一种附带自适应式步进回填机构的全断面硬岩掘进机的制作方法

本发明涉及掘进机，具体为一种附带自适应式步进回填机构的全断面硬岩掘进机。

背景技术：

1、现有全断面硬岩掘进机采用回转式圆形刀盘对前方岩层进行破碎，从而形成圆形断面的巷道，而圆形巷道并不能满足矿方后续运输、行人的需求。为顺利实现巷道后续的运输、行人的功能，矿方需采用专业回填设备对全断面硬岩掘进机施工所形成的圆形断面巷道进行二次回填工作，将巷道底部填平形成圆弧拱形断面，这无疑增加了矿方施工成本及施工时间。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种附带自适应式步进回填机构的全断面硬岩掘进机，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种附带自适应式步进回填机构的全断面硬岩掘进机，包括掘进机、主机皮带输送机、拖车、转载机，掘进机后方安装有主机梁，主机皮带输送机安装在主机梁内部，拖车与主机梁后方连接，拖车上方安装有抬升机，包括过渡机架、物料车，所述过渡机架与拖车连接，过渡机架一端安装有平衡机架，所述平衡机架下方连接物料车，所述过渡机架靠近拖车的一端安装有碎料斗，所述抬升机一端位于碎料斗的进料口上方，过渡机架内部在碎料斗的下方安装有下料带和压料辊，所述压料辊位于下料带的一端，所述平衡机架内部安装转载机，所述转载机的一端靠近下料带，转载机的另一端位于物料车的上方。掘进机采用回转式圆形刀盘对前方岩层进行破碎，形成圆形断面的巷道，主机皮带输送机将岩渣输送到抬升机上，抬升机将岩渣送入碎料斗中，碎料斗对碎石进行二次破碎，将大直径的碎石破碎成石屑，石屑夹杂着漏掉的没被二次破碎的碎石，从碎料斗落在下料带上，并石屑夹杂碎石回填在巷道底部，在掘进机前行的过程中，拖车跟随主机梁一同往前运动，过渡机架、平衡机架跟随拖车一同运动，物料车滞留原地并与平衡机架发生相对运动，过渡机架运动过程中，利用自身后端的压料辊将岩渣压平。物料车利用自身重力对压平的岩渣进行夯实。

3、所述平衡机架内侧对称水平安装有两个c型轨，所述物料车两侧对应c型轨的位置安装有支撑板，所述支撑板位于c型轨内部，所述物料车远离平衡机架的一端对车安装有两个销轴，所述销轴均连接有步进缸，所述步进缸安装在平衡机架内侧，所述物料车下端两侧均安装有两个支撑轨，所述支撑轨内部安装有复位弹簧，支撑轨上滑动安装有步进脚撑，所述步进脚撑位于支撑轨内部的部分与复位弹簧连接。c型轨和支撑板相互配合，使物料车滑动安装在平衡机架上，步进缸的输出端连接销轴，平衡机架跟随过渡机架往前移动，而物料车不移动时，步进缸的缸杆逐渐伸出，物料车利用自身重力对回填的岩渣进行夯实，当物料车需要往前移动时，步进脚撑(步进脚撑为液压缸，且输出端安装有板材，用于增加与岩渣的接触面积)的输出端抵在岩渣上，并将物料车逐渐抬升，步进缸的输出杆缓慢收回，拉动物料车往前移动，步进脚撑从支撑轨的一端移动到另一端时，步进缸的输出杆完成收缩，进而完成物料车的一次步进，通过步进脚撑与步进缸的相互配合，实现物料车一步一步的往前移动。

4、所述压料辊中心位置安装有支撑轴，其中一个所述支撑轴贯穿过渡机架并连接有驱动电机，所述驱动电机安装在过渡机架的外侧。驱动电机(图中未画出)利用支撑轴(图中未画出)带动压料辊转动，使压料辊将下料带输送的岩渣压平。

5、所述过渡机架靠近物料车的一端设置有刮板，所述刮板的下端与压料辊的下端位于同一水平面上。刮板用于将岩渣刮平，对压料辊压平后的岩渣进行再次平整。

6、所述下料带包括碎石带和石屑带，所述碎石带位于碎料斗下方及石屑带的上方，碎石带的长度大于石屑带的长度，所述碎石带由两个传动辊及安装在传动辊上的网带组成，所述网带内侧的中部位置设置有卡槽，所述传动辊的中部位置设置有卡环，所述卡环位于卡槽内，所述网带由若干菱形的伸缩结构转动连接构成，所述过渡机架上对称设置有一组滑道，所述传动辊的中心位置设置有转轴，其中一个所述转轴位于滑道内且连接有调节气缸，所述调节气缸安装在过渡机架的外侧，另一个所述转轴连接有输出电机，所述输出电机安装在过渡机架的外侧；

7、所述石屑带为皮带输送机，所述转载机一端靠近滑道，转载机另一端抬升且位于物料车的上方，转载机的输送皮带上设置有挡料板。转载机为皮带输送机，且输送皮带上安装有若干挡料板，通过挡料板提高对岩渣的输送效果，防止岩渣在抬升阶段滑落。二次破碎后的岩渣从碎料斗中流出，当没有被碎料斗二次破碎的岩渣落在碎石带上时，碎石被碎石带的网带拦截，而被破碎成石屑的岩渣则穿过网带，并落在石屑带上，由于石屑带的长度小于碎石带的长度，石屑会被先回填到巷道底部，之后直径大的碎石被碎石带回填到石屑上，压料辊对碎石及石屑进行压平。先是回填直径小的石屑，可以减少岩渣与巷道之间的空隙，使回填形成的道路更加扎实，直径大的碎石回填在石屑上，并被压料辊压入石屑中。在回填过程中，控制碎石带及石屑带的运转速度，控制回填速度。当碎料斗流出的岩渣多于回填所需岩渣时，调节气缸(图中未画出)的缸杆伸出并通过转轴带动传动辊移动，使传动辊往靠近转载机的方向移动，在传动辊的移动过程中，网带的若干菱形伸缩结构被传动辊拉动并主动进行径向拉伸、被动进行轴向压缩(此处的轴向和径向是指传动辊的轴向和径向)，使网带整体长度加长，进而使网带上的孔(菱形伸缩结构形成的孔，用于筛选石屑和碎石)变窄，使网带可以承载石屑和碎石，碎石带将岩渣输送到转载机上，通过转载机将多余的岩渣输送到物料车中。当岩渣量得到控制后，调节气缸的缸杆收回，使传动辊带动网带复位，网带上的孔再次恢复正常，石屑和碎石再次被网带分离。卡环和卡槽用于防止网带在传动辊上出现位置偏移。传动辊上设置有两个l型限位板，限位板的一端位于网带的外侧，用于传动辊带动网带复位。

8、所述碎料斗的上方安装有切碎电机，碎料斗的内部安装有主轴，所述主轴中空且内部安装有驱动轴，所述驱动轴与切碎电机的输出轴连接，所述主轴的外侧竖向设置有三个环槽，所述环槽内转动安装有输出齿圈，所述主轴的内部对应环槽的位置各设置有三个齿槽，位于上下两个水平面上的所述齿槽内均安装有一个第一驱动齿轮(图中未画出)，位于中间水平面上的所述齿槽内均安装有两个啮合的第二驱动齿轮(图中未画出)，所述第一驱动齿轮及第二驱动齿轮均通过齿槽与输出齿圈啮合，所述驱动轴上安装有三个传动齿圈，所述传动齿圈与第一驱动齿轮及第二驱动齿轮啮合，所述第一驱动齿轮与传动齿圈之间的传动比大于第二驱动齿轮与传动齿圈之间的传动比；

9、所述输出齿圈上安装有刀座，所述刀座上安装有切碎刀。主轴为轴套且固定在碎料斗的内部，切碎电机带动驱动轴转动，驱动轴通过传动齿圈及第一驱动齿轮、第二驱动齿轮带动输出齿圈旋转，由于传动比的不同，由第二驱动齿轮带动的输出齿圈的转速大于第一驱动齿轮带动的输出齿圈的转速，输出齿圈带动切碎刀旋转，上下两个水平面上的切碎刀转速低于中间水平面上的切碎刀转速，岩渣经过三个水平面上的切碎刀时，大部分岩渣被三个水平面上的切碎刀进一步切碎，小部分直径大的岩渣被漏掉，在穿过切碎刀后落在碎石带上。

10、所述刀座为箱体结构，刀座的开口处安装有端盖，所述端盖的内侧对称设置有两个弧形的滑槽，端盖在滑槽的一端往上铣通有锁口，所述刀座远离输出齿圈的一侧端面上设置有椭圆形的卡口，刀座内部在卡口的位置转动安装有套接齿轮，所述套接齿轮的中部设置有椭圆形的轴口，所述端盖下端中部转动安装有锁紧齿轮，所述套接齿轮与锁紧齿轮啮合传动，所述锁紧齿轮上方对应滑槽的位置轴向安装有锁芯，所述锁芯下端安装有销轴，所述销轴滑动安装在锁紧齿轮中，锁芯与锁紧齿轮之间安装有锁紧弹簧，所述锁芯的尺寸与锁口的尺寸相同；

11、所述切碎刀一端通过轴杆安装有对接块，所述对接块为椭圆形，所述轴杆的长度等于刀座的壁厚。切碎刀与刀座对接时，对接块穿过卡口并嵌入套接齿轮的中部轴口，随后将切碎刀旋转度，套接齿轮带动锁紧齿轮旋转，锁芯在滑槽中滑动，在锁芯未达到锁口的位置时，锁紧弹簧(图中未画出)处于压缩状态，当锁芯位于锁口位置时，锁紧弹簧将锁芯顶入锁口中，通过锁芯与锁紧齿轮之间的销轴(图中未画出)，对锁芯齿轮的位置进行锁定，防止锁紧齿轮旋转，切碎刀旋转后，切碎刀通过对接块卡在刀座中，起到防止切碎刀从刀座中脱落的作用。当需要更换切碎刀时，往下安装锁芯，使锁紧弹簧压缩、锁芯进入滑槽内，然后反向旋转切碎刀，使对接块与卡口对齐，之后便可以抽出切碎刀。通过套接齿轮、锁紧齿轮及锁芯的设置，实现切碎刀的快速安装和拆卸。

12、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

13、1、可以实现全断面硬岩掘进机掘进过程中巷道的一次成型工作，提高全断面掘进机的断面利用率，减少工人施工强度，提高施工效率，进一步提高全断面硬岩掘进机的集成程度。

14、2、二次破碎后的岩渣从碎料斗中流出，当没有被碎料斗二次破碎的岩渣落在碎石带上时，碎石被碎石带的网带拦截，而被破碎成石屑的岩渣则穿过网带，并落在石屑带上，由于石屑带的长度小于碎石带的长度，石屑会被先回填到巷道底部，之后直径大的碎石被碎石带回填到石屑上，压料辊对碎石及石屑进行压平。先是回填直径小的石屑，可以减少岩渣与巷道之间的空隙，使回填形成的道路更加扎实。