一种悬臂式掘进机的制作方法

本发明涉及施工设备领域，具体是一种悬臂式掘进机。

背景技术：

隧道施工，是新奥地利隧道施工方法的简称，它是奥地利学者在长期从事隧道施工实践中，从岩石力学的观点出发而提出的一种合理的施工方法，是采用喷锚技术、监控量测等并与岩石力学理论构成的一个体系而形成的一种新的工程施工方法，而隧道掘进法施工需要操作掘进机来完成各项任务；它是装置有破碎岩石的刀具，采用机械破碎岩石的方法开挖隧道，并将破碎的石碴传送出机外的一种开挖与出碴联合作业的掘进机械，能连续掘进；

现有的隧道施工中，在掘进机工作过程中，往往对围岩扰动大，开挖的质量不高，工期较长，对周围建筑影响也很大。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种悬臂式掘进机，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种悬臂式掘进机，包括切割部、铲除部、集中润滑系统、本体部、行走部、操纵台、液压系统、邮箱泵站、电气系统、水路系统及输送部，所述本体部的下端设置有行走部，所述本体部的右端设置有切割部，所述本体部的右端于切割部的下方设置有铲除部，所述铲除部的上端设置有星轮，所述本体部的上方设置有集中润滑系统，所述本体部的左端设置有输送部。

作为本发明进一步的方案：所述行走部行走形式为履带式行，所述行走部全液压控制，所述行走部主要由支重轮、引导轮、涨紧装置、履带梁、履带、驱动轮、行走减速器和行走马达组成。

作为本发明进一步的方案：所述切割部为纵轴式切割部，所述切割部的右端设置有切割头组件，切割头组件采用圆锥台形结构设计，截齿、截齿座为进口产品，截齿单布置呈三条螺旋线排列，破岩过断层能力强，耐磨、耐冲击，工作稳定性好，所述切割部的左端与工作壁相连，所述工作臂与伸缩部相连，所述伸缩部切割电机、伸缩臂、切割臂座、推进油缸等组成，伸缩臂伸缩量为mm，切割时承担弯矩和扭矩；伸缩部里面安装可伸缩的电机通过联轴器与切割齿轮减速箱相连接，从而实现动力传输，所述切割部、工作臂、伸缩部通过升降液压缸连接在本体部上，在回转和升降液压缸的联动作用下，可使整个切割臂进行硬性直线或柔性曲线运动，配合切割头的旋转，从而完成破碎岩石的动作；所述切割部的前侧设置有截齿。

作为本发明进一步的方案：所述伸缩部上设置有外喷雾装置，出水口的水经过水泵加压，能够显著降低配个过程中产生的粉尘。

作为本发明进一步的方案：所述星轮为两个，所述铲除部的后侧设置有驱动电机，所述星轮的中间与星轮减速机相连，所述铲除部上于两个星轮之间设置有改向轮部，星轮减速机把动力传递给星轮，从而完成物料装运，所述铲除部的下方设置有两个铲板液压缸，切割时，通过两个铲板液压缸来调整整个铲除部的升降，来实现物料的收集、装载以及对整个机身的稳定。

作为本发明进一步的方案：所述输送部为刮板输送机，所述本体部的左端于输送部的右端设置有水路系统，所述水路系统的右侧于本体部上设置有电气系统，所述电气系统的右侧于本体部上设置有邮箱泵站，所述邮箱泵站的右侧于本体部上设置有液压系统。

作为本发明进一步的方案：所述液压系统包括了变量砼、喷雾冷却系统，所述液压系统采用先进的进口比例阀控制，能量损失小，效率高，与同类产品相比较具有系统简单、可靠性高、便操作，易维护等诸多有点；液压动力由150kw电机供给，电机通过联轴器驱动v30d-250rdn-1-0-01/lsn/1470-250变量泵运转，该泵分别为油缸控制阀组，行走控制阀组以集中润滑系统提供动力，变量砼提供的高压油通过psv系列比例控制阀组控制回转、升降、伸缩、铲板、后支撑液压缸工作，psv系列比例控制阀组调定压力为30mpa；为了使个液压缸的进出油口处都配备了一套平衡阀，以减少各油缸工作过程中不必要的震动，保证工作安全性和可靠性；所述喷雾冷却系统分为冷却、喷雾系统；所述液压系统的右侧设置有相连的操纵台。

作为本发明进一步的方案：如所述的悬臂式掘进机施工方法，包括以下步骤：

s1、悬臂式掘进机就位后，开始从掌子面底部水平切削出一条槽；在切削同时铲板部耙爪将切削下来的碴装入第一运输机，第一运输机转运至第二运输机，第二运输机直接装入出碴车运出洞外；从底部开挖到顶部完成后，进行二次修整以达到准确的设计断面；当局部遇有硬岩时(≥100mpa)，可先掘周围软岩，使大块硬岩坠落，采用改炮方式另行处理，以降低掘进难度及截齿消耗量；

s2、悬臂式掘进机的截割方式是从扫底开始截割，再按s型或z型左右循环向上的截割路线逐级截割以上部分；选用右旋截割头截割硬岩，先由右向左从扫底开始截割，再按从左至右、自下往上的方式或从右往左、自上而下逐步进行截割；如遇节理发育较好岩石，则应选择沿岩石节理方向逐步切割；s3、针对不同硬度的岩石可定制不同的截齿，科学合理的截齿螺旋线排布，确保机器有更好的掘削能力，并具有自洁功能，可根据实际工况条件为用户选择最佳截割头，提高施工效率；当局部遇有硬岩时，可以选用小直径切割头，切割力大，破岩能力强，以降低掘进难度及截齿消耗量；

s4、通过切割头旋转切削，由耙爪、第一运输机实现落碴的装运与转载，第一运输机转运至第二运输机，第二运输机直接装入出碴车运出洞外，或由第二运输机将料碴转运到料车中，运到提升井一次除碴完毕；在本工程小断面隧道施工中，为改善洞内施工环境，降低工人劳动强度，经我部研究决定拆除第二运输机，采用挖掘机出渣替代第二运输机功用；掘进施工时掘进机先驶入隧道一头，利用切割部在隧道掌子面进行切削掘进，切削下来的渣土直接由“第一运输机”输送至掘进机后方，再用挖掘机装入运渣车运至竖井后垂直提升至场内临时存渣区，掘进完成后利用掘进机切割头将初支台车运至掌子面进行初期支护(钢拱架架设、喷射砼)施做，掘进机则后退至不影响后续工序施工位置等待下一掘进工序；仰拱部分采用挖掘机开挖，整个隧道掘进过程实现全机械开挖，不仅对围岩扰动小，也避免对周围建筑的影响。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明实现了整个隧道掘进过程全机械开挖，不仅对围岩扰动小，也避免对周围建筑的影响，适应能力强，开挖质量高，洞室开挖断面圆顺度高，便于喷砼支护，缩短工期，安全有保障。

附图说明

图1为本发明的主视和俯视结构示意图。

图2为本发明中铲除部的结构示意图。

图3为本发明中切割机构的结构示意图。

图4为本发明中施工方式示意图。

图中：1-切割部，2-铲除部，21-星轮，22-驱动电机，23-星轮减速机，24-改向轮部，3-集中润滑系统，4-本体部，5-行走部，6-操纵台，7-液压系统，8-邮箱泵站，9-电气系统，10-水路系统，11-输送部，12-截齿，13-切割头组件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1～4，本发明实施例中，一种悬臂式掘进机，包括切割部1、铲除部2、集中润滑系统3、本体部4、行走部5、操纵台6、液压系统7、邮箱泵站8、电气系统9、水路系统10及输送部11，所述本体部4的下端设置有行走部5，所述行走部5行走形式为履带式行，其特征在于，所述行走部5全液压控制，所述行走部5主要由支重轮、引导轮、涨紧装置、履带梁、履带、驱动轮、行走减速器和行走马达组成；

所述本体部4的右端设置有切割部1，所述切割部1为纵轴式切割部，所述切割部1的右端设置有切割头组件13，切割头组件13采用圆锥台形结构设计，截齿、截齿座为进口产品，截齿单布置呈三条螺旋线排列，破岩过断层能力强，耐磨、耐冲击，工作稳定性好，所述切割部1的左端与工作壁相连，所述工作臂与伸缩部相连，所述伸缩部切割电机、伸缩臂、切割臂座、推进油缸等组成，伸缩臂伸缩量为650mm，切割时承担弯矩和扭矩；伸缩部里面安装可伸缩的电机通过联轴器与切割齿轮减速箱相连接，从而实现动力传输，所述切割部1、工作臂、伸缩部通过升降液压缸连接在本体部4上，在回转和升降液压缸的联动作用下，可使整个切割臂进行硬性直线或柔性曲线运动，配合切割头的旋转，从而完成破碎岩石的动作；所述切割部1的前侧设置有截齿12；

优选的，所述伸缩部上设置有外喷雾装置，出水口的水经过水泵加压，能够显著降低配个过程中产生的粉尘；

所述本体部4的右端于切割部1的下方设置有铲除部2，所述铲除部2的上端设置有星轮21，所述星轮21为两个，所述铲除部2的后侧设置有驱动电机22，所述星轮21的中间与星轮减速机23相连，所述铲除部2上于两个星轮21之间设置有改向轮部24，星轮减速机23把动力传递给星轮21，从而完成物料装运，所述铲除部2的下方设置有两个铲板液压缸，切割时，通过两个铲板液压缸来调整整个铲除部2的升降，来实现物料的收集、装载以及对整个机身的稳定；

所述本体部4的上方设置有集中润滑系统3，所述本体部4的左端设置有输送部11，所述输送部11为刮板输送机，所述本体部4的左端于输送部11的右端设置有水路系统10，所述水路系统10的右侧于本体部4上设置有电气系统9，所述电气系统9的右侧于本体部4上设置有邮箱泵站8，所述邮箱泵站8的右侧于本体部4上设置有液压系统7，

所述液压系统7包括了变量砼、喷雾冷却系统，所述液压系统7采用先进的进口比例阀控制，能量损失小，效率高，与同类产品相比较具有系统简单、可靠性高、便操作，易维护等诸多有点；液压动力由150kw电机供给，电机通过联轴器驱动v30d-250rdn-1-0-01/lsn/1470-250变量泵运转，该泵分别为油缸控制阀组，行走控制阀组以集中润滑系统提供动力，变量砼提供的高压油通过psv系列比例控制阀组控制回转、升降、伸缩、铲板、后支撑液压缸工作，psv系列比例控制阀组调定压力为30mpa。为了使个液压缸的进出油口处都配备了一套平衡阀，以减少各油缸工作过程中不必要的震动，保证工作安全性和可靠性；所述喷雾冷却系统分为冷却、喷雾系统；所述液压系统7的右侧设置有相连的操纵台6。

实施例2

如实施例1所述的悬臂式掘进机施工方法，包括以下步骤：

s1、悬臂式掘进机就位后，开始从掌子面底部水平切削出一条槽；在切削同时铲板部耙爪将切削下来的碴装入第一运输机，第一运输机转运至第二运输机，第二运输机直接装入出碴车运出洞外；从底部开挖到顶部完成后，进行二次修整以达到准确的设计断面；当局部遇有硬岩时(≥100mpa)，可先掘周围软岩，使大块硬岩坠落，采用改炮方式另行处理，以降低掘进难度及截齿消耗量；

s2、悬臂式掘进机的截割方式是从扫底开始截割，再按s型或z型左右循环向上的截割路线逐级截割以上部分；选用右旋截割头截割硬岩，先由右向左从扫底开始截割，再按从左至右、自下往上的方式或从右往左、自上而下逐步进行截割；如遇节理发育较好岩石，则应选择沿岩石节理方向逐步切割；

s3、针对不同硬度的岩石可定制不同的截齿，科学合理的截齿螺旋线排布，确保机器有更好的掘削能力，并具有自洁功能，可根据实际工况条件为用户选择最佳截割头，提高施工效率；当局部遇有硬岩时，可以选用小直径切割头，切割力大，破岩能力强，以降低掘进难度及截齿消耗量；

s4、通过切割头旋转切削，由耙爪、第一运输机实现落碴的装运与转载，第一运输机转运至第二运输机，第二运输机直接装入出碴车运出洞外，或由第二运输机将料碴转运到料车中，运到提升井一次除碴完毕；在本工程小断面隧道施工中，为改善洞内施工环境，降低工人劳动强度，经我部研究决定拆除第二运输机，采用挖掘机出渣替代第二运输机功用；掘进施工时掘进机先驶入隧道一头，利用切割部在隧道掌子面进行切削掘进，切削下来的渣土直接由“第一运输机”输送至掘进机后方，再用挖掘机装入运渣车运至竖井后垂直提升至场内临时存渣区，掘进完成后利用掘进机切割头将初支台车运至掌子面进行初期支护(钢拱架架设、喷射砼)施做，掘进机则后退至不影响后续工序施工位置等待下一掘进工序；仰拱部分采用挖掘机开挖，整个隧道掘进过程实现全机械开挖，不仅对围岩扰动小，也避免对周围建筑的影响。

本发明的工作原理是：本发明在使用悬臂式掘进机在隧道施工时，对围岩扰动小，适应能力强，开挖质量高，洞室开挖断面圆顺度高，便于喷砼支护，缩短工期，安全有保障。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。