，所述主推油缸的驱动端与所述调整机构相连，所述主推油缸能够驱动所述调整机构沿所述截割方向做直线往复运动；
19.所述油缸支座的一端与所述主推油缸相连，所述油缸支座的另一端与所述行走机构相铰接。
20.可选地，所述调整机构包括调整支架、上下摆动单元、相对设置的第一左右摆动单元和第二左右摆动单元；
21.所述调整支架与所述滑座相连，并用以支撑所述上下摆动单元、所述第一左右摆动单元和所述第二左右摆动单元；
22.所述上下摆动单元能够驱动所述刀盘本体进行上下摆动；
23.所述第一左右摆动单元和所述第二左右摆动单元能够交替驱动所述刀盘本体进行左右摆动。
24.可选地，所述调整支架包括框架主体、立轴、相对于所述立轴转动的套筒；
25.所述框架主体靠近所述刀盘本体的一侧开设有敞口，所述立轴设置于敞口中心处，且所述立轴的上下两端分别与所述框架主体相连；
26.所述套筒套接于所述立轴上，所述第一左右摆动单元和所述第二左右摆动单元分别固定于所述套筒的周向外壁左右两端；
27.所述套筒靠近所述刀盘本体的一端插接横轴，所述横轴的外部套接所述连接摆臂，所述上下摆动单元能够驱动所述刀盘本体沿所述横轴的轴线上下摆动，所述第一左右摆动单元和所述第二左右摆动单元交替驱动所述套筒，以使所述套筒能够相对于所述立轴的轴线转动，进而通过所述横轴带动所述刀盘本体左右摆动。
28.可选地，所述上下摆动单元包括俯仰油缸和连接杠杆；
29.所述俯仰油缸设置于所述框架主体的顶部，所述俯仰油缸的驱动端铰接于所述连接杠杆的一端，所述连接杠杆的另一端固定安装于所述连接摆臂上；
30.所述俯仰油缸能够伸出或缩回以带动所述连接杠杆上下运动，从而带动所述连接摆臂沿所述横轴的轴线转动，以使所述刀盘本体进行上下摆动。
31.可选地，所述第一左右摆动单元包括摆动油缸和摆动油缸支座；
32.所述摆动油缸的固定端固定安装于所述框架主体的外部，所述摆动油缸的驱动端通过所述摆动油缸支座与所述套筒相铰接。
33.可选地，所述第一左右摆动单元和所述第二左右摆动单元的结构相同。
34.可选地，所述撑靴机构包括第一撑靴单元和第二撑靴单元，所述第一撑靴单元设置于所述行走机构上且靠近所述刀盘本体的一侧，所述第二撑靴单元设置于远离所述刀盘本体的一侧；
35.所述第一撑靴单元能够平衡所述刀盘本体的重量。
36.可选地，所述第一撑靴单元包括与所述行走机构相固定的撑靴主体、设置于所述撑靴主体顶部的上下撑靴件以及分别设置于所述撑靴主体左右两端的撑靴件。
37.(三)有益效果
38.本实用新型的有益效果是：本实用新型的一种可适应较窄空间的硬岩掘进机，通过刮板输送机设置于与行走机构的上方，能够在隧道的宽度方向上有一定的空间节省，从
而适应较窄的硬岩隧道。而且，所述刀盘本体绕其自身轴线自转，且所述轴线延伸的方向与掘进机的掘进方向垂直。相比较现有的全断面掘进机而言，本实用新型能够适应较窄空间的硬岩隧道。另外，本实用新型能够通过刀盘推进机构控制刀盘本体沿掘进方向前进，通过调整机构控制刀盘本体能够左右上下摆动，以防止在掘进过程中，如果遇到刀盘本体卡住的现象，可以通过调整机构来扩挖，从而解决刀盘本体卡刀的问题。
附图说明
39.图1为本实用新型的可适应较窄空间的硬岩掘进机的整体主视示意图；
40.图2为图1中的可适应较窄空间的硬岩掘进机的部分结构示意图；
41.图3为图2中的可适应较窄空间的硬岩掘进机的调整机构部分的结构示意图。
42.【附图标记说明】
43.1：刀盘本体；
44.2：连接摆臂；
45.3：刮板输送机；
46.4：行走机构；41：行走履带；42：固定外壳；
47.5：刀盘推进机构；51：导柱；52：滑座；53：主推油缸；54：油缸支座；
48.6：调整机构；61：调整支架；611：框架主体；612：立轴；613：套筒；614：横轴；62：上下摆动单元；621：俯仰油缸；622：连接杠杆；63：第一左右摆动单元；631：摆动油缸；632：摆动油缸支座；
49.7：撑靴机构；71：第一撑靴单元；711：撑靴主体；712：上下撑靴件；72：第二撑靴单元；8：后配套台车。
具体实施方式
50.为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。其中，本文所提及的“上”、“下”、“前”和“后”等方位名词以图1的定向为参照。其中将刀盘本体1所在的方向定义为“前”，后配套台车8所在的方向定义为“后”。
51.参见图1-3所示，本实用新型实施例提出的一种可适应较窄空间的硬岩掘进机，包括刀盘本体1、连接摆臂2、刮板输送机3、行走机构4、刀盘推进机构5、调整机构6和撑靴机构7。
52.刀盘本体1呈圆盘状，且刀盘本体1绕其自身轴线自转，且轴线延伸的方向与掘进机的掘进方向垂直。
53.具体地，刀盘本体1能够通过自身上的刀头对硬岩岩石进行截割。
54.需要说明的是，较窄空间是指宽度小于传统刀盘直径的矩形空间，即传统刀盘无法进入的矩形空间内，采用本实用新型刀盘本体1的布置方式，刀头设置于刀盘本体1的圆盘状结构的筒状侧壁上。刀盘本体1具有放置驱动其自身转动的驱动机构的固定部以及能够绕其自身轴线旋转使刀头旋转截割的转动部，转动部相对于固定部转动。
55.连接摆臂2的一端与刀盘本体1相连，连接摆臂2的另一端与调整机构6相连。具体地，连接摆臂2与刀盘本体1的固定部相连。连接摆臂2能够将调整机构6所调整的动作均带动刀盘本体1进行动作。
56.刮板输送机3固定安装于行走机构4上，刮板输送机3能够将刀盘本体1所截割下的碎岩渣运输至尾部。通过刮板输送机3设置于与行走机构4的上方，能够在隧道的宽度方向上有一定的空间节省，从而适应较窄的硬岩隧道。
57.行走机构4与刮板输送机3、刀盘推进机构5和撑靴机构7均固定连接，且行走机构4能够沿掘进方向带动刮板输送机3、刀盘推进机构5和撑靴机构7前进。
58.具体地，行走机构4包括行走履带41和固定外壳42。行走履带41能够在隧道内行走，同时固定外壳42与行走履带41相连，刮板输送机3、刀盘推进机构5和撑靴机构7均固定连接于固定外壳42上带动整个设备的行走和掘进角度的调整，同时可以帮助撑靴机构7共同抵消反推力。
59.刀盘推进机构5和撑靴机构7均固定安装于行走机构4的固定外壳41上。刀盘推进机构5能够驱动调整机构6相对于行走机构4做往复运动，进而带动与调整机构6连接的刀盘本体1沿截割方向做直线往复运动。
60.在本实施例中，刀盘推进机构5包括导柱51、滑座52、主推油缸53和油缸支座54。
61.导柱51通过导柱支座固定安装于行走机构4的固定外壳42以导向支撑滑座52。导柱51为滑座52提供一个良好的导向支撑的作用，以确保刀盘本体1出现偏移的现象。
62.滑座52与调整机构6相连，主推油缸53的驱动端与调整机构6相连，主推油缸53能够驱动调整机构6沿截割方向做直线往复运动。在此需要解释的是，往复运动的方向与行走或后退的方向相同即前后方向。也就是说，通过主推油缸53的伸出或者缩回能够推动调整机构6和连接摆臂2进而推动刀盘本体1朝前进的方向或者后退的方向有一定的位移量即前后运动，以达到刀盘本体1向前掘进的动作，进而提高截割效率。
63.油缸支座54的一端与主推油缸53相连，油缸支座54的另一端与行走机构4相铰接。
64.调整机构6通过刀盘推进机构5安装于行走机构4上，调整机构6能够驱动刀盘本体1摆动。
65.进一步地，调整机构6包括调整支架61、上下摆动单元62、相对设置的第一左右摆动单元63和第二左右摆动单元。
66.调整支架61设置于滑座52上且与滑座52固定连接，并用以支撑上下摆动单元62、第一左右摆动单元63和第二左右摆动单元。
67.进一步地，调整支架61包括框架主体611、立轴612、相对于立轴612转动的套筒613。
68.框架主体611靠近刀盘本体1的一侧开设有敞口，立轴612设置于敞口中心处，且立轴612的上下两端分别与框架主体611相连。
69.套筒613套接于立轴612上，且套筒613能够相对于立轴612转动。第一左右摆动单元63和第二左右摆动单元分别固定于套筒613的周向外壁左右两端。
70.套筒613靠近刀盘本体1的一端(前端)插接横轴614。横轴614的外部套接连接摆臂2，且横轴614与连接摆臂2固定连接。
71.进一步地，上下摆动单元62能够驱动刀盘本体1进行上下摆动。具体地，上下摆动单元62能够驱动刀盘本体1沿横轴614的轴线上下摆动，第一左右摆动单元63和第二左右摆动单元交替驱动套筒613，以使套筒613能够相对于立轴612的轴线转动，进而通过横轴614带动刀盘本体1左右摆动。
72.进一步地，上下摆动单元62包括俯仰油缸621和连接杠杆622。
73.俯仰油缸621设置于框架主体611的顶部。俯仰油缸621的驱动端铰接于连接杠杆622的一端，连接杠杆622的另一端固定安装于连接摆臂2上。
74.俯仰油缸621能够伸出或缩回以带动连接杠杆622上下运动，从而带动连接摆臂2沿横轴614的轴线转动，以使刀盘本体1进行上下摆动。
75.进一步地，第一左右摆动单元63和第二左右摆动单元(图中未示出)能够交替驱动刀盘本体1进行左右摆动。
76.进一步地，第一左右摆动单元63包括摆动油缸631和摆动油缸支座632。
77.摆动油缸631的固定端固定安装于框架主体611的外部，摆动油缸631的驱动端通过摆动油缸支座632与套筒613相铰接。
78.进一步地，第一左右摆动单元63和第二左右摆动单元的结构相同。
79.进一步地，套筒613能够在一定的范围内转动。需要说明的是，以套筒613前后方向的中线为基准分别朝左摆动或者朝右摆动。
80.当刀盘本体1需要向左摆动时，启动第二摆动单元的摆动油缸631伸出，摆动油缸631带动套筒613朝左侧沿立轴612转动，从而通过横杆614跟随着转动，最后带动刀盘(1)沿水平方向朝向左侧摆动，直至工艺要求的开挖宽度的一半。需要说明的是，立轴612带自锁功能，当刀盘本体1摆动到合适的角度后，立轴612能够实现自动锁紧，使得套筒613相对于立轴612静止，从而刀盘本体1能够在任意工艺设计的角度工作，而不发生绕立轴612的旋转。
81.在本实施例中，掘进机下井就位后，通过俯仰油缸621和摆动油缸631调整设备和刀盘本体1的角度及位置，此时刀盘本体1的轴线与工艺需要的隧道掘进方向轴线处于同一水平面，绕其自身轴线自转，且轴线延伸的方向与掘进机的掘进方向垂直。主推油缸53处于收回状态。
82.进一步地，撑靴机构7包括第一撑靴单元71和第二撑靴单元72，第一撑靴单元71设置于行走机构4上且靠近刀盘本体1的一侧，第二撑靴单元72设置于远离刀盘本体1的一侧。
83.第一撑靴单元71能够平衡刀盘本体1的重量。
84.进一步地，第一撑靴单元71包括与行走机构4相固定的撑靴主体711、设置于撑靴主体711顶部的上下撑靴件712以及分别设置于撑靴主体711左右两端的撑靴件713。
85.进一步地，第二撑靴单元72包括顶升油缸和撑紧油缸，当刀盘本体1截割岩体时，撑靴机构7能够撑紧岩体。根据工艺要求，伸出第一撑紧单元71的上下撑靴件712和左右撑靴件，能够更好地平衡刀盘本体1的重量。同时顶升油缸或撑紧油缸，撑紧岩壁，撑紧力满足刀盘本体1掘进所需推力。
86.具体掘进过程，启动刀盘本体1的驱动单元，同时启动刮板输送机3和后配套台车8。当刀盘本体1转速达到工艺设计要求后，通过主推油缸53推进刀盘本体1，截割隧道的岩壁，直至主推油缸53伸出到工艺设计要求长度后缩回。被截割下的岩渣，随着刀盘本体1的旋转回缩的动作被导入到刮板输送机3上，然后刮板输送机3将岩渣转运至后配套台车8后，运至设备后部。通过后部的运渣小车或者其它运输器械运出至井外，再通过行走机构4的不断前进。在掘进过程中，如果遇到刀盘本体1卡住的现象，可以通过调整俯仰油缸621和摆动油缸631来扩挖，从而解决卡刀盘的问题。当掘进机完成一个隧道后，设备可以通过接收井
运出，或者沿隧道缓慢退出，直至始发硐室，然后转移到下一隧道的工作面，以完成整个掘进过程。
87.本实用新型的一种可适应较窄空间的硬岩掘进机，通过刮板输送机3设置于与行走机构4的上方，能够在隧道的宽度方向上有一定的空间节省，从而适应较窄的硬岩隧道。而且，刀盘本体1绕其自身轴线自转，且轴线延伸的方向与掘进机的掘进方向垂直。相比较现有的全断面掘进机而言，本实用新型能够适应较窄空间的硬岩隧道。另外，本实用新型能够通过刀盘推进机构5控制刀盘本体1沿掘进方向前进，通过调整机构6控制刀盘本体1能够左右上下摆动，以防止在掘进过程中，如果遇到刀盘本体卡住的现象，可以通过调整机构来扩挖，从而解决刀盘本体卡刀的问题。
88.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
89.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
90.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
91.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
92.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。