一种包括铲铣机臂架及铣挖装置的总成的制作方法

本发明涉及隧道施工设备技术领域，具体涉及一种包括铲铣机臂架及铣挖装置的总成。

背景技术：

隧道掘进过程中常常使用钻爆法进行施工，但钻爆法在施工过程中产生的地基沉降和环境污染较大，受到自然环境的制约，对于隧道埋深较浅、地面存在建筑物的区域，例如路桥、住宅和铁塔等，钻爆法施工无法完全保证地面建筑物的安全，同时需要进行封闭施工，不利于地面交通运行，对周围人员安全造成较大的影响，为了保证掘进安全性，通常采用导坑法进行分块施工，每个分块单独开挖和支护，施工进度较慢，钻爆法施工过程中隧道轮廓无法精确控制，常存在欠挖和超挖情况，分块开挖需要多次支护，施工成本较高。综合考虑施工安全、效率和成本等因素，急需开发一种铣挖范围广，截割能力强的岩石掘进设备。

现有技术主要是采用导坑法进行分区爆破开挖，将开挖掌子面进行进行分块爆破和支护，同时通过对挖掘机进行改造，在其小臂上更换铣挖头来辅助开挖过程，开挖过程对爆破控制要求较高。

采用分区爆破开挖方法对爆破质量控制要求较高，周围基础设施保护难度大，施工安全风险大，施工成本高，进度慢，同时爆破会出现不同程度的欠挖，影响后续施工，通过改装挖掘机增加铣挖头的方法能有效完成爆破后的断面清理工作，对轮廓进行修整，同时对一些岩石强度不大得区域可单独进行铣挖，降低爆破的使用频率，但改装后的铣挖头工作能力和铣挖范围受限于挖掘机自身参数，铣挖范围较小，同时无法适应强度较高岩石区域的铣挖工况。

综上所述，急需一种包括铲铣机臂架及铣挖装置的总成以解决现有技术中存在的问题。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种包括铲铣机臂架及铣挖装置的总成，所述铲铣机臂架工作范围广、截割能力强、适应于不同围岩情况的快速掘进，施工效率高，有效降低掘进过程中对周围环境的影响，保证施工进度和施工安全。

为实现上述目的，本发明提供了一种包括铲铣机臂架及铣挖装置的总成，铲铣机臂架的快换装置与铣挖装置的底座连接；

所述铲铣机臂架包括动臂、动臂油缸、斗杆臂、斗杆油缸、摇臂、连杆、摇臂油缸、快换装置；动臂一端与铲铣机的车架转动连接，另一端与斗杆臂的第一端转动连接；斗杆臂的第二端与快换装置转动连接；动臂油缸一端与车架转动连接，另一端与动臂转动连接；斗杆油缸一端与车架转动连接，另一端与斗杆臂转动连接；摇臂油缸一端与斗杆臂转动连接，另一端与摇臂的第一端转动连接；摇臂的第一端与连杆的第一端转动连接，摇臂的第二端与斗杆臂的第二端连接；连杆的第二端与快换装置转动连接；

所述铣挖装置包括底座、铣挖臂、铣挖头座、铣挖头和稳定油缸；底座通过回转支撑与铣挖臂一端连接，铣挖臂另一端与铣挖头座转动连接，铣挖头安装在铣挖头座上；稳定油缸一端与铣挖臂转动连接，另一端与铣挖头座转动连接。

进一步地，所述快换装置包括快换架、快换油缸和快换销；快换油缸的缸筒与快换架连接，快换油缸的活塞杆与快换销连接；底座上设有卡槽，通过快换油缸推动快换销进入卡槽中，实现快换装置与底座的连接。

进一步地，所述底座上安装有马达减速机，用于带动回转支撑周向转动。

进一步地，所述底座上的周向上还安装有齿圈保护罩和减速机保护罩，用于保护回转支撑马达减速机。

进一步地，所述摇臂油缸的上方设有摇臂油缸保护罩，摇臂油缸保护罩与摇臂油缸上的焊接支架连接。

进一步地，所述铣挖臂上安装有稳定油缸保护罩；用于保护稳定油缸。

进一步地，所述动臂与斗杆臂连接处安装有角度传感器，用于监测斗杆臂与水平面的夹角。

进一步地，所述斗杆臂与快换装置连接处安装有角度传感器，用于监测快换装置与水平面的夹角。

应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：

(1)本发明中，在铣挖装置中增加了一套回转支撑替换传统的螺栓连接，使得铣挖头的工作范围和可变化角度大幅增加，进一步扩展了设备的可使用场合。

(2)本发明在铲铣机臂架和铣挖装置连接处增加一套快换装置，设置单独的快换油缸和快换销，实现快速的卸下铣挖装置，换上铲斗等其它类型的施工设备，整个过程中采用快换油缸对铣挖装置进行锁紧，降低人工劳动强度的同时增强了设备的普适性。

(3)本发明在铣挖头座设计稳定油缸来进一步调节铣挖头的自由度，配合带旋转器的铣挖头能精确的控制刀头和刀座的铣挖角度，在狭窄隧道、涵洞铣挖工作中具有重要的设计意义，同时稳定油缸也能降低铣挖头工作中的剧烈震动，保证铣挖施工的平稳性。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是臂架及铣挖装置示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是快换装置示意图；

图4是图3的剖视图；

其中，1、动臂，2、动臂油缸，3、斗杆臂，4、斗杆油缸，5、摇臂油缸，6、摇臂，7、快换装置，8、底座，9、铣挖臂，10、铣挖头座，11、铣挖头，12、稳定油缸，13、马达减速机，14、回转支撑，15、摇臂油缸保护罩，16、齿圈保护罩，17、减速机保护罩，18、稳定油缸保护罩，19、快换油缸，20、快换销，21、连杆。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1：

参见图1～图4，一种包括铲铣机臂架及铣挖装置的总成，铲铣机臂架的快换装置7与铣挖装置的底座8连接；

所述铲铣机臂架包括动臂1、动臂油缸2、斗杆臂3、斗杆油缸4、摇臂6、连杆21、摇臂油缸5、快换装置7；动臂1一端与铲铣机的车架转动连接，另一端与斗杆臂3的第一端通过销轴转动连接；斗杆臂3的第二端与快换装置7通过销轴转动连接；动臂油缸2一端与车架铰接，另一端与动臂1铰接；斗杆油缸4一端与车架铰接，另一端与斗杆臂3铰接；摇臂油缸5一端与斗杆臂3铰接，另一端与摇臂6的第一端铰接；摇臂6的第一端与连杆21的第一端转动连接，摇臂6的第二端与斗杆臂3的第二端通过销轴转动连接；连杆21的第二端与快换装置7转动连接；

所述铣挖装置包括底座8、铣挖臂9、铣挖头座10、铣挖头11和稳定油缸12；底座8通过回转支撑14与铣挖臂9一端连接，铣挖臂9另一端与铣挖头座10通过销轴转动连接，铣挖头11安装在铣挖头座10上；铣挖头11与铣挖头座10采用高强度螺栓连接；稳定油缸12一端与铣挖臂9铰接，另一端与铣挖头座10铰接；稳定油缸12的活塞杆伸缩时，推动铣挖头座10在水平面内转动，配合车架的回转运动可在不移动整车的情况下扩大横向铣挖范围，保证在狭小的隧道内进行施工。

底座8上安装有马达减速机13，马达减速机13通过螺栓与底座8连接，用于带动回转支撑14周向转动。回转支撑14的外圈与铣挖臂9通过高强度螺栓连接，回转支撑14的内圈与底座8通过高强度螺栓连接，回转支撑14的外圈齿与马达减速机13的小齿轮配合。马达减速机13带动回转支撑14周向转动时，使得铣挖臂9沿自身轴线转动，带动铣挖头11回转运动，达到纵向铣挖的目的。

动臂与斗杆臂相对转动且夹角增大时，铣挖头沿垂直方向上升，铣挖臂与底座之间通过回转支撑相对转动时，铣挖头实现回转运动，铣挖臂与铣挖头座之间相对转动时，铣挖头在水平面内运动，铲铣机臂架伸展时，铣挖头在垂直面内运动，回转支撑转动时，铣挖臂在垂直面内回转运动，铣挖头座伸展时，铣挖头在水平面内运动，通过不同部件分级控制铣挖头的动作，保证铣挖头能到达指定工作区域，防止伸展过程中与隧道发生碰撞，提高设备工作灵活性。

动臂油缸2和斗杆臂油缸4活塞杆伸出时，动臂和斗杆臂与水平面夹角增大，使得铲铣机臂架沿垂直面伸展，增加铣挖头的铣挖高度，液压缸的活塞杆收缩时，动臂和斗杆臂与水平面夹角减小，使得工作臂回收，摇臂油缸5活塞杆伸出时，活塞杆对摇臂6进行推动，连杆组对快换装置进行推动，使得斗杆臂与快换装置的夹角增大，控制铣挖头在垂直面内运动，扩大铣挖范围，达到铣挖拱顶和处理欠挖的目的，图1为隐藏零部件保护罩的铲铣机臂架和铣挖装置水平伸出示意图，图2为显示保护罩的铲铣机臂架和铣挖装置水平伸出示意图。

铲铣机臂架中动臂包括两个第一装配孔，斗杆臂包括两个第二装配孔，销轴穿过第一装配孔和第二装配孔，保证动臂和斗杆臂转动连接，动臂通过销轴与车架转动连接，动臂和斗杆臂沿销轴转动在垂直面内伸展或折叠，保证铣挖头在垂直面内的铣挖动作。

铣挖装置的底座上有减速机安装座、回转支撑安装止口和防护罩安装孔，减速机和回转支撑通过螺栓与底座连接，铣挖臂包括两个第三装配孔，侧面有防护罩安装板，底座与回转支撑连接处设有角度传感器，通过齿轮转动监测铣挖头座包括两个第四装配孔和螺栓安装孔，销轴穿过第三装配孔和第四装配孔，保证铣挖臂和铣挖头座转动连接，铣挖头座沿销轴轴线在水平面内转动，保证铣挖头在水平面内的铣挖动作，铣挖头由旋转器、刀头、刀座和驱动马达组成，旋转器可以控制刀头实现多角度横向铣挖。

如图3和图4所示，快换装置7包括快换架701、快换油缸19和快换销20；快换油缸19的缸筒与快换架701连接，快换油缸19的活塞杆与快换销20连接；底座8上设有卡槽，快换油缸的活塞杆伸出时，推动快换销卡住底座，形成稳定的定位和连接；快换油缸活塞杆缩回时，快换销回退，可更换铲斗等其他形式的施工设备。

底座8上的周向上还通过螺栓安装有齿圈保护罩16和减速机保护罩17，用于保护回转支撑14马达减速机13，保证设备在垂直面和水平内运动时齿圈和减速机不被隧道恶劣施工环境损坏，提高设备使用寿命。

摇臂油缸5的上方设有摇臂油缸保护罩15，摇臂油缸保护罩15与摇臂油缸5上的焊接支架连接，能有效保证施工过程中摇臂油缸不被落石砸到。铣挖臂9上安装有稳定油缸保护罩18；用于保护稳定油缸12。

动臂1与斗杆臂3铰接处安装有角度传感器(未图示)，用于监测斗杆臂3与水平面的夹角。斗杆臂3与快换装置7铰接处安装有角度传感器(未图示)，用于监测快换装置7与水平面的夹角。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。