專利名稱：小型多功能掘進機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及煤礦巷道掘進機械和煤礦采掘機械，具體講是一種能實現(xiàn)連續(xù)巷道掘
進和煤礦綜合采掘作業(yè)的小型多功能掘進機。
背景技術：
隨著煤礦的持續(xù)開發(fā)，低矮的煤層越來越多，目前大中型掘進機的高度都是在 1. 5m以上，寬度在2m以上，體積大，在煤礦的中小型巷道、輔助巷道或較薄煤層的采掘中使 用不便，不少煤礦在這種工況中實行炮采，炮采的危險性很高，作業(yè)效率嚴重影響了巷道掘 進速度和綜合采掘速度；懸臂式掘進機的截割頭和截割臂是緊固連接，無法實現(xiàn)更換多種 功能裝置完成多功能作業(yè)，設備利用率不高，需重復投入其它設備。 懸臂式掘進機采用伸縮式或不伸縮式的直臂結構，只能靠行走的驅動力來推進鏟 板裝料，效率不高，對掘進機鏟板前部和左右側面的物料需要人工輔助喂料到輸送機構，人 工作業(yè)慢，往往造成煤礦堆積在鏟板前部和機器的左右前側面，滿足不了輸送機構的能力 要求，設備利用效率不夠；直臂式截割臂裝置的掘進機在完成巷道截割后，巷道的頂面和左 右側面表面危險物很多、平整度不好，需要人工來完成危險物清除和平整表面，才能進行下 一步的支護作業(yè)。由于這些輔助裝料人員和進行巷道頂面和側面的清理和平整的人員處在 巷道的非支護區(qū)，作業(yè)環(huán)境非常危險，加上人工的作業(yè)效率低下，降低了巷道掘進速度，嚴 重影響煤礦生產(chǎn)和效益，甚至危及人工的生命安全。 在很多煤礦掘進巷道的初期，沒有水源供應，大多掘進機在無外接水源時無法進 行工作，因為沒有水源冷卻液壓油，油溫會大幅度提高，影響機器的液壓件的可靠性和使用 壽命；部分機器設計一個水箱，在水箱內(nèi)用銅管焊接成油冷卻器，散熱面積不夠，冷卻效果 不好，且體積龐大，在無外接水源供應時，液壓油溫一樣會溫升很快，機器工作時間非常短。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新型的小型多功能掘進機，不僅能完成中小型巷道的掘 進作業(yè)，還可以適合中小斷面的煤礦的綜合采掘作業(yè)；便于實現(xiàn)截割頭或破碎錘或鏟斗的 更換，完成破碎、耙渣轉運等多功能作業(yè)；實現(xiàn)截割的同時，對巷道頂部和側壁的危險物和 不平整處完成修復；在無外接水源供應時，水箱內(nèi)部的水能循環(huán)工作降低液壓油溫度，機器 一樣能夠正常工作。 —種小型多功能掘進機，包括機架，機架下部設置行走機構，機架前端下部設置鏟 板機構、中下部自前向后延伸設置有輸送機構，機架上還設置有動力機構和冷卻系統(tǒng)，其特 征在于機架前端設置有用于安裝截割頭或破碎錘或鏟斗的執(zhí)行控制機構，執(zhí)行控制機構 安裝在機架前端設置的轉向機構上；冷卻系統(tǒng)包括冷卻水源通過水濾清器經(jīng)管道e接到主 水箱，主水箱通過管道接到副水箱，副水箱的冷卻水通過管路b由水泵抽出經(jīng)管路g到三通 球閥，三通球閥有兩個出口 ， 一路經(jīng)管路d回到主水箱，另一路經(jīng)管路C到噴出；液壓油經(jīng)過 管路接到裝在主水箱內(nèi)的兩個不銹鋼制作的板翅式油換熱器，再接出回到液壓油箱，把板翅式油換熱器中的液壓油和主水箱中的水密封隔離布置。 上述技術方案中，機架前端設置有用于安裝截割頭或破碎錘或鏟斗的執(zhí)行控制機 構，執(zhí)行控制機構安裝在機架前端設置的轉向機構上，截割頭的鉸接式連接，方便拆卸，以 方便更換破碎錘或鏟斗等多種功能裝置實現(xiàn)多功能作業(yè)；在沒有外接水源供應的情況下， 主、副水箱內(nèi)的循環(huán)水通過循環(huán)散熱，降低水溫；循環(huán)水對通過不銹鋼制作的板翅式油換熱 器內(nèi)的液壓油進行散熱，最終保證液壓系統(tǒng)能一直進行正常工作，延長液壓件的使用壽命。


圖1是本發(fā)明的小型多功能掘進機結構示意圖； 圖2是本發(fā)明的單電機分動箱構成的動力機構的結構示意圖； 圖3是本發(fā)明的單電機分動箱油池位置示意圖； 圖4是本發(fā)明的截割臂及執(zhí)行控制機構的結構示意圖； 圖5是本發(fā)明的橫向截割頭外形立體結構示意圖； 圖6是本發(fā)明的液壓系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)的結構示意圖。
具體實施例方式
結合圖l，小型多功能掘進機包括機架IO，機架10下部設置行走機構20，機架10 前端下部設置鏟板機構30、中下部自前向后延伸設置有輸送機構70，機架10上還設置有動 力機構60和冷卻系統(tǒng)40，機架10前端設置有用于安裝截割頭或破碎錘或鏟斗的執(zhí)行控制 機構50，執(zhí)行控制機構50安裝在機架10前端設置的轉向機構80上；行走機構20用于帶 動掘進機的行走，輸送機構70將開采的物料經(jīng)由鏟板機構30引導實施輸送。
冷卻系統(tǒng)40包括冷卻水源通過水濾清器41經(jīng)管道e接到主水箱42，主水箱42 通過管道接到副水箱43，副水箱43的冷卻水通過管路b由水泵44抽出經(jīng)管路g到三通球 閥45，三通球閥45有兩個出口 ， 一路經(jīng)管路d回到主水箱42，另一路經(jīng)管路c到噴出；液壓 油經(jīng)過管路接到裝在主水箱42內(nèi)的兩個不銹鋼制作的板翅式油換熱器47，再接出回到液 壓油箱，把板翅式油換熱器47中的液壓油和主水箱42中的水密封隔離布置。主水箱42和 副水箱43之間經(jīng)由管路a、 f與板翅式水換熱器46相互連通。上述冷卻系統(tǒng)40主要由一 個主水箱42、一個副水箱43和一個水散熱器組成在主水箱42內(nèi)安裝了兩個不銹鋼制作 的板翅式油換熱器47來進行換熱，把液壓油的熱量傳遞給水箱內(nèi)的水，換熱器體積小，散 熱面積大，冷卻液壓油效果好；在電機的風扇端外側，安裝一個銅制板翅式水散熱器46，利 用電機的風扇吸氣，穿過銅制板翅式水散熱器的空氣把銅制板翅式水散熱器內(nèi)水的熱量帶 走，體積小，冷卻效果良好。在沒有外接水源供應的情況下，主、副水箱42、43內(nèi)的循環(huán)水通 過銅制板翅式水散熱器循環(huán)散熱，降低水溫；循環(huán)水對通過不銹鋼制作的板翅式油換熱器 47內(nèi)的液壓油進行散熱，最終保證液壓系統(tǒng)能一直進行正常工作，延長液壓件的使用壽命。 控制冷卻水從管路c輸出，噴灑到截割頭90上，冷卻截割頭90，減少和控制灰塵。
結合圖1、4、5，所述的執(zhí)行控制機構50由大臂57和小臂55組成，小臂55裝在大 臂57前端，兩者之間采用鉸接連接；大臂57的尾端與轉向機構80鉸接，大臂57的中部與 大臂油缸58的活塞桿端頭鉸接，大臂油缸58的缸體尾端與轉向機構80鉸接，大臂57和小 臂55的中部之間設置小臂油缸56，小臂55前端連接有截割頭90，截割頭90包括支架91，支架91上設置左截割頭92、右截割頭93，左截割頭92、右截割頭93為輪轂狀，其轉軸與上 述鉸接軸的回轉軸芯平行，左截割頭92、右截割頭93的周面和外側面上布置截齒94，上述 鉸接軸位于水平方向，轉向機構80的轉軸位于鉛垂方向。大臂57下端和轉向機構80鉸接， 大臂57可以左右偏擺，加上控制大臂油缸58、小臂油缸56和挖掘油缸54，可上下大范圍地 調(diào)節(jié)截割頭90的作業(yè)位置，提高掘進機的操作靈活性；如圖1所示截割頭90可處于上、中、 下或之間的任意位置。 所述的大臂油缸58、小臂油缸56分別位于大臂57和小臂55的下方，搖桿53的下 端與小臂55的中段鉸接連接，搖桿53的上端與連桿52的后端鉸接，連桿52的前端和截割 頭90的支架91鉸接，支架91鉸接裝在小臂55前端，由支架91、連桿52、搖桿53、小臂55 組成四連桿機構，支架91與小臂55之間設置挖掘油缸54，所述的挖掘油缸54的一端鉸接 在小臂55上，另一端鉸接在搖桿53與連桿52的鉸接軸上，挖掘油缸54位于小臂55上方。
上述結構的優(yōu)選方案具有以下顯著效果使得截割頭的靈活性大大提高，進一步 加大截割頭的作業(yè)范圍；截割頭的鉸接式連接，方便拆卸，以方便更換多種功能裝置實現(xiàn)多 功能作業(yè)；截割臂裝置能左右偏擺，加上能獨立操作的大臂、小臂和截割頭的姿態(tài)，不但可 以完成正常的銑挖作業(yè)，還可以完成對堆積在鏟板前方和機器左右側面的物料進行輔助裝 料，滿足輸送機構的能力要求，加快掘進作業(yè)速度；采用液壓馬達驅動的橫向截割頭，雙截 割頭結構，截割頭周面和左右側面帶截割齒。在正常的掘進作業(yè)的同時，巷道的頂部和側壁 已經(jīng)光滑平整，減少巷道修復的這道程序；由于截割頭90和小臂55鉸接式連接，可以簡易 地更換截割頭為破碎錘，作為破碎機實現(xiàn)大石塊的破碎作業(yè)；簡易地更換截割頭為鏟斗，作 為裝煤機，能完成高效的耙渣轉運作業(yè)，實現(xiàn)一機多能。 動力機構60設有一個輸入端和至少兩個以上的輸出端，其輸入端與動力源的輸 出端相連。 優(yōu)選方案就是如圖2、3所示的具體結構，所述的動力機構60設有一個輸入端和三 個輸出端，該輸入端與防爆電機67的輸出軸相連，三個輸出端分別驅動第一液壓泵64A、第 二液壓泵64B及水泵65轉動。 動力機構60包括分動箱63，輸入齒輪61位于分動箱63內(nèi)且其轉軸與防爆電機67 之間采用聯(lián)軸器62相連，輸入齒輪61的軸心線與防爆電機67的輸出軸的軸心線相吻合。
所述的輸入齒輪61的旁側分別設有與其外嚙合的第一輸出齒輪66A和第二輸出 齒輪66B，第一輸出齒輪66A和第二輸出齒輪66B的直徑小于輸入齒輪61的直徑，第一輸出 齒輪66A和第二輸出齒輪66B的輸出軸分別驅動第一液壓泵64A和第二液壓泵64B轉動， 輸入齒輪61直接驅動水泵65轉動。 所述的分動箱63的下方設有散熱裝置，所述的散熱裝置為油池69，第一輸出齒輪 66A、第二輸出齒輪66B和輸入齒輪61的軸芯位于同一水平面內(nèi)。 采用單電機分動箱輸出方案，分動箱有一個輸入口、三個輸出口，兩個輸出口接液 壓泵，一個接水泵。比現(xiàn)有技術方案減少了 2個防爆電機，減少電器件，提高安全性；減少電 機使得機器總體布置簡單，集成性高，有效減少機器的結構尺寸；具體實施時，因為液壓泵 64A、64B是正轉設計，采用電機67必須為反轉，且第一輸出齒輪66A和第二輸出齒輪66B為 增速傳動，這樣的設計滿足64A、64B的額定轉速2200rpm的要求；驅動水泵65的輸出輪與 輸入齒輪61之間由平鍵68聯(lián)接，為等速傳動，且方向一致，即采用反轉水泵，這樣的設計滿足水泵的額定轉速1450rpm的要求；如圖3所示，由于分動箱體積小、驅動扭矩大，為有效增 加齒輪油的油量和散熱面積，在分動箱63的下部設計一個油池69，使得分動箱63內(nèi)齒輪 油的熱平衡溫度小于85t:，提高齒輪、軸承和密封圈的使用壽命，從而提高分動箱的使用壽 命。本設計有效減少掘進機防爆電機數(shù)量，提高安全性；布置簡單清晰，節(jié)省空間，且方便維
護保養(yǎng)；單電機分動箱減小掘進機外形尺寸，增加井下設備工作的靈活性。 該新型截割裝置不僅能完成正常的巷道和煤礦的掘進，還能操作截割頭90大范
圍對落煤完成輔助裝料作業(yè)，把鏟板機構20前方和機器左右方向的落煤裝到鏟板上的輸
送機構中；橫向截割頭能完成周向截割和側面截割，在截割巷道的同時，已經(jīng)平整了巷道的
頂面和左右側面，不會還有危險物存在，方便下一步的巷道支護作業(yè)，改進了巷道掘進和煤
礦采掘的作業(yè)工序，提高了煤礦生產(chǎn)效率。 本發(fā)明實施例子的機身高度為1. 45m，機身寬度為1. 6m，機重為7. 5T，為小型化、 多功能設計，能滿足煤礦對掘進機械和采掘機械的小型化和多功能化的需求，特別能滿足 國家對中小煤礦采用機械化施工的要求，減少煤礦對設備的投入，節(jié)約了資金，減少人工的 投入，最大程度地給予勞動者安全保證。
權利要求
一種小型多功能掘進機，包括機架(10)，機架(10)下部設置行走機構(20)，機架(10)前端下部設置鏟板機構(30)、中下部自前向后延伸設置有輸送機構(70)，機架(10)上還設置有動力機構(60)和冷卻系統(tǒng)(40)，其特征在于機架(10)前端設置有用于安裝截割頭或破碎錘或鏟斗的執(zhí)行控制機構(50)，執(zhí)行控制機構(50)安裝在機架(10)前端設置的轉向機構(80)上；冷卻系統(tǒng)(40)包括冷卻水源通過水濾清器(41)經(jīng)管道e接到主水箱(42)，主水箱(42)通過管道接到副水箱(43)，副水箱(43)的冷卻水通過管路b由水泵(44)抽出經(jīng)管路g到三通球閥(45)，三通球閥(45)有兩個出口，一路經(jīng)管路d回到主水箱(42)，另一路經(jīng)管路c到噴出；液壓油經(jīng)過管路接到裝在主水箱(42)內(nèi)的兩個不銹鋼制作的板翅式油換熱器(47)，再接出回到液壓油箱，把板翅式油換熱器(47)中的液壓油和主水箱(42)中的水密封隔離布置。
2. 根據(jù)權利要求l所述的小型多功能掘進機，其特征在于所述的執(zhí)行控制機構(50) 由大臂(57)和小臂(55)組成，小臂(55)裝在大臂(57)前端，兩者之間采用鉸接連接；大 臂(57)的尾端與轉向機構(80)鉸接，大臂(57)的中部與大臂油缸(58)的活塞桿端頭鉸 接，大臂油缸(58)的缸體尾端與轉向機構(80)鉸接，大臂(57)和小臂(55)的中部之間 設置小臂油缸(56)，小臂(55)前端連接有截割頭(90)，截割頭(90)包括支架(91)，支架 (91)上設置左截割頭(92)、右截割頭(93)，左截割頭(92)、右截割頭(93)為輪轂狀，其轉 軸與上述鉸接軸的回轉軸芯平行，左截割頭(92)、右截割頭(93)的周面和外側面上布置截 齒(94)，上述鉸接軸位于水平方向，轉向機構(80)的轉軸位于鉛垂方向。
3. 根據(jù)權利要求1所述的小型多功能掘進機，其特征在于所述的主水箱(42)和副水 箱(43)之間經(jīng)由管路a、f與板翅式水換熱器(46)相互連通。
4. 根據(jù)權利要求l所述的小型多功能掘進機，其特征在于所述的動力機構(60)設有 一個輸入端和至少兩個以上的輸出端，其輸入端與動力源的輸出端相連。
5. 根據(jù)權利要求2所述的小型多功能掘進機，其特征在于所述的大臂油缸(5S)、小臂 油缸(56)分別位于大臂(57)和小臂(55)的下方，搖桿(53)的下端與小臂(55)的中段鉸 接連接，搖桿(53)的上端與連桿(52)的后端鉸接，連桿(52)的前端和截割頭(90)的支架 (91)鉸接，支架(91)鉸接裝在小臂(55)前端，由支架(91)、連桿(52)、搖桿(53)、小臂(55) 組成四連桿機構，支架(91)與小臂(55)之間設置挖掘油缸(54)，所述的挖掘油缸(54)的 一端鉸接在小臂(55)上，另一端鉸接在搖桿(53)與連桿(52)的鉸接軸上，挖掘油缸(54) 位于小臂(55)上方。
6. 根據(jù)權利要求4所述的小型多功能掘進機，其特征在于所述的動力機構(60)設有 一個輸入端和三個輸出端，該輸入端與防爆電機(67)的輸出軸相連，三個輸出端分別驅動 第一液壓泵(64A)、第二液壓泵(64B)及水泵(65)轉動。
7. 根據(jù)權利要求6所述的小型多功能掘進機，其特征在于所述的動力機構(60)包括 分動箱(63)，輸入齒輪(61)位于分動箱(63)內(nèi)且其轉軸與防爆電機(67)之間采用聯(lián)軸器 (62)相連，輸入齒輪(61)的軸心線與防爆電機(67)的輸出軸的軸心線相吻合。
8. 根據(jù)權利要求6或7所述的小型多功能掘進機，其特征在于所述的輸入齒輪(61) 的旁側分別設有與其外嚙合的第一輸出齒輪(66A)和第二輸出齒輪(66B)，第一輸出齒輪 (66A)和第二輸出齒輪(66B)的直徑小于輸入齒輪(61)的直徑，第一輸出齒輪(66A)和第 二輸出齒輪(66B)的輸出軸分別驅動第一液壓泵(64A)和第二液壓泵(64B)轉動，輸入齒輪(61)直接驅動水泵(65)轉動。
9.根據(jù)權利要求6所述的小型多功能掘進機，其特征在于所述的分動箱(63)的下方 設有散熱裝置，所述的散熱裝置為油池(69)，第一輸出齒輪(66A)、第二輸出齒輪(66B)和 輸入齒輪(61)的軸芯位于同一水平面內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種小型多功能掘進機，包括下部設置有行走機構的機架，機架前端下部設置鏟板機構、中下部自前向后延伸設置有輸送機構，機架上還設置有動力機構和冷卻系統(tǒng)，機架前端設置轉向機構，轉向機構上設置有用于安裝截割頭或破碎錘或鏟斗的執(zhí)行控制機構；冷卻系統(tǒng)包括主、副水箱，板翅式水散熱器，水泵和三通球閥及其適配管路等，冷卻液壓油的板翅式油換熱器布置在主水箱內(nèi)。本機械便于實現(xiàn)截割頭或破碎錘或鏟斗的更換，適應多功能作業(yè)；能實現(xiàn)截割的同時輔助完成裝料作業(yè)，并減少修復巷道頂部和側壁的專門程序；在無外接水源供應時，水箱內(nèi)部的冷卻水能循環(huán)工作降低液壓油溫度，保證機器能夠正常工作。
文檔編號E21D9/00GK101709647SQ200910185899
公開日2010年5月19日 申請日期2009年12月11日 優(yōu)先權日2009年12月11日
發(fā)明者曹安華, 鄭衍祥, 閻季常, 龔良發(fā) 申請人:黃山市徽州安華工程機械有限公司