繩鋸式掘進機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及坑洞隧道掘進機，具體是繩鋸式掘進機。
【背景技術】
[0002]在坑道或隧道掘進工程中，常使用一種掘進機，現有的一種繩鋸式坑隧道掘進機(授權公告日:2014-07-09，授權公告號:CN203702161 U)，這種掘進機包括獨立的且配套使用的鉆孔機構、鋸割機構，采用機械掘進，成本低廉，適宜小型坑隧道的掘進開挖，挖出的巖體也能再次利用，但該掘進機挖出的坑隧道為平頂坑道，平頂中線應力集中，容易造成坍方。
[0003]人類在生產實踐中得出的經驗所知，拱形頂結構能把受到的壓力分解成向下的壓力和向外的推力，從而比較均勻地傳遞到相對穩(wěn)固的側壁，使隧道更堅固和安全，所以現有的隧道都需建造成拱形頂，鑒于此技術要求，該掘進機則卻無法實現這個功能，此外，該掘進機打孔和鋸割效率不夠高，難以滿足施工需要，而且施工時，需要人工不斷推動整機移動，自動性靈活性也不強。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于:針對上述技術問題的不足，提供了具有拱頂成型功能的繩鋸式掘進機，其掘進效率高、操作方便、安全可靠、綜合性能優(yōu)于現有技術的掘進機。
[0005]本發(fā)明的技術方案是:繩鋸式掘進機，包括相互獨立但配套使用的鉆孔機構、鋸割機構，所述掘進機還包括拱頂成型機構；所述拱頂成型機構主要由拱頂成型機架和鋸片組組成，所述鋸片組主要由傳動軸和同軸穿裝在傳動軸上的多個鋸片組成，傳動軸上具有從動輪，鋸片組通過軸承裝配在高度能夠調節(jié)的升降支架上，該升降支架裝配在拱頂成型機架上，所述升降支架和/或拱頂成型機架上布置有驅動鋸片組做功的傳動電機。
[0006]進一步的:所述升降支架通過導軌副和下部所連接的平移傳動機構裝配在拱頂成型機架上，在平移傳動機構的控制下，升降支架能夠在拱頂成型機架上產生位移。
[0007]進一步的:所述拱頂成型機架上設有風鎬。
[0008]進一步的:所述風鎬通過兩支調整氣缸布置在鋸片組的后側，所述風鎬分別鉸接在兩支調整氣缸上，所述兩支調整氣缸布置在同一架體上，該調整氣缸的架體通過平移機構裝配在拱頂成型機架上。
[0009]進一步的:所述風鎬下方的拱頂成型機架上設有碎料斗和帶式輸送機，所述帶式輸送機的前端延伸進碎料斗底部、后端延伸出拱頂成型機架。
[0010]進一步的:所述鉆孔機構的鉆孔機架后端面上布置有多個中間齒輪，這些中間齒輪以滑槽方式布置于鉆孔機架的后端面上，所述中間齒輪用于調整并導向鉆孔機架上推進電機和各鉆桿的調節(jié)絲桿之間的傳動鏈。
[0011]進一步的:所述鉆孔機構的各鉆桿上具有注水孔，各鉆桿上的注水孔通過水管連接于鉆孔機架上所布置的供水總匯上。
[0012]進一步的:所述鋸割機構的進給臂上布置有至少一個張緊輪，所述進給臂上的張緊輪用于支撐、張緊切割繩。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:1、本掘進機同樣利用繩鋸機的原理，在現有技術的基礎上設計出相互獨立且配套使用的鉆孔機構、鋸割機構和拱頂成型機構，以鉆孔機構在巖體上打孔，鋸割機構根據對應的孔在巖體上依次進行縱向和豎向鋸割，將選定區(qū)域的巖體整塊切掉后形成平頂的坑隧道，而挖出的巖塊可以重復利用，如鋪設路基；2、在初步成型的平頂坑隧道內利用可升降的拱頂成型機打磨出平滑的拱頂結構，打磨的同時，風鎬對巖體進行打擊破碎，風鎬的高度和角度可調，更實用，二者結合，效率高；3、掘進機的3個機構依次工作、嚴密配合、使用方便，相比現有技術，本發(fā)明的效率更高，功能更完善；采用電氣控制，自動性和靈活性高、安全可靠，結構簡單、操作方便，適宜坑隧道挖掘工作，具有較高的推廣價值。
【附圖說明】
[0014]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。
[0015]圖1是本發(fā)明中鉆孔機構的一種結構示意圖(未畫出外殼和鏈條);
圖2是本發(fā)明中鋸割機構的一種結構示意圖(未畫出外殼和切割繩)；
圖3是本發(fā)明中拱頂成型機構的一種結構示意圖(未畫出外殼)；
圖中代號含義:101—鉆孔機架；102—軌道；103—行走輪；104—進給電機；105—底座；106—進給絲桿；107—進給滑座；108—供水接口 ；109—鉆桿；110 —伸縮座；111 一鉆頭；112—傳動輪；113—傳動帶；114一電機安裝座；115—從動齒輪；116—主動齒輪；117—推進電機；118—中間齒輪；119一供水總匯；120—調整桿；121—蝸輪蝸桿減速機；201—鋸割機架；202—軌道；203—行走輪；204—進給臂；205—導向輪；206—張緊輪；207—第一切割輪；208—第二切割輪；209—調整桿；210—伸縮座；211—角輪；212—主繩輪；213—驅動電機；214—中間張緊輪；215—供水總匯；216—蝸輪蝸桿減速機；301—拱頂成型機架；302—行走輪；303—平移導軌；304—平移傳動機構；305—平移底座；306—鋸片組；307—傳動軸；308—傳動電機；309—傳動帶；310—傳動輪；311—升降支架；312—輸送帶；313—風鎮(zhèn)；314一碎料斗；315—角度調整機構；316—平移機構；317—上滑輪；318一空壓機；319—滾輪；320—蝸輪蝸桿減速機。
【具體實施方式】
[0016]本發(fā)明包括相互獨立的鉆孔機構、繩鋸機構和拱頂成型機構，三個機構依序配套使用。
[0017]參見圖1:本發(fā)明的鉆孔機構主要由鉆孔機架101、鉆進子機構、主動齒輪116、電機和控制柜構成。
[0018]其中，鉆進子機構、主鏈輪和電機設置在鉆孔機架101上，鉆孔機架101上各電機由控制柜控制；所述鉆孔機架101為角鋼、槽鋼等鋼件焊接而成的框形方體結構，鉆孔機架101表面包覆有鐵皮等材料制成的封裝外殼，鉆孔機架101朝向鉆進巖體的面為前面；在鉆孔機架101的底部設有四個行走輪103，用于鉆進過程中移動，四個行走輪103套裝在軌道上；在鉆孔機架101上設置有供水總匯119，為各鉆進子機構提供水源。
[0019]每個鉆進子機構由鉆桿109、伸縮座110、調整桿120和進給絲桿106構成，伸縮座110是2根螺紋伸縮筒(類似口紅的旋轉螺紋伸縮筒)，伸縮座110、調整桿120和進給絲桿106合圍呈“ 口”字，其中鉆桿109自后端向前端的部件依次是后端端部的供水接口 108和進給滑座107、中部套裝的傳動輪112、軸承座和前端的鉆頭111，鉆桿109為中空，方便從供水接口 108補給降溫水源，各鉆桿109上的供水接口 108通過水管連接于鉆孔機架101上所布置的供水總匯119上。上述的2根伸縮筒具有連接的中心螺桿和伸縮桿，伸縮桿外套裝一個伸縮套筒，伸縮套筒固定在鉆孔機架101內側；2根伸縮筒為平行狀，其中心螺桿內端通過軸承座固定連接在鉆孔機架101內，外端的伸縮桿延伸出鉆孔機架101，在中心螺桿突出軸承座的部分設有斜齒輪，本實施例中以45度斜齒輪為例。調整桿120的兩端上也設有斜齒輪并通過軸承座固定于鉆孔機架101內的前、后方向上，該斜齒輪與中心螺桿上的斜齒輪嚙合連接，此時，可根據最終鉆取坑隧道的大小需要，對調整桿120進行旋轉，旋轉時將帶動中心螺桿旋轉，而伸縮筒將實現伸縮功能，則調整了鉆進子機構的伸縮延展寬度，所述的伸縮座110上的螺紋伸縮筒也可采用液壓伸縮座等具有伸縮功能的機構。上述進給絲桿106為螺紋桿，進給絲桿106上以絲扣方式套裝鉆桿109的進給滑座107，進給絲桿106后端具有一個從動齒輪115，進給絲桿106套裝在有一個U型底座105凹槽內，底座105的兩端與機架上的2根伸縮筒的外端部連接，底座105背面上設置有電機安裝座114，電機安裝座114上安裝有進給電機104，進給電機104的輸出輪與鉆桿109上套裝的傳動輪112之間通過傳動帶113連接傳動；在底座105的前端連接一個軸承座供鉆桿109插裝其中，而鉆桿109的端部又與進給絲桿106上的進給滑座107連接，兩點固定鉆桿109，同時進給絲桿106旋轉帶動進給滑座107進而控制鉆桿109的移動。前述結構的6個鉆進子機構結構完全相同，用于巖體打孔時，能同時打出6個孔，效率高，從而方便繩鋸鋸割。
[0020]鉆孔機構的主動齒輪116設在鉆孔機架101上的推進電機117輸出軸上，并延伸突出鉆孔機架101后側，在對應的鉆孔機架101后側面還設有多個水平或豎直的滑槽，滑槽中設有中間齒輪118，本實施例中，滑槽水平、對稱設置在機架上，左右各兩個，在主動齒輪116和上述的6個從動齒輪115及中間齒輪118上繞套有鏈條，在主動齒輪116的控制帶動下調節(jié)鉆桿109的前進、后退，并且能通過中間齒輪118的移動來調節(jié)鏈條的張緊度。
[0021]為方便鉆孔在鉆孔機架101上還設有多個電機，包括前述的每個鉆進子機構上對應設置的進給電機104，還包括整機行走電機和蝸輪蝸桿減速機121，整機行走電機為鉆孔機架101在軌道102上的移動提供動力源，控制其前后滑動，鉆孔時，整機可自動朝向巖體推進，避免人靠近帶來安全隱患，并能加快鉆孔。機架內的蝸輪蝸桿減速機121使整機行駛到合適的位置并開始鉆孔時能起到自鎖功能，避免機架在鉆孔時受到巖體的反作用力而在軌道上向后側滑動。
[0022]參見圖2，本發(fā)明的繩鋸機構主要由切割進給子機構、繩子張緊子機構、驅動電機213、切割繩、控制柜和鋸割機架201構成。
[0023]其中，切割進給子機構、繩子張緊子機構、切割繩和驅動電機213設置在機架上，鋸割機架201上的電機啟閉由控制柜控制；所述鋸割機架201為角鋼、槽鋼等鋼件焊接而成的框形方體結構，鋸割機架201表面包覆有鐵皮等材料制成的封裝外殼，根據使用要求，鋸割機架201朝向鉆進巖體的面為前面；在鋸割機架201的底部設有四個行走輪203，用于鉆進過程中移動，四個行走輪203裝配在軌道202上；在鋸割機架201上設置有供水總匯215，為鋸繩提供水源。
[0024]切割進給子機構為6個，對稱設置在鋸割機架201前、后方向上，右、各3個，6個機構自機架內部向外呈發(fā)散狀布置。每個切割進給子機構由進給臂204、伸縮座210和調整桿209構成，伸縮座210是2根平行的螺紋伸縮筒(類