掘進(jìn)機(jī)組合式截割破巖漲裂裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及掘進(jìn)機(jī)配件領(lǐng)域，確切地說(shuō)是采用目前多種技術(shù)進(jìn)行整合用于切割或破碎硬質(zhì)巖石并在掘進(jìn)機(jī)上得以實(shí)現(xiàn)的一種掘進(jìn)機(jī)組合式截割破巖漲裂裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，掘進(jìn)機(jī)械化在我國(guó)得到了迅猛的發(fā)展，尤其是在煤礦的煤巷和半煤巖巷道施工中，顯示出掘進(jìn)速度快、用人少、效率高及安全程度高的特點(diǎn)，為擴(kuò)大掘進(jìn)機(jī)的使用范圍，提高掘進(jìn)機(jī)在巖石巷道施工的機(jī)械效能，尤其是當(dāng)巖石單向抗壓強(qiáng)度大于60Mpa時(shí)，工礦企業(yè)往往采用大功率及噸位重的大型掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行施工，以期望掘進(jìn)機(jī)對(duì)巖石切割硬度能有進(jìn)一步的突破，生產(chǎn)實(shí)踐中，雖然硬巖掘進(jìn)機(jī)對(duì)巖石的截割能力有所提高，隨之而來(lái)的問(wèn)題是截齒損耗率急劇上升、截割粉塵嚴(yán)重飛揚(yáng)、設(shè)備安裝及回撤工期長(zhǎng)，成為硬巖巷道掘進(jìn)施工的難點(diǎn)，現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷，成為采礦工程領(lǐng)域技術(shù)人員急待解決的技術(shù)及設(shè)計(jì)難題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型技術(shù)改進(jìn)的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中，掘進(jìn)機(jī)截割頭工作期間破碎巖石阻力大，切割巖石方式的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不甚合理，原有的設(shè)計(jì)僅考慮了重力擠壓破碎巖石的機(jī)理，而忽略了巖石硬度增加，截齒強(qiáng)度不能完全相適應(yīng)，出現(xiàn)了破巖效果差的技術(shù)問(wèn)題，因此，提供一種截割工具損耗少，針對(duì)不同硬度巖石可選用不同工藝進(jìn)行作業(yè)，可提高工作效率，實(shí)現(xiàn)用新型的機(jī)械裝置代替擠壓破碎巖石工藝和傳統(tǒng)的爆破作業(yè)方式的一種掘進(jìn)機(jī)組合式截割破巖漲裂裝置。
[0004]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下:一種掘進(jìn)機(jī)組合式截割破巖漲裂裝置，其安裝在掘進(jìn)機(jī)上，所述掘進(jìn)機(jī)包括掘進(jìn)機(jī)本體、截割臂和PLC可編程邏輯控制器，所述截割臂鉸接在所述掘進(jìn)機(jī)本體前端，所述PLC可編程邏輯控制器安裝在所述掘進(jìn)機(jī)本體后端，所述掘進(jìn)機(jī)組合式截割破巖漲裂裝置包括受所述PLC可編程邏輯控制器控制可在所述截割臂上左右回轉(zhuǎn)及伸縮的組合式截割頭、液壓動(dòng)力站、兩個(gè)以上漲裂式巖石分裂器和至少一臺(tái)機(jī)載液壓鉆機(jī)，所述組合式截割頭與所述截割臂的前端固定連接，所述機(jī)載液壓鉆機(jī)固定在所述所述截割臂一側(cè)或雙側(cè)，所述漲裂式巖石分裂器均勻安裝在所述掘進(jìn)機(jī)本體兩側(cè)，所述液壓動(dòng)力站固定在所述掘進(jìn)機(jī)本體上，所述液壓動(dòng)力站提供所述漲裂式巖石分裂器的工作動(dòng)力。
[0005]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型還可以做如下改進(jìn):
[0006]進(jìn)一步，所述組合式截割頭包括橫軸截齒式截割頭、鋸切式截割頭、高速液壓馬達(dá)、低速液壓馬達(dá)、液壓回轉(zhuǎn)式減速器和大直徑伸縮油缸，所述橫軸截齒式截割頭與所述鋸切式截割頭均設(shè)置在所述液壓回轉(zhuǎn)式減速器前端，且在豎直方向上為上下并列設(shè)置，所述橫軸截齒式截割頭位于所述鋸切式截割頭上方；所述高速液壓馬達(dá)設(shè)于所述鋸切式截割頭內(nèi)部，所述低速液壓馬達(dá)設(shè)于所述橫軸截齒式截割頭內(nèi)部；所述液壓回轉(zhuǎn)式減速器的后端與所述大直徑伸縮油缸的前端轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述大直徑伸縮油缸的后端與所述截割臂固定連接。
[0007]采用上述進(jìn)一步技術(shù)方案的有益效果為，液壓動(dòng)力站、機(jī)載液壓鉆機(jī)、液壓巖石分裂器、高低速液壓馬達(dá)、液壓回轉(zhuǎn)式減速器均屬公知技術(shù)，配件選擇對(duì)于工程機(jī)械及液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員均可在網(wǎng)上和市場(chǎng)購(gòu)買；掘進(jìn)機(jī)組合式切割破巖裝置由PLC可編程邏輯控制器控制，使得與截割臂上相連接的組合式截割頭能夠進(jìn)行切割作業(yè)、可令組合式切割頭由液壓回轉(zhuǎn)式減速器帶動(dòng)進(jìn)行左右回轉(zhuǎn)、可令大直徑液壓油缸給予組合式截割頭動(dòng)力進(jìn)行伸縮式作業(yè)，再由掘進(jìn)機(jī)大臂帶動(dòng)組合式截割頭按照設(shè)掘進(jìn)設(shè)計(jì)的斷面完成有序切割作業(yè)。
[0008]進(jìn)一步，所述橫軸截齒式截割頭上包括橫軸、多個(gè)圓形截齒、多個(gè)環(huán)形軸套和截齒鏈條，所述軸套之間相互平行套設(shè)在所述橫軸上，所述截齒鏈條固定在所述橫軸中部的軸套上并與所述液壓回轉(zhuǎn)式減速器固定連接，所述截齒之間縱向相互平行固定在所述軸套和所述截齒鏈條上。
[0009]采用上述進(jìn)一步技術(shù)方案的有益效果是所述軸套帶動(dòng)所述截齒鏈條做圓周運(yùn)動(dòng)。
[0010]進(jìn)一步，所述鋸切式截割頭包括主軸、多個(gè)圓形金剛石鋸片和多個(gè)圓形金屬墊片，所述金剛石鋸片之間相互平行套設(shè)于所述主軸上，所述金屬墊片設(shè)于所述金剛石鋸片之間并與所述金剛石鋸片固定連接；所述金剛石鋸片與所述軸套相互交錯(cuò)且縱向直線排列。
[0011]進(jìn)一步，所述金剛石鋸片的外直徑大于所述截齒的的長(zhǎng)度和所述軸套的外直徑之和。
[0012]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是鋸切式截割頭采用高轉(zhuǎn)速小扭矩方式旋轉(zhuǎn)切害J，橫軸截齒式截割頭采用低轉(zhuǎn)速大扭矩方式旋轉(zhuǎn)切割，同時(shí)旋轉(zhuǎn)切割巖體。鋸切式截割頭的鋸片間距可用金屬墊片調(diào)節(jié)，作為客戶對(duì)煤、巖的切割成塊率的選項(xiàng)，對(duì)于野外作業(yè)或缺水地區(qū)可采用更換無(wú)水冷卻式金剛石鋸片方式進(jìn)行直接切割。
[0013]所述大直徑液壓油缸，用于掘進(jìn)機(jī)截割頭勻速伸縮切割作業(yè)，按施工設(shè)計(jì)要求切割出相應(yīng)的巷道斷面。組合式截割頭、液壓回轉(zhuǎn)式減速器及大直徑油缸均由可編程邏輯控制器PLC進(jìn)行控制。組合式截割頭采用模塊化設(shè)計(jì)，上、下截割頭可以根據(jù)巖石的硬度情況進(jìn)行拆分使用，即中等硬度及以下巖石用橫軸截齒式截割頭配合機(jī)載液壓鉆機(jī)及漲裂式巖石分裂器進(jìn)行施工，硬巖即單向抗壓強(qiáng)度大于60Mpa的巖石則采用組合式截割頭配合機(jī)載液壓鉆機(jī)及漲裂式巖石分裂器實(shí)施作業(yè)。
[0014]進(jìn)一步，所述金剛石鋸片與所述軸套之間設(shè)有至少90_的安全間隙。
[0015]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是所述安全間隙使所述鋸切式截割頭和所述橫軸截齒式截割頭在旋轉(zhuǎn)工作時(shí)，不會(huì)因相互碰撞而造成組合式截割頭的損壞。
[0016]進(jìn)一步，所述液壓回轉(zhuǎn)式減速器的回轉(zhuǎn)角度為O?90度。
[0017]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是所述液壓回轉(zhuǎn)式減速器，可用于掘進(jìn)機(jī)截割頭根據(jù)不同的工況，使組合式截割頭能夠左、右回轉(zhuǎn)，進(jìn)行切割作業(yè)，其回轉(zhuǎn)角為0-90度。
[0018]進(jìn)一步，所述掘進(jìn)機(jī)本體上還設(shè)有可為所述漲裂式巖石分裂器提供工作動(dòng)力的電動(dòng)機(jī)、液壓油泵和增壓器。
[0019]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓油泵，經(jīng)增壓器將大于50Mpa的高壓油輸送至漲裂式巖石分裂器，用漲裂式巖石分裂器將預(yù)先施工的巖石鉆孔進(jìn)行劈裂分解。在實(shí)施巖石漲裂破碎工序之前，先使用掘進(jìn)機(jī)截割臂上的機(jī)載液壓鉆機(jī)施工鉆孔，機(jī)載液壓鉆機(jī)安裝在掘進(jìn)機(jī)截割臂的單側(cè)或雙側(cè)。機(jī)載液壓鉆機(jī)具有預(yù)施工超前鉆孔、巖石分裂器鉆孔、斷層構(gòu)造帶探測(cè)、煤層或礦脈探測(cè)、高瓦斯礦井提前抽采瓦斯、沖擊地壓礦井超前卸壓等功能。
[0020]綜上所述，本實(shí)用新型依據(jù)巖石具有抗壓強(qiáng)度大、抗剪強(qiáng)度弱的特性，通過(guò)先對(duì)巖石進(jìn)行切割，由鋸切式截割頭所配置的多鋸片造出多個(gè)自由面，將巖體由整體塊狀鋸切成條狀，從而使巖石出現(xiàn)較多的節(jié)理和裂隙，再進(jìn)行敲擊破碎，其方法具有以巧力破硬巖之效能，構(gòu)思巧妙，顯示出獨(dú)特的新穎性。本實(shí)用新型即可以替代大型掘進(jìn)機(jī)作業(yè)，又可以取消傳統(tǒng)的爆破作業(yè)方式，還能夠解除邊遠(yuǎn)山區(qū)水資源缺乏而帶來(lái)的施工困擾，同時(shí)截齒損耗能夠大幅度降低，粉塵濃度也會(huì)大大下降，整機(jī)重量也僅僅是重型掘進(jìn)機(jī)的二分之一，利于運(yùn)輸與安裝，因此本實(shí)用新型是一項(xiàng)既有創(chuàng)新意義又有實(shí)用價(jià)值的技術(shù)選項(xiàng)。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)中組合式截割頭結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為本實(shí)用新型切割軌跡示意圖。
[0024]附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下:
[0025]1、組合式截割頭，2、橫軸截齒式截割頭，2-1、橫軸，2-2、截齒，2_3、軸套，2_4、截齒鏈條，3、鋸切式截割頭，3-1、主軸，3-2、金剛石鋸片，3-3，金屬墊片，4、高速液壓馬達(dá)，5、低速液壓馬達(dá)，6、液壓回轉(zhuǎn)式減速器，7、大直徑伸縮油缸，8、截割臂，9、機(jī)載液壓鉆機(jī)，10、掘進(jìn)機(jī)本體，11、漲裂式巖石分裂器，12、液壓動(dòng)力站，13,PLC可編程邏輯控制器，14、頂板，15、底板。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型