[发明专利]一种横轴式掘进机中滚筒轴线平动的双支臂摆动油缸与俯仰油缸独立动作装置及使用方法

说明书

本发明公开了一种横轴式掘进机中滚筒轴线平动的双支臂摆动油缸与俯仰油缸独立动作装置及使用方法，包括一对边长度等量改变的平行四边形机构，包括：双支臂，后端与底架可转动地连接；截割头组件，设于所述双支臂前端，用于进行截割；俯仰油缸机构，用于驱动双支臂带动截割头组件上下摆动；摆动油缸机构，用于驱动双支臂带动截割头组件左右平动；伸缩油缸机构，用于驱动截割头组件前后伸缩；俯仰油缸机构与伸缩油缸机构协同驱动双支臂从而带动截割头组件的轴线做上下垂直移动。一种横轴式掘进机中滚筒轴线平动的双支臂摆动油缸与俯仰油缸独立动作装置使截割头组件的轴线上下做垂直移动与左右做平动。

技术领域

本发明涉及一种掘进机，更具体地说，涉及一种横轴式掘进机中滚筒轴线平动的双支臂摆动油缸与俯仰油缸独立动作装置及使用方法。

背景技术

当前的掘进机分为部分断面掘进机与全断面掘进机，部分断面掘进机分为纵轴式悬臂掘进机与横轴式悬臂掘进机，全断面掘进机就是盾构机。纵轴式悬臂掘进机可开出需要的巷道断面但需要许多次左右上下循环摆动以完成全断面的截割，掘进效率相对较低；横轴式悬臂掘进机也可开出需要的巷道截面，但在巷道推进方向被截割出的岩石几何形状为近似内凹的球冠，相对于断面形状为平面的路径长功耗多耗时长，由于采用一根轴支撑两侧的截割头，待破碎岩石只有一个自由面，被截割岩石在上方岩石的压力作用下，抗剪强度没有得到明显地削弱，破碎速度很难提高，同时截割阻力矩大导致支臂升降油缸的工作力大以及结构尺寸大。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种横轴式掘进机中滚筒轴线平动的双支臂摆动油缸与俯仰油缸独立动作装置及使用方法，以至少解决巷道推进方向被截割出的岩石几何形状为近似内凹的球冠问题。

为了克服当前的横轴式悬臂掘进机两侧的截割头为同一根轴支撑的不足等问题，将截割头设计为左节截割头与右节截割头转速相同但转向相反的结构，左右换位时截割头的轴线做平移运动，上下截割时截割头的轴线做垂直运动，在巷道推进方向的岩石断面形状为平面，为了克服当前横轴式悬臂掘进机的截齿截割只有一个自由面岩石的困难，采用超前切槽再截割的方法，超前切槽由切割刀具完成，此时，截齿面对的岩石有三个自由面，不但被截割岩石的抗剪强度得到有效地削弱，抗压强度也得到明显削弱，这样，掘进的速度获得提高。当截割头的轴线做上下垂直平动时，摆动油缸的几何参数已被调定，俯仰油缸做线性伸缩运动，伸缩油缸的运动是俯仰油缸运动的函数，摆动油缸与俯仰油缸在运动关系上为并联，在控制方式上为独立控制，这样，大大简化了液压伺服控制系统。为此，发明了一种横轴式掘进机中滚筒轴线平动的双支臂摆动油缸与俯仰油缸独立动作装置，包括切槽与截割相间的截割头，平行四边形机构型双节支臂与伸缩油缸机构，双节支臂的左右摆动油缸机构，双节支臂的俯仰油缸机构，机架支撑结构，从而为硬岩掘进提供一种更快的掘进方法。

本发明采用如下的技术方案：

一种横轴式掘进机中滚筒轴线平动的双支臂摆动油缸与俯仰油缸独立动作装置，包括一对边长度等量改变的平行四边形机构，包括：

一对边长度等量改变的双支臂，简称双支臂，后端与底架可转动地连接；

截割头组件，设于所述双支臂前端，用于截割岩石；

俯仰油缸机构，用于驱动双支臂带动截割头组件做上下摆动；

摆动油缸机构，用于驱动双支臂带动截割头组件做左右平动；

伸缩油缸机构，用于改变双支臂的轴向长度，即改变截割头组件的轴向长度；

俯仰油缸机构与伸缩油缸机构的位移配合，使双支臂带动截割头组件的轴线做上下直线平动。

进一步的，所述截割头组件包括左段截割头与右段截割头，左段截割头与右段截割头分别由一个钢球马达与齿轮减速驱动且转向相反。