一种多功能隧道掘进支护机的制作方法

本实用新型属于工程机械技术领域，尤其涉及一种多功能隧道掘进支护机。

背景技术：

当前隧道施工的现状是，一般在山岭隧道中，硬岩隧道掘进多采用人工凿岩爆破、人工支护，较少使用凿岩台车掘进；在软岩隧道掘进中，多采用人工凿岩爆破、人工支护，较少采用铣挖机掘进。

目前，国内高铁建设、高速公路和地铁建设飞速发展，隧道工程机械市场需求剧增。现有市场上的隧道掘进机械一般主要分为两大类：

一是凿岩台车：分单臂、双臂和三臂钻孔台车；按走行方式分为轨道式、轮胎式和履带式三种；按掘进围岩类别可分为硬岩掘进机和软岩掘进机两种，其中软岩掘进机多采用柴油机驱动的铣挖机，在施工时排放废气对隧道环境污染很重、对作业人员健康产生危害、同时增加了隧道通风成本和通风时间，降低了施工进度，并且现有铣挖机只能做铣挖掘进，没有隧道初期支护功能。

二是全断面隧道掘进机，又称TBM，它是一种在岩石中用专用刀具直接开挖隧道的机械。其具有施工速度快、施工质量高、低污染、有隧道支护功能、安全可靠等优点。但是，采用该机械时隧道断面必须设计成圆形断面，这是一般山岭隧道设计规范无法适用的，一般适用于城市地铁施工，而且价格昂贵、使用成本很高。

针对目前现有的掘进设备已经无法满足当前施工的需求，现急需一种既能适应软岩掘进、又具有隧道初期支护功能，取代人工作业、造价低廉、无污染、安全可靠、适应任何隧道断面的隧道掘进机械。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种多功能隧道掘进支护机，旨在解决当前隧道施工机械所不能满足的现实需求，实现了软岩掘进和隧道初期支护一体化作业，填补了国内空白。

本实用新型是这样实现的：一种多功能隧道掘进支护机，其主要包括行走机构、设置在行走机构上的回转平台和安装在回转平台上的凿岩装置、传动装置及支护装置，所述回转平台通过回转支撑安装在行走机构上，回转支撑带动回转平台左右旋转，所述回转平台上设置有驾驶室，所述支护装置包括液压升降机、轨道和行走小车，所述液压升降机固定在回转平台上，所述轨道固定在液压升降机的顶端，所述行走小车安装在轨道上，可以纵横行走，所述行走小车上安装有钻机。

进一步地，所述凿岩装置包括液压铣挖机、四连杆机构和铲臂，所述液压铣挖机固定在四连杆机构上，所述四连杆机构与铲臂一端活动连接，所述铲臂另一端与回转平台铰接。

进一步地，所述铲臂包括大铲臂和小铲臂，所述大铲臂铰接在回转平台上，小铲臂与大铲臂铰接,四连杆机构与小铲臂铰接，彼此之间均采用液压油缸驱动旋转。

进一步地，所述传动装置包括底盘、连接法兰、电机法兰盘、高压油泵和驱动电机，所述驱动电机下面固定底盘，所述底盘用于将整个传动装置固定在回转平台上，所述驱动电机的输出轴上设置有电机法兰盘，电机法兰盘连接有弹性减震器，所述弹性减震器中心设有花键套，所述弹性减震器通过花键套与高压油泵上的输出花键轴连接，所述高压油泵通过连接法兰与驱动电机固定连接。

进一步地，所述电机法兰盘与弹性减震器以螺栓连接，所述高压油泵通过连接法兰与驱动电机用螺栓连接固定。

进一步地，所述行走小车包括主轨道、横向小车和纵向小车，所述主轨道的两轨道的端部均设有限位块，所述纵向小车通过安装在纵向小车上的滚轮活动安装在主轨道上，所述横向小车通过安装在横向小车上的滚轮活动安装在纵向小车上，所述横向小车和纵向小车上均设置有定位锁紧机构。

进一步地，所述驾驶室内安装有空调。

本实用新型是将液压铣挖机用于隧道掘进作业，液压铣挖机的工作状态和方法如下：液压铣挖机安装在四连杆机构上，四连杆机构安装在铲臂上，铲臂安装在回转平台上，铲臂和四连杆机构通过液压油缸驱动，实现铣挖机调整到不同的方位工作，液压铣挖机通过液压马达驱动，驱动电机驱动高压油泵，高压油泵为铲臂、四连杆机构、液压铣挖机和回转支承及行走机构提供动力，液压铣挖机、回转支承和行走机构通过液压马达驱动；在回转平台上方配一台液压升降机，在液压升降机顶上安装轨道，把行走小车安装在轨道上，把钻机安装在行走小车上，小车可以在液压升降机上面进行纵向和横向行走，以便钻机全方位进行支护作业，钻机和液压升降机分别有自己的液压系统；在驾驶室安装空调，改善了驾驶员工作条件；该实用新型在掘进支护机方面填补了国内空白。

本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：

1、本实用新型通过铲臂的不同关节伸曲,实现了凿岩机可以在隧道掘进断面内任意高度上掘进；

2、本实用新型通过回转机构旋转，实现在隧道任意方向上铣挖掘进；掘进结束后通过180度换向，则铣挖头转到后方，而支护装置转到前方，液压升降机升起，调整行走小车至合适位置，用钻机进行支护作业；

3、本实用新型可以大幅度地保证安全生产，提高工作效率，降低劳动强度，保证作业质量，降低劳动成本，取得良好的经济效益；

4、本实用新型既可以高效率掘进，又能实现隧道初期支护作业机械化，无有害气体污染，是一种全新的隧道掘进支护设备。

附图说明

图1是本实用新型多功能隧道掘进支护机的结构示意图；

图2是本实用新型多功能隧道掘进支护机的传动装置结构示意图；

图3是本实用新型多功能隧道掘进支护机的行走小车的结构示意图；

图中：1回转平台、2凿岩装置、3支护装置、4传动装置、5行走机构、6回转支撑、7驾驶室、8空调、21液压铣挖机、22四连杆机构、23铲臂、31液压升降机、32轨道、33行走小车、34钻机、41底盘、42连接法兰、43电机法兰盘、44弹性减震器、45高压油泵、46驱动电机、331主轨道、332纵向小车、333滚轮、334定位锁紧机构、335横向小车、336限位块。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种多功能隧道掘进支护机，包括行走机构5、设置在行走机构5上的回转平台1和安装在回转平台1上的凿岩装置2、传动装置4及支护装置3，所述回转平台1通过回转支撑6安装在行走机构5上，回转支撑6带动回转平台1左右旋转，所述回转平台1上设置有驾驶室7，所述驾驶室7内安装有空调8，所述支护装置3包括液压升降机31、轨道32和行走小车33，所述液压升降机31固定在回转平台1上，所述轨道32固定在液压升降机31的顶端，所述行走小车33安装在轨道32上，可以纵横行走，所述行走小车33上安装有钻机34。

所述凿岩装置2包括液压铣挖机21、四连杆机构22和铲臂23，所述液压铣挖机21固定在四连杆机构22上，所述四连杆机构22与铲臂23一端活动连接，所述铲臂23另一端与回转平台1铰接，所述铲臂23包括大铲臂和小铲臂，所述大铲臂铰接在回转平台1上，小铲臂与大铲臂铰接,四连杆机构22与小铲臂铰接，彼此之间均采用液压油缸驱动回转。

如图2所示，所述传动装置4包括底盘41、连接法兰42、电机法兰盘43、高压油泵45和驱动电机46，所述驱动电机46下面固定底盘41，所述底盘41用于将整个传动装置4固定在回转平台1上，所述驱动电机46的输出轴上设置有电机法兰盘43，电机法兰盘43连接有弹性减震器44，所述弹性减震器44中心设有花键套，所述弹性减震器44通过花键套与高压油泵45上的输出花键轴连接，所述高压油泵45通过连接法兰与驱动电机固定连接，所述电机法兰盘43与弹性减震器44以螺栓连接，所述高压油泵45通过连接法兰与驱动电机用螺栓连接固定。

如图3所示，所述行走小车33包括主轨道331、横向小车335和纵向小车332，所述主轨道331的两轨道的端部均设有限位块336，所述纵向小车332通过安装在纵向小车332上的滚轮333活动安装在主轨道331上，所述横向小车335通过安装在横向小车上的滚轮活动安装在纵向小车上，所述横向小车332和纵向小车335上均设置有定位锁紧机构334。

利用本实用新型进行工作的过程：

软岩掘进时：启动驱动电机带动高压油泵运转，启动液压升降机31的液压系统，液压系统是一个独立系统，待运转一定时间液压系统稳定后，把掘进支护机开到掘进工作面，调整铲臂23的方向和位置，使液压铣挖机置于工作位置；启动液压铣挖机进行铣挖掘进作业，并通过不断调整四连杆机构22改变液压铣挖机的掘进方向，通过铲臂23和行走机构5，不断改变液压铣挖机的工作位置。该工序完成后关闭铣挖头，掘进机铲臂23收起。

支护作业时：将掘进支护机回转180度，把支护装置3调到工作面，液压升降机31升起到作业高度，用吊具吊装拱架至安装位置，通过调整钻机34下面的行走小车33，使钻机34移动到拱架下面合适的位置；启动锚杆钻机锚固拱架，完毕后钻机34停止工作收起；焊接网片，启动混凝土喷射机喷射混凝土，该工序完成后液压升降机31降下；掘进支护机回转平台1再回转180度，把铣挖头转回工作面，继续掘进工作。如此周而复始，循环作业，可以保证安全生产，大幅度地提高工作效率，降低劳动强度，保证作业质量，减少劳动力成本，取得良好的经济效益和社会效益。

本实用新型通过铲臂23不同关节伸曲,实现了凿岩机在大于90度扇形垂面内的任意位置施工；通过回转支撑6旋转，实现了前进方向任意位置的掘进施工；通过回转平台180度换向，液压铣挖机转到后方，支护装置转到前方，液压升降机31升起，调整行走小车33至合适位置锁紧，用钻机34进行支护作业。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。