一种步进式液压推进机构以及设有该推进机构的掘进机的制作方法

本发明涉及掘进及推进控制，具体涉及到一种步进式液压推进机构及设有该推进机构的掘进机。

背景技术：

1、目前，巷道掘进普遍采用tbm掘进机进行掘进施工，tbm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，而在工程实际中拱形巷道、矩形巷道和梯形巷道需求量很大，可变截面形状和尺寸煤巷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。全断面快速掘进机的推进系统是保证机器满足工艺需求进行工作的关键所在，参考tbm中类似结构，可以通过改进设计应用于全断面快速掘进机的推进控制领域，从而解决工程实际中越来越多可变截面形状和尺寸全断面煤巷掘进机推进的问题，为掘进机推进控制方式开辟一个新的方向。

2、随着全断面快速掘进机越来越多的应用于隧道巷道和煤矿巷道掘进，可变截面形状和尺寸的掘进设备的快速推进问题也随之产生。如何有效的对机头进行快速推进，以及迅速回拉机器后部配套设备等对推进系统提出了新的要求。煤矿巷道地质条件复杂，现有煤巷掘进机普遍采用履带驱动前进方式，履带会对底板造成破坏，遇到浮煤多或含水量大的底煤容易陷入底部煤层中等问题，从而影响煤巷掘进机的掘进速度。

3、因此，存在待改进之处，本发明拟采用步进式液压推进的方式解决这些问题，对应的，本发明提供一种步进式液压推进机构及设有该推进机构的掘进机。

技术实现思路

1、针对现有技术所存在履带驱动煤巷掘进机前进的方式，影响掘进速度的不足，本发明目的之一在于提出一种步进式液压推进机构，具体方案如下：

2、一种步进式液压推进机构，所述液压推进机构包括机头壳体、机尾壳体、推进油缸、活塞一以及侧撑靴装置；

3、机头壳体，一侧用于与掘进机上的结构装配，另一侧安装有活塞一；

4、机尾壳体，与机头壳体相对滑动连接，内置有推进油缸，推进油缸套设于活塞一上，通过活塞一可带动机头壳体做步进式的推进运动；

5、侧撑靴装置，沿着推进方向在机尾壳体的两侧分别设置有一个，可相对机尾壳体做伸出、回缩的往复运动，其往复运动的方向与推进方向相交设置。

6、进一步的，机头壳体上可拆卸安装有与活塞一同侧设置的u形槽，u形槽沿着推进方向的两侧安装有导轨；

7、机尾壳体上形成与导轨对应设置的导滑槽。

8、进一步的，机头壳体上开设有与u形槽连通的通孔，所述u形槽中可设置刮板机。

9、进一步的，机尾壳体的中间形成有方型槽，方型槽用于放置u形槽，且u形槽与机尾壳体侧壁接触设置。

10、进一步的，活塞一和推进油缸的组合位于u形槽的两侧分别设置有一组。

11、进一步的，活塞一和推进油缸的组合沿着液压推进机构的高度方向间隔设置有至少一组。

12、进一步的，所述侧撑靴装置包括撑靴本体、驱动油缸、活塞二；

13、撑靴本体套设于机尾壳体的侧边，驱动油缸内置于机尾壳体中，活塞二插设于驱动油缸中，且活塞二的端部于撑靴本体固接。

14、进一步的，撑靴本体的外侧壁上设有防磨层。

15、进一步的，所述机头壳体、机尾壳体的底部均形成有平板部。

16、本发明目的之一在于提出一种掘进机，具体方案如下：

17、一种掘进机，所述掘进机包括机头，机头与所述的步进式液压推进机构配合连接。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

19、(1)推进时，机尾壳体的侧撑靴装置可伸出，撑住煤壁提供足够的推进反力，推进油缸中的活塞一可伸出，此时由于机尾壳体底部的摩擦力加上侧撑靴装置的推进反力的共同作用下，推进油缸可在原地施加给活塞一的推力可以把机头壳体向前推进；回拉后部设备时，侧撑靴装置缩回，由于侧撑靴装置的不再提供作用力，活塞一缩回的过程中，在保证活塞一处于原地的基础上，可以依靠机头壳体较大的自身重力所产生的摩擦力把机尾壳体向前拉，至此，完成一个完整步进式的推进过程，同理，该机构可继续进行下一个推进过程，从而使得掘进机连续作业。

20、相较于现有的履带驱动前进的方式，本发明采用液压步进式作为全断面快速掘进机的推进方式，使得整体结构紧凑简单、重量轻、运动平稳、维护简便，液压推进的效率很高，可以实现快速推进。

21、(2)通过设置平板部，机头壳体、机尾壳体与底部煤层是大平面接触，不会对煤巷底板造成破坏，且底部接触面积大，不会陷入浮煤或比较差的地质条件中。

22、(3)通过设置u形槽，可实现对推进过程的导向、限位作用，u形槽上可设置刮板机，还可实现辅助转运煤块。

技术特征：

1.一种步进式液压推进机构，其特征在于，所述液压推进机构包括机头壳体(1)、机尾壳体(2)、推进油缸(3)、活塞一(4)以及侧撑靴装置(5)；

2.根据权利要求1所述的步进式液压推进机构，其特征在于，机头壳体(1)上可拆卸安装有与活塞一(4)同侧设置的u形槽(7)，u形槽(7)沿着推进方向的两侧安装有导轨(8)；

3.根据权利要求2所述的步进式液压推进机构，其特征在于，机头壳体(1)上开设有与u形槽(7)连通的通孔(6)，所述u形槽(7)中可设置刮板机。

4.根据权利要求2所述的步进式液压推进机构，其特征在于，机尾壳体(2)的中间形成有方型槽(9)，方型槽(9)用于放置u形槽(7)，且u形槽(7)与机尾壳体(2)侧壁接触设置。

5.根据权利要求2所述的步进式液压推进机构，其特征在于，活塞一(4)和推进油缸(3)的组合位于u形槽(7)的两侧分别设置有一组。

6.根据权利要求5所述的步进式液压推进机构，其特征在于，活塞一(4)和推进油缸(3)的组合沿着液压推进机构的高度方向间隔设置有至少一组。

7.根据权利要求1所述的步进式液压推进机构，其特征在于，所述侧撑靴装置(5)包括撑靴本体(51)、驱动油缸(53)、活塞二(52)；

8.根据权利要求7所述的步进式液压推进机构，其特征在于，撑靴本体(51)的外侧壁上设有防磨层。

9.根据权利要求1所述的步进式液压推进机构，其特征在于，所述机头壳体(1)、机尾壳体(2)的底部均形成有平板部(13)。

10.一种掘进机，其特征在于，所述掘进机包括机头，机头与权利要求1-9中任意一项所述的步进式液压推进机构配合连接。

技术总结
本发明提供一种步进式液压推进机构，涉及掘进机推进控制技术领域，所述液压推进机构包括机头壳体、机尾壳体、推进油缸、活塞一以及侧撑靴装置；机头壳体，一侧用于与掘进机上的结构装配，另一侧安装有活塞一；机尾壳体，与机头壳体相对滑动连接，内置有推进油缸，推进油缸套设于活塞一上，通过活塞一可带动机头壳体做步进式的推进运动；侧撑靴装置，沿着推进方向在机尾壳体的两侧分别设置有一个，可相对机尾壳体做伸出、回缩的往复运动，其往复运动的方向与推进方向相交设置。发明采用液压步进式作为全断面快速掘进机的推进方式，使得整体结构紧凑简单、重量轻、运动平稳、维护简便，液压推进的效率很高，可以实现快速推进。

技术研发人员：陈根林,杨芝苗,刘宇,岳亚军,彭军
受保护的技术使用者：中煤科工集团上海有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12