矿用全断面矩形掘进机支撑推进与调向机构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了矿用全断面矩形掘进机支撑推进与调向机构；包括鞍架、撑靴以及大梁，大梁设置在鞍架内，撑靴由两个撑靴组件组成，两个撑靴组件分别设置在鞍架的两侧；鞍架包括鞍架主体，鞍架主体的上部设有大梁安置槽，大梁安置槽的下部设有安装槽；四个耐磨密封导向套，两个水平浮动缸，所述两个水平浮动缸之间通过十字销组件连接；四个竖直浮动缸，竖直浮动缸上部通过长销轴与鞍架主体相连接，下部通过销子与油缸挡块和水平浮动缸连接；四组复位弹簧套组件，设置在鞍架主体上的滑道及滑道座；撑靴组件通过球窝与两个水平浮动缸分别连接。本实用新型可以实现竖直方向鞍架的移动自由度、旋转自由度和水平方向的移动自由度、旋转自由度。
【专利说明】矿用全断面矩形掘进机支撑推进与调向机构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种支撑推进与调向机构，特别涉及矿用全断面矩形掘进机支撑推进与调向机构。
【背景技术】
[0002]隧道掘进机是用机械破碎岩石、出碴和支护实行连续作业的一种综合设备。按掘进机在工作面上的切削过程，分为全断面掘进机和部分断面掘进机；按破碎岩石原理不同，又可分滚压式(盘形滚刀)掘进机和铣切式掘进机；中国产品多为滚压式全断面掘进机，适于中硬岩至硬岩；铣切式掘进机适用于煤层及软岩中；在推进油缸的轴向压力作用下，电动机驱动滚刀盘旋转，将岩石切压破碎，其周围有勺斗，随转动而卸到运输带上；硬岩不需支护，软岩支护时可喷射、浇灌混凝土或装配预制块；该机在岩性均匀、巷道超过一定长度时使用，经济合理。
[0003]目前，巷道掘进普遍采用隧道掘进机进行掘进施工，隧道掘进机支撑推进与方向控制中采用鞍架配拱形撑靴结构进行工作；目前巷道掘进机一般都是圆形截割，而在工程实际中矩形巷道需求量很大，矩形掘进机的需求量也越来越多，尤其是在煤矿巷道掘进领域，急需研发新型全断面矩形快速掘进机来替代原始掘进机，从根本上革新掘进工艺，从而彻底解决煤矿掘进功效低的问题；全断面矩形掘进机的支撑与调向系统又是保证机器满足工艺需求进行工作的关键所在，参考隧道掘进机中类似结构，可以通过改进设计应用于矩形掘进机的支撑推进与方向控制领域。从而解决工程实际中越来越多矩形掘进机支撑与调向存在的问题，为掘进机的支撑与调向开辟一个新的方向。
[0004]随着矩形掘进机越来越多的应用于隧道巷道掘进，矩形掘进机支撑与方向控制问题也随之产生；如何有效的对机头进行方向检测，并且在机头工作过程中进行实时控制纠偏对方向控制系统提出了新的要求；整机的方向控制机构与整机的支撑推进机构之间如何在有限的空间有效合理连接布置并发挥作用是个难题，既满足方向控制、又提供支撑反力。
实用新型内容
[0005]本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、能够提高掘进机挖掘效率的矿用全断面矩形掘进机支撑推进与调向机构。
[0006]为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下:
[0007]矿用全断面矩形掘进机支撑推进与调向机构；包括鞍架、撑靴以及大梁，所述大梁设置在鞍架内，所述撑靴由两个撑靴组件组成，所述两个撑靴组件分别设置在鞍架的两侧；所述鞍架包括
[0008]一鞍架主体，所述鞍架主体的上部设有大梁安置槽，所述大梁安置槽的下部设有贯穿鞍架主体的安装槽，所述安装槽与大梁安置槽导通；
[0009]四个耐磨密封导向套，所述耐磨密封导向套分别设置在大梁安置槽底部的四个端角处；[0010]两个水平浮动缸，所述两个水平浮动缸对称设置在安装槽内，所述两个水平浮动缸之间通过十字销组件连接；
[0011]四个竖直浮动缸，所述四个竖直浮动缸两两对称设置在鞍架主体内，所述竖直浮动缸上部通过长销轴与鞍架主体相连接，下部通过销子与油缸挡块和水平浮动缸连接；
[0012]四组复位弹簧套组件，每组复位套组件由两个弹簧套组件组成，四组复位弹簧套组件两两对称设置在鞍架主体的两侧面上；且每个复位弹簧套组件位于鞍架主体内的一端均顶住油缸挡块，并可在上面滑移；
[0013]一设置在鞍架主体上的滑道及滑道座；
[0014]所述大梁两侧面的底部均设有导向机构，大梁安置在大梁安置槽内时，该导向机构位于耐磨密封导向套内；
[0015]所述撑靴组件上设有主推油缸，所述撑靴组件通过球窝与两个水平浮动缸分别连接。
[0016]在本实用新型的一个实施例中，所述十字销组件通过法兰将两个水平浮动缸连接
在一起。
[0017]在本实用新型的一个实施例中，所述导向机构为滑轨。
[0018]在本实用新型的一个实施例中，所述撑靴组件的前后侧面底部设有导向槽。
[0019]在本实用新型的一个实施例中，所述撑靴组件的前后侧面中部设有导向燕尾槽。
[0020]通过上述技术方案，本实用新型的有益效果是:
[0021]本实用新型在鞍架的内部设有水平浮动缸和竖直浮动缸，整个鞍架可以绕着水平浮动缸旋转，也可以绕着中间十字销组件轴旋转，同时水平浮动缸和竖直浮动缸伸缩，可以实现竖直方向鞍架的移动自由度、旋转自由度和水平方向的移动自由度、旋转自由度，其提高了挖掘时的效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本实用新型结构示意图；
[0024]图2为本实用新型鞍架结构示意图；
[0025]图3为本实用新型大梁结构示意图；
[0026]图4为本实用新型撑靴组件结构示意图；
[0027]图5为本实用新型工作原理图。
[0028]图中数字和字母所表示的相应部件名称:
[0029]100、鞍架110、鞍架主体120、大梁安置槽130、安装槽140、耐磨密封导向套150、水平浮动缸151、油缸挡块160、十字销组件170、竖直浮动缸180、复位弹簧套组件181、弹簧套组件190、滑道及滑道座200、撑靴210、撑靴组件211、导向槽212、导向燕尾槽213、主推油缸300、大梁310、导向机构400、支架底座410、反力座420、主顶油缸430、支架顶梁。【具体实施方式】
[0030]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
[0031]参见图1至图5所示，本实用新型公开了矿用全断面矩形掘进机支撑推进与调向机构，包括鞍架100、撑靴200以及大梁300，大梁300设置在鞍架100内，撑靴200由两个撑靴组件210组成，两个撑靴组件210分别设置在鞍架100的两侧；撑靴组件210为矩形撑靴组件，撑靴组件210上设有主推油缸213，大梁两侧面的底部均设有导向机构310，导向机构为滑轨，鞍架100与大梁300通过大梁底部的滑轨连接，大梁300的前端与前部机头法兰连接，鞍架100沿着滑轨可以前后滑移，鞍架通过滑轨带动大梁和机头以机头前端为支点上下左右纠偏进行方向控制。
[0032]本实用新型鞍架100包括鞍架主体110、两个水平浮动缸150、四个竖直浮动缸170、四组复位弹簧套组件180以及滑道及滑道座190，鞍架主体110的上部设有大梁安置槽120,大梁安置槽120的下部设有贯穿鞍架主体的安装槽130,安装槽130与大梁安置槽120导通；在大梁安置槽底部的四个端角处设有耐磨密封导向套140 ;耐磨密封导向套140与大梁底部的滑轨配合连接，滑轨设置在耐磨密封导向套140内，滑轨可在耐磨密封导向套内左右移动；两个水平浮动缸150对称设置在安装槽130内，两个水平浮动缸之间通过十字销组件160连接，十字销组件通过法兰将两个水平浮动缸连接在一起，两个水平浮动缸150的另一端通过球窝(图中未画出)分别与撑靴组件210连接；四个竖直浮动缸170两两对称设置在鞍架主体内，竖直浮动缸170下部连接有油缸挡块151，油缸挡块151对称成组连接；每组复位弹簧套组件180由两个弹簧套组件181组成，四组复位弹簧套组件两两对称设置在鞍架主体的两侧面上；且每个复位弹簧套组件位于鞍架主体内的一端均顶住油缸挡块，复位弹簧套组件可在上面滑移，并且该复位弹簧套组件不会滑出；油缸挡块151相互之间连接，并保证水平浮动缸150不直接承受竖直浮动缸的径向力；鞍架可绕着中间十字销组件旋转，整个鞍架可以绕着水平浮动缸旋转，同时水平浮动缸和竖直浮动缸伸缩，可以实现竖直方向鞍架的移动自由度、旋转自由度和水平方向的移动自由度、旋转自由度。
[0033]撑靴组件210通过球窝与水平浮动缸150连接，使鞍架横跨于两个撑靴组件之间，撑靴组件的前后侧面底部均设有导向槽211，前后侧面中部均设有导向燕尾槽212;通过导向槽211与嵌入主机的耐磨导向板连接导向，同时与主机后部的反力座连接导向，撑靴沿着导向板在耐磨板上滑移，工作时撑靴滑移，并撑住巷道侧壁产生摩擦力提供推进所需的力；通过该连接方式将撑靴与主机机架连接，实现了支撑推进与调向机构的合理布置。
[0034]本实用新型实现了掘进机整机机头与支撑推进与调向机构之间的软连接，可以有效降低震动的传递，同时有效合理的布置使整机的支撑推进与调向机构成为一体，极大的利用了有限的空间。
[0035]本实用新型在工作时，撑靴组件210与支架底座400上的反力座410通过导向槽211连接，导向燕尾槽212起连接导向作用，支架底座400主顶油缸420伸出，支架顶梁430撑住巷道顶板产生摩擦力，撑靴组件210撑住巷道侧帮产生摩擦力,其中支架顶梁430的摩擦力通过反力座410与导向槽211传递给撑靴组件210，产生的总摩擦力提供支撑的推进力，鞍架水平浮动缸150和竖直浮动缸170以撑靴组件210为支点带动鞍架100上下左右运动，鞍架100通过导向机构310带动大梁300和机头以机头支点进行角度纠偏和方向控制；主推油缸213推动机头工作一个行程以后，以机头为支点主推油缸213收缩拉动整个后平台前移一个行程，然后再进入下一个主推过程；大梁300与鞍架100起到导向作用，控制机头运动方向，纠偏时，支架底座400和撑靴组件210先撑开并稳住支架底座，鞍架水平浮动缸150以支架底座为支点伸缩带动大梁300和机头以机头前端为支点左右纠偏和方向控制，鞍架竖直浮动缸170带动鞍架100竖直方向运动从而带动大梁300和机头以机头前端为支点竖直方向进行纠偏和方向控制。
[0036]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.矿用全断面矩形掘进机支撑推进与调向机构；包括鞍架、撑靴以及大梁，所述大梁设置在鞍架内，所述撑靴由两个撑靴组件组成，所述两个撑靴组件分别设置在鞍架的两侧；其特征在于:所述鞍架包括 一鞍架主体，所述鞍架主体的上部设有大梁安置槽，所述大梁安置槽的下部设有贯穿鞍架主体的安装槽，所述安装槽与大梁安置槽导通； 四个耐磨密封导向套，所述耐磨密封导向套分别设置在大梁安置槽底部的四个端角处； 两个水平浮动缸，所述两个水平浮动缸对称设置在安装槽内，所述两个水平浮动缸之间通过十字销组件连接； 四个竖直浮动缸，所述四个竖直浮动缸两两对称设置在鞍架主体内，所述竖直浮动缸上部通过长销轴与鞍架主体相连接，下部通过销子与油缸挡块和水平浮动缸连接； 四组复位弹簧套组件，每组复位套组件由两个弹簧套组件组成，四组复位弹簧套组件两两对称设置在鞍架主体的两侧面上；且每个复位弹簧套组件位于鞍架主体内的一端均顶住油缸挡块,并可在上面滑移； 一设置在鞍架主体上的滑道及滑道座； 所述大梁两侧面的底部均设有导向机构，大梁安置在大梁安置槽内时，该导向机构位于耐磨密封导向套内； 所述撑靴组件上设有主推油缸，所述撑靴组件通过球窝与两个水平浮动缸分别连接。
2.根据权利要求1所述的矿用全断面矩形掘进机支撑推进与调向机构，其特征在于:所述十字销组件通过法兰将两个水平浮动缸连接在一起。
3.根据权利要求1所述的矿用全断面矩形掘进机支撑推进与调向机构，其特征在于:所述导向机构为滑轨。
4.根据权利要求1所述的矿用全断面矩形掘进机支撑推进与调向机构，其特征在于:所述撑靴组件的前后侧面底部设有导向槽。
5.根据权利要求1所述的矿用全断面矩形掘进机支撑推进与调向机构，其特征在于:所述撑靴组件的前后侧面中部设有导向燕尾槽。
【文档编号】E21D9/06GK203769787SQ201320892398
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】彭军, 陈根林, 杨芝苗 申请人:上海安运输送设备有限公司, 中煤科工集团上海研究院