一種一體式坑隧道掘進(jìn)機(jī)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種一體式坑隧道掘進(jìn)機(jī)，包括機(jī)架和鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)，所述鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)包括臂桿、傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、伸縮座、鉆筒、切割輪、主電機(jī)、鋸繩和多個(gè)導(dǎo)向輪，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)、主電機(jī)、伸縮座和多個(gè)導(dǎo)向輪均固定在機(jī)架上，所述臂桿固定在伸縮座上，所述傳動(dòng)軸套設(shè)在臂桿內(nèi)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)與臂桿內(nèi)的傳動(dòng)軸連接；鉆孔時(shí)，鉆筒固定在傳動(dòng)軸端部，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過傳動(dòng)軸帶動(dòng)鉆筒工作；鋸割時(shí)，切割輪活動(dòng)設(shè)置在臂桿端部，主電機(jī)通過鋸繩和多個(gè)導(dǎo)向輪帶動(dòng)切割輪工作。本實(shí)用新型解決的技術(shù)問題是將現(xiàn)有繩鋸式掘進(jìn)機(jī)中的鉆孔機(jī)構(gòu)和鋸割機(jī)構(gòu)合為一體，在掘進(jìn)坑隧道時(shí)不需要設(shè)備的往復(fù)進(jìn)入退出，減少了設(shè)備的校準(zhǔn)，能夠快速地實(shí)現(xiàn)坑隧道的掘進(jìn)。
【專利說明】
_種_體式坑隧道掘進(jìn)機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及坑隧道挖掘技術(shù)領(lǐng)域，具體地說涉及一種一體式坑隧道掘進(jìn)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]在坑道或隧道的掘進(jìn)工程中，常用的措施為爆破掘進(jìn)或盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)。其中爆破掘進(jìn)存在嚴(yán)重的安全隱患且施工質(zhì)量難以保證，超挖欠挖現(xiàn)象十分突出，穿越地質(zhì)條件復(fù)雜的地段時(shí)，安全風(fēng)險(xiǎn)成倍增加，其使用非常慎重。盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)是使用盾構(gòu)機(jī)設(shè)備進(jìn)行掘進(jìn)開挖，盾構(gòu)機(jī)設(shè)備集光、機(jī)、電、液、傳感、信息技術(shù)于一體，具有開挖切削土體、輸送土碴、拼裝隧道襯砌、測(cè)量導(dǎo)向糾編等功能，但由于其成本高昂，進(jìn)而決定了施工成本居高不下，一般僅用于城市地下交通建設(shè)中。此外，盾構(gòu)機(jī)設(shè)備的掘進(jìn)是將土體(包括巖石等)絞碎實(shí)現(xiàn)的，從而使開挖出的土體可利用性降低。
[0003]然而，無論是上述爆破掘進(jìn)或盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)，它們通常只適用于大型坑道或隧道掘進(jìn)，其掘進(jìn)方式?jīng)Q定了它們不能在小型坑道或隧道的掘進(jìn)過程中使用。為此，中國(guó)專利號(hào)為“201520250375.3”的現(xiàn)有技術(shù)在2015年9月2日公開了一種繩鋸式掘進(jìn)機(jī)，其技術(shù)方案為所述繩鋸式掘進(jìn)機(jī)包括相互獨(dú)立但配套使用的鉆孔機(jī)構(gòu)、鋸割機(jī)構(gòu)，掘進(jìn)機(jī)還包括拱頂成型機(jī)構(gòu)；拱頂成型機(jī)構(gòu)主要由拱頂成型機(jī)架和鋸片組組成，鋸片組主要由傳動(dòng)軸和同軸穿裝在傳動(dòng)軸上的多個(gè)鋸片組成，傳動(dòng)軸上具有從動(dòng)輪，鋸片組通過軸承裝配在高度能夠調(diào)節(jié)的升降支架上，該升降支架裝配在拱頂成型機(jī)架上，升降支架和/或拱頂成型機(jī)架上布置有驅(qū)動(dòng)鋸片組做功的傳動(dòng)電機(jī)。該專利能夠在切割出較完整巖塊的同時(shí)對(duì)坑隧道頂部進(jìn)行拱頂處理，用電氣控制，自動(dòng)性、靈活性高。但在實(shí)際掘進(jìn)過程中，仍然存在著如下諸多不足之處:1、鉆孔機(jī)構(gòu)、鋸割機(jī)構(gòu)和拱頂成型機(jī)構(gòu)均為獨(dú)立機(jī)構(gòu)，在掘進(jìn)坑隧道時(shí)，必須按“鉆孔機(jī)構(gòu)進(jìn)入鉆孔—鉆孔機(jī)構(gòu)退出—鋸割機(jī)構(gòu)鋸割進(jìn)入鋸割—鋸割機(jī)構(gòu)退出—拱頂成型機(jī)構(gòu)進(jìn)入施工—拱頂成型機(jī)構(gòu)退出”這樣的施工工序循環(huán)施工，存在著施工工序復(fù)雜和施工效率較低的缺陷。2、整個(gè)掘進(jìn)機(jī)需要三套獨(dú)立機(jī)構(gòu)配合才能完成坑隧道的施工，這就需要制造三套獨(dú)立的設(shè)備，導(dǎo)致整個(gè)掘進(jìn)機(jī)的制造成本極為高昂。3、拱頂成型機(jī)構(gòu)采用鋸片組的結(jié)構(gòu)成型拱頂，而鋸片組在切割巖體時(shí)又極易磨損，進(jìn)一步導(dǎo)致坑隧道的掘進(jìn)成本增加。4、掘進(jìn)時(shí)三套設(shè)備按工序依次交替施工，但下一套設(shè)備在施工前需要進(jìn)行校準(zhǔn)，例如，鉆孔機(jī)構(gòu)鉆孔后，鋸割機(jī)構(gòu)進(jìn)入施工前需要與鉆好的孔進(jìn)行校準(zhǔn)，這必然導(dǎo)致施工效率的大幅降低。
5、為了保障掘進(jìn)的穩(wěn)定性和精確性，三套獨(dú)立設(shè)備分別配備三套慢速行走系統(tǒng)，但慢速行走系統(tǒng)同樣導(dǎo)致三套設(shè)備的出入速度較慢，同樣影響了施工效率。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提供一種一體式坑隧道掘進(jìn)機(jī)，本實(shí)用新型解決的技術(shù)問題是將現(xiàn)有繩鋸式掘進(jìn)機(jī)中的鉆孔機(jī)構(gòu)和鋸割機(jī)構(gòu)合為一體，在掘進(jìn)坑隧道時(shí)不需要設(shè)備的往復(fù)進(jìn)入退出，減少了設(shè)備的校準(zhǔn)，能夠快速地實(shí)現(xiàn)坑隧道的掘進(jìn)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0006]—種一體式坑隧道掘進(jìn)機(jī)，其特征在于:包括機(jī)架和鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)，所述鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)包括臂桿、傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、伸縮座、鉆筒、切割輪、主電機(jī)、鋸繩和多個(gè)導(dǎo)向輪，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)、主電機(jī)、伸縮座和多個(gè)導(dǎo)向輪均固定在機(jī)架上，所述臂桿固定在伸縮座上，所述傳動(dòng)軸套設(shè)在臂桿內(nèi)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)與臂桿內(nèi)的傳動(dòng)軸連接；
[0007]鉆孔時(shí)，鉆筒固定在傳動(dòng)軸端部，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過傳動(dòng)軸帶動(dòng)鉆筒工作；
[0008]鋸割時(shí)，切割輪活動(dòng)設(shè)置在臂桿端部，主電機(jī)通過鋸繩和多個(gè)導(dǎo)向輪帶動(dòng)切割輪工作。
[0009]所述鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)的數(shù)量為多套，多套鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)中的臂桿成矩形分布，且在鋸割時(shí)，主電機(jī)通過鋸繩和多個(gè)導(dǎo)向輪同時(shí)帶動(dòng)多套鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)中的切割輪轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0010]所述鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)的數(shù)量為多套，多套鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)中的臂桿分別成矩形分布和成弧形分布，且成弧形分布的臂桿位于成矩形分布的臂桿上方;其中，鋸割時(shí)，連接在成矩形分布的臂桿上的切割輪的數(shù)量均為一個(gè)，連接在成弧形分布的臂桿上的切割輪的數(shù)量均為三個(gè)，且主電機(jī)通過鋸繩和多個(gè)導(dǎo)向輪同時(shí)帶動(dòng)多套鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)中的切割輪轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0011]所述臂桿上的三個(gè)切割輪包括軸心線與臂桿軸心線相重合的中間切割輪和兩個(gè)軸心線分別與臂桿軸心線相垂直的傾斜切割輪，兩個(gè)傾斜側(cè)切割輪對(duì)稱設(shè)置在中間切割輪兩側(cè)。
[0012]所述臂桿上固定設(shè)置有連接座和防彎曲座，所述切割輪通過連接座連接在臂桿上，且切割輪位于連接座與防彎曲座之間，所述防彎曲座上活動(dòng)設(shè)置有防彎曲輪。
[0013]所述臂桿上固定設(shè)置有增強(qiáng)鋼板。
[0014]所述掘進(jìn)機(jī)還包括機(jī)架行走機(jī)構(gòu)，所述機(jī)架行走機(jī)構(gòu)包括行走輪、軌道、慢速行走系統(tǒng)和快速行走系統(tǒng)，所述行走輪的數(shù)量為多個(gè)，多個(gè)行走輪設(shè)置在機(jī)架下部?jī)蓚?cè)，所述軌道上設(shè)置有鏈槽，所述慢速行走系統(tǒng)包括二級(jí)減速器和與二級(jí)減速器連接的鏈輪，所述慢速行走系統(tǒng)通過鏈輪和鏈槽控制機(jī)架慢速行走;所述快速行走系統(tǒng)包括兩套一級(jí)減速器，兩套一級(jí)減速器分別通過齒輪與機(jī)架下部?jī)蓚?cè)的行走輪連接，快速行走系統(tǒng)通過兩套一級(jí)減速器和行走輪控制機(jī)架快速行走。
[0015]所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過皮帶或齒輪傳動(dòng)變速箱與傳動(dòng)軸連接。
[0016]所述機(jī)架上還設(shè)置有用于控制伸縮座伸縮的調(diào)整桿，所述調(diào)整桿與調(diào)整電機(jī)或液壓馬達(dá)連接。
[0017]所述機(jī)架上還設(shè)置有控制柜。
[0018]采用本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0019]—、本實(shí)用新型中，根據(jù)掘進(jìn)工序的不同，鉆孔時(shí)鉆筒固定在傳動(dòng)軸端部，鋸割時(shí)切割輪設(shè)置在臂桿端部，這樣的結(jié)構(gòu)將現(xiàn)有技術(shù)中兩套獨(dú)立且相互配合的鉆孔機(jī)構(gòu)和鋸割機(jī)構(gòu)合二為一，形成了可鉆孔和鋸割的一體式掘進(jìn)機(jī)，減少了三套設(shè)備在較多的重復(fù)零部件，極大地降低了設(shè)備的制造成本。另外，該一體式掘進(jìn)機(jī)在施工時(shí)，先采用鉆筒鉆孔，鉆孔完成后，只需拆卸鉆筒再裝上切割輪即可繼續(xù)施工，不僅解決了現(xiàn)有技術(shù)中三套設(shè)備在施工過程中需要重復(fù)進(jìn)出的問題，還減少了設(shè)備的校準(zhǔn)工序，極大地提高了掘進(jìn)效率，能夠快速地實(shí)現(xiàn)坑隧道的掘進(jìn)。與中國(guó)專利號(hào)為“201520250375.3”為代表的現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型極大地降低了設(shè)備的制備成本、提高了掘進(jìn)效率、便于運(yùn)輸?shù)?，且?jīng)實(shí)驗(yàn)證明，采用本實(shí)用新型后，坑隧道的掘進(jìn)效率是中國(guó)專利號(hào)為“201520250375.3”的掘進(jìn)機(jī)的掘進(jìn)效率的3倍。
[0020]二、本實(shí)用新型中，多套鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)中的臂桿成矩形分布，即多根臂桿在同一正投影面內(nèi)呈矩形分布，這樣的布置方式特別適合矩形坑隧道的掘進(jìn)，能夠快速地實(shí)現(xiàn)矩形坑隧道的掘進(jìn)。而在鋸割時(shí)，主電機(jī)通過鋸繩和多個(gè)導(dǎo)向輪同時(shí)帶動(dòng)多套鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)中的切割輪轉(zhuǎn)動(dòng)，則使得多根臂桿上的切割輪能夠同步切開巖體，保證了掘進(jìn)的穩(wěn)定性。
[0021]三、本實(shí)用新型中，多套鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)中的臂桿分別成矩形分布和成弧形分布，且成弧形分布的臂桿位于成矩形分布的臂桿上方，該結(jié)構(gòu)特別適合拱形坑隧道的掘進(jìn)，能夠一步到位的開設(shè)出拱形隧道。而現(xiàn)有技術(shù)中的掘進(jìn)機(jī)在掘進(jìn)拱形隧道時(shí)，必須先掘進(jìn)出矩形坑隧道，再對(duì)矩形坑隧道的拱頂成型。相比之下，本實(shí)用新型中將臂桿分別布置成矩形分布和成弧形分布的結(jié)構(gòu)，能夠極大地簡(jiǎn)化施工工序和極大地提高掘進(jìn)效率。另外，成弧形分布的臂桿上的切割輪的數(shù)量均設(shè)置為三個(gè)的結(jié)構(gòu)，有利于快速地成型拱頂。
[0022]四、本實(shí)用新型中，兩個(gè)傾斜側(cè)切割輪對(duì)稱設(shè)置在中間切割輪兩側(cè)的結(jié)構(gòu)，可以有效的使鋸繩纏繞成近似拱形的形態(tài)，便于拱形鋸割一次成型。
[0023]五、本實(shí)用新型中，通過防彎曲座和防彎曲座上的防彎曲輪，能夠防止傳動(dòng)軸在施工過程中彎曲和變形，有利于延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。
[0024]六、本實(shí)用新型中，通過增強(qiáng)鋼板能夠增強(qiáng)臂桿的剛性強(qiáng)度，防止臂桿彎曲和變形。
[0025]七、本實(shí)用新型中，慢速行走系統(tǒng)能夠保障施工時(shí)的穩(wěn)定性，快速行走系統(tǒng)能夠在施工完成后使整個(gè)掘進(jìn)機(jī)快速地從坑隧道內(nèi)退出，通過慢速行走系統(tǒng)和快速行走系統(tǒng)的配合，既保障了掘進(jìn)時(shí)的穩(wěn)定性，又能夠在不需要掘進(jìn)時(shí)快速移動(dòng)整個(gè)掘進(jìn)機(jī)。
[0026]八、本實(shí)用新型中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過皮帶或齒輪傳動(dòng)變速箱與傳動(dòng)軸連接，這兩種連接方式使得掘進(jìn)機(jī)適用于不同的工況的坑隧道的施工。
[0027]九、本實(shí)用新型中，調(diào)整桿與調(diào)整電機(jī)或液壓馬達(dá)連接，使得伸縮座能夠自動(dòng)伸縮，實(shí)現(xiàn)了臂桿的自動(dòng)調(diào)節(jié)。
[0028]十、本實(shí)用新型中，將控制柜設(shè)置在機(jī)架上，配合遙控系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制，減少了電線電纜的使用，降低了施工成本，不僅能夠避免出現(xiàn)因電線電纜而造成的安全事故，還具有操作方便的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0029]圖1為實(shí)施例1中鉆孔時(shí)的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0030]圖2為實(shí)施例1中切割時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031 ]圖3為實(shí)施例1中伸縮座與調(diào)整桿連接的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖4為實(shí)施例1中采用液壓油缸與液壓站的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖5為實(shí)施例1中傳動(dòng)軸皮帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖6為實(shí)施例1施工后的矩形坑隧道的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖7為實(shí)施例2中鉆孔時(shí)的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0036]圖8為實(shí)施例2中切割時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖9為實(shí)施例2中傳動(dòng)軸齒輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖10為實(shí)施例3中鉆孔時(shí)的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0039]圖11為實(shí)施例3中切割時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖12為實(shí)施例3施工后的拱形坑隧道的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖13為實(shí)施例4中鉆孔時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖14為實(shí)施例4中切割時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖15為實(shí)施例5中機(jī)架行走機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖中標(biāo)號(hào)為:1、機(jī)架，2、臂桿，3、驅(qū)動(dòng)電機(jī)，4、伸縮座，5、鉆筒，6、切割輪，7、主電機(jī)，8、導(dǎo)向輪，9、連接座，10、行走輪，11、防彎曲座，12、防彎曲輪，13、增強(qiáng)鋼板，14、皮帶，15、齒輪傳動(dòng)變速箱，16、調(diào)整桿，17、控制柜，18、行走電機(jī)一，19、二級(jí)減速器，20、行走電機(jī)二，21、行走電機(jī)三，22、一級(jí)減速器，23、軌道，24、液壓油缸，25、液壓站。
【具體實(shí)施方式】
[0045]實(shí)施例1
[0046]—種一體式坑隧道掘進(jìn)機(jī)，包括機(jī)架I和鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)，所述鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)包括臂桿2、傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)電機(jī)3、伸縮座4、鉆筒5、切割輪6、主電機(jī)7、鋸繩和多個(gè)導(dǎo)向輪8，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)3、主電機(jī)7、伸縮座4和多個(gè)導(dǎo)向輪8均固定在機(jī)架I上，所述臂桿2固定在伸縮座4上，所述傳動(dòng)軸套設(shè)在臂桿2內(nèi)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)3通過皮帶14與臂桿2內(nèi)的傳動(dòng)軸連接;鉆孔時(shí)，鉆筒5固定在傳動(dòng)軸端部，驅(qū)動(dòng)電機(jī)3通過傳動(dòng)軸帶動(dòng)鉆筒5工作;鋸割時(shí)，切割輪6活動(dòng)設(shè)置在臂桿2端部，主電機(jī)7通過鋸繩和多個(gè)導(dǎo)向輪8帶動(dòng)切割輪6工作，并形成線鋸循環(huán)。
[0047]本實(shí)施例中，所述機(jī)架I為角鋼、槽鋼等鋼件焊接而成的框形方體結(jié)構(gòu)，機(jī)架I表面包覆有鐵皮等材料制成的封裝外殼(為了突出表現(xiàn)出設(shè)備的結(jié)構(gòu)，附圖中未畫出封裝外殼)。
[0048]本實(shí)施例中，所述的多個(gè)導(dǎo)向輪8合理分布在機(jī)架I上，部分導(dǎo)向輪8直接固定在機(jī)架I上，部分導(dǎo)向輪8固定在機(jī)架I上的臂桿2上，以便于鋸繩的繞套。其中，避免臂桿2過長(zhǎng)時(shí)鋸繩抖動(dòng)幅度過大，除了導(dǎo)向輪8外，機(jī)架I上還設(shè)置有穩(wěn)繩輪，臂桿2上還設(shè)置有穩(wěn)繩導(dǎo)管，導(dǎo)向輪8、穩(wěn)繩輪和穩(wěn)繩導(dǎo)管的具體布置結(jié)構(gòu)以能夠保證切割輪6穩(wěn)定切割為佳。
[0049]本實(shí)施例中，所述鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)的數(shù)量為多套，多套鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)中的臂桿2成矩形分布，即多套鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)中的臂桿2在同一正投影面內(nèi)成矩形分布，這樣的設(shè)置方式特別適合矩形坑隧道的掘進(jìn)。結(jié)合到本申請(qǐng)中，鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)的數(shù)量?jī)?yōu)選為六套，六套鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)分別對(duì)稱設(shè)置在機(jī)架I兩側(cè)。其中，鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)的數(shù)量根據(jù)待掘進(jìn)坑隧道的大小決定，并不局限于上述優(yōu)選方式。掘進(jìn)機(jī)在進(jìn)行鋸割工作時(shí)，主電機(jī)7通過鋸繩和多個(gè)導(dǎo)向輪8同時(shí)帶動(dòng)多套鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)中的切割輪6轉(zhuǎn)動(dòng)，形成線鋸循環(huán)。
[0050]本實(shí)施例中，所述臂桿2上固定設(shè)置有連接座9和防彎曲座11，所述切割輪6通過連接座9連接在臂桿2上，且切割輪6位于連接座9與防彎曲座11之間，所述防彎曲座11上活動(dòng)設(shè)置有防彎曲輪12，防彎曲輪12位于掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)方向的最前端。掘進(jìn)時(shí)，先由鉆筒5鉆孔，鉆孔完成后，取下鉆筒5，換上切割輪6并安裝防彎曲輪12，切割時(shí)，防彎曲輪12抵在已鉆孔的孔壁，防止傳動(dòng)軸在切割過程中彎曲。
[0051]本實(shí)施例中，所述臂桿2上設(shè)置有增強(qiáng)鋼板13，所述增強(qiáng)鋼板13直接焊接固定在臂桿2上，以增強(qiáng)臂桿2的剛性強(qiáng)度，避免其在施工過程中彎曲。
[0052]本實(shí)施例中，所述臂桿2的數(shù)量與伸縮座4的數(shù)量相對(duì)應(yīng)，每根臂桿2對(duì)應(yīng)連接在兩套伸縮座4上，每根臂桿2由兩套伸縮座4控制其伸出與縮回。進(jìn)一步的，所述機(jī)架I上還活動(dòng)設(shè)置有用于控制伸縮座4伸縮的調(diào)整桿16，每一根調(diào)整桿16通過傘齒輪對(duì)應(yīng)控制兩套伸縮座4，根據(jù)不同的需要，該調(diào)整桿16可手動(dòng)控制其轉(zhuǎn)動(dòng)，也可通過調(diào)整電機(jī)或液壓馬達(dá)自動(dòng)控制其轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到自控控制伸縮座4伸縮的目的。進(jìn)一步的，所述伸縮座4也可直接采用液壓油缸24作為控制臂桿2伸縮的伸縮件，液壓油缸24與液壓站25配合控制臂桿2伸縮。
[0053]本實(shí)施例主要用于矩形隧道的掘進(jìn)，其實(shí)施原理為:將鉆筒5安裝在六根傳動(dòng)軸上，控制機(jī)架I行走到待掘進(jìn)位置，通過調(diào)整桿16將六根傳動(dòng)軸調(diào)整到合適鉆孔位置，然后通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)3控制六根傳動(dòng)軸上的鉆筒5同時(shí)鉆孔，鉆孔完成后，控制鉆筒5退出鉆孔，拆卸鉆筒5并在臂桿2上安裝切割輪6和防彎曲輪12，再將主電機(jī)7上的主繩輪、多個(gè)導(dǎo)向輪8和多個(gè)切割輪6同時(shí)饒?zhí)咨箱徖K，然后啟動(dòng)主電機(jī)7帶動(dòng)切割輪6切割巖體，當(dāng)切割到一定深度時(shí)，停止切割，機(jī)架I退出，取出巖體，然后再拆卸切割輪6并安裝上鉆筒5，重復(fù)上述工序即可再次掘進(jìn)坑隧道，直到矩形坑隧道的完成。其中，取出巖體的具體方法為，根據(jù)巖石自身容易脆斷的力學(xué)性能，在鋸切縫內(nèi)插入楔塊，然后錘擊楔塊，利用剪切力便可使巖體沿鋸割的最深處脆斷，脆斷后的巖塊體積較大，可以由卷?yè)P(yáng)機(jī)拖拽到運(yùn)輸設(shè)備上，運(yùn)出隧道。取出的巖體可二次用于石材加工、鋪路或建筑施工行業(yè)等，從而綜合降低坑隧道的施工成本。
[0054]實(shí)施例2
[0055]本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，主要區(qū)別在于:所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)3通過齒輪傳動(dòng)變速箱15與傳動(dòng)軸連接，即驅(qū)動(dòng)電機(jī)3通過齒輪傳動(dòng)變速箱15帶動(dòng)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0056]實(shí)施例3
[0057]—種一體式坑隧道掘進(jìn)機(jī)，包括機(jī)架I和鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)，所述鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)包括臂桿2、傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)電機(jī)3、伸縮座4、鉆筒5、切割輪6、主電機(jī)7、鋸繩和多個(gè)導(dǎo)向輪8，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)3、主電機(jī)7、伸縮座4和多個(gè)導(dǎo)向輪8均固定在機(jī)架I上，所述臂桿2固定在伸縮座4上，所述傳動(dòng)軸套設(shè)在臂桿2內(nèi)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)3通過皮帶14與臂桿2內(nèi)的傳動(dòng)軸連接;鉆孔時(shí)，鉆筒5固定在傳動(dòng)軸端部，驅(qū)動(dòng)電機(jī)3通過傳動(dòng)軸帶動(dòng)鉆筒5工作;鋸割時(shí)，切割輪6活動(dòng)設(shè)置在臂桿2端部，主電機(jī)7通過鋸繩和多個(gè)導(dǎo)向輪8帶動(dòng)切割輪6工作，并形成線鋸循環(huán)。
[0058]本實(shí)施例中，所述鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)的數(shù)量為多套，多套鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)中的臂桿2分別成矩形分布和成弧形分布，即多套鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)中的臂桿2在同一正投影面內(nèi)分別成矩形分布和成弧形分布;其中，成弧形分布的臂桿2位于成矩形分布的臂桿2上方，成弧形分布的臂桿2和成矩形分布的臂桿2在同一正投影面內(nèi)成拱形結(jié)構(gòu)，這樣的設(shè)置方式特別適合矩形坑隧道的掘進(jìn)。結(jié)合到本申請(qǐng)中，優(yōu)選臂桿2成矩形分布的鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)的數(shù)量為六套，六套鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)分別對(duì)稱設(shè)置在機(jī)架I兩側(cè);優(yōu)選臂桿2成弧形分布的鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)的數(shù)量為三套。進(jìn)一步的，掘進(jìn)機(jī)在鋸割時(shí)，連接在成矩形分布的臂桿2上的切割輪6的數(shù)量均為一個(gè)，連接在成弧形分布的臂桿2上的切割輪6的數(shù)量均為三個(gè)，且主電機(jī)7通過鋸繩和多個(gè)導(dǎo)向輪8同時(shí)帶動(dòng)多套鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)中的切割輪6轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就可一次性的將坑隧道開挖成拱形結(jié)構(gòu)。
[0059]進(jìn)一步的，臂桿2上的三個(gè)切割輪6包括軸心線與臂桿2軸心線相重合的中間切割輪6和兩個(gè)軸心線分別與臂桿2軸心線相垂直的傾斜切割輪6，兩個(gè)傾斜側(cè)切割輪6對(duì)稱設(shè)置在中間切割輪6兩側(cè)，以便于能夠快速地對(duì)坑隧道的拱頂成型。
[0060]本實(shí)施例中，所述臂桿2上同樣設(shè)置有防彎曲座11和防彎曲輪12。
[0061]本實(shí)施例主要用于拱形隧道的掘進(jìn)，其實(shí)施原理為:將鉆筒5安裝在九根傳動(dòng)軸上，控制機(jī)架I行走到待掘進(jìn)位置，通過調(diào)整桿16將九根傳動(dòng)軸調(diào)整到合適鉆孔位置，然后通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)3控制九根傳動(dòng)軸上的鉆筒5同時(shí)鉆孔，鉆孔完成后，控制鉆筒5退出鉆孔，拆卸鉆筒5，然后在成矩形分布的每根臂桿2上安裝防彎曲輪12和一個(gè)切割輪6，在成弧形分布的每根臂桿2上安裝防彎曲輪12和三個(gè)切割輪6，再將主電機(jī)7上的主繩輪、多個(gè)導(dǎo)向輪8和多個(gè)切割輪6同時(shí)饒?zhí)咨箱徖K，然后啟動(dòng)主電機(jī)7帶動(dòng)切割輪6切割巖體，當(dāng)切割到一定深度時(shí)，停止切割，機(jī)架I退出，取出巖體，然后再拆卸切割輪6并安裝上鉆筒5，重復(fù)上述工序即可再次掘進(jìn)坑隧道，直到拱形坑隧道的完成。
[0062]實(shí)施例4
[0063]本實(shí)施例與實(shí)施例3基本相同，主要區(qū)別在于:所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)3通過齒輪傳動(dòng)變速箱15與傳動(dòng)軸連接，即驅(qū)動(dòng)電機(jī)3通過齒輪傳動(dòng)變速箱15帶動(dòng)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0064]實(shí)施例5
[0065]—種一體式坑隧道掘進(jìn)機(jī)，包括機(jī)架1、機(jī)架I行走機(jī)構(gòu)和鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)，所述機(jī)架I行走機(jī)構(gòu)包括行走輪10、軌道23、慢速行走系統(tǒng)和快速行走系統(tǒng)，所述行走輪10的數(shù)量為多個(gè)，多個(gè)行走輪10設(shè)置在機(jī)架I下部?jī)蓚?cè)，機(jī)架I通過行走輪10在軌道23上行走，所述軌道23上設(shè)置有鏈槽，所述慢速行走系統(tǒng)包括二級(jí)減速器19和與二級(jí)減速器19連接的鏈輪，所述慢速行走系統(tǒng)通過鏈輪和鏈槽控制機(jī)架I慢速行走;所述快速行走系統(tǒng)包括兩套一級(jí)減速器22，兩套一級(jí)減速器22分別通過齒輪與機(jī)架I下部?jī)蓚?cè)的行走輪10連接，快速行走系統(tǒng)通過兩套一級(jí)減速器22和行走輪10控制機(jī)架I快速行走;所述鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)包括臂桿2、傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)電機(jī)3、伸縮座4、鉆筒5、切割輪6、主電機(jī)7、鋸繩和多個(gè)導(dǎo)向輪8，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)3、主電機(jī)7、伸縮座4和多個(gè)導(dǎo)向輪8均固定在機(jī)架I上，所述臂桿2固定在伸縮座4上，所述傳動(dòng)軸套設(shè)在臂桿2內(nèi)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)3通過皮帶14與臂桿2內(nèi)的傳動(dòng)軸連接;鉆孔時(shí)，鉆筒5固定在傳動(dòng)軸端部，驅(qū)動(dòng)電機(jī)3通過傳動(dòng)軸帶動(dòng)鉆筒5工作;鋸割時(shí)，切割輪6活動(dòng)設(shè)置在臂桿2端部，主電機(jī)7通過鋸繩和多個(gè)導(dǎo)向輪8帶動(dòng)切割輪6工作。
[0066]本實(shí)施例中，所述的慢速行走系統(tǒng)主要由行走電機(jī)一18、二級(jí)減速器19、鏈盤、鏈輪、離合器、軸、軸承、安裝座等組成，電機(jī)連接減速器控制整個(gè)掘進(jìn)機(jī)沿軌道23上的鏈槽慢速行走，離合器用于控制鏈輪與二級(jí)減速器19輸出端的斷開與連接;具體規(guī)格根據(jù)施工環(huán)境(包括預(yù)施工坑隧道的坡度、巖石硬度等)配置。所述快速行走系統(tǒng)主要由行走電機(jī)二 20、行走電機(jī)三21、兩套一級(jí)減速器22、齒輪、離合器、軸承、軸承座等組成。行走電機(jī)二 20、行走電機(jī)三21與減速器連接控制整機(jī)沿行走軌道23快速行走，離合器與掘進(jìn)機(jī)的行走輪10連接，用于控制整個(gè)掘進(jìn)機(jī)快速行走系統(tǒng)的斷開與連接。
[0067]本實(shí)用新型中，所述機(jī)架I上設(shè)置有供水總匯，供水總匯為鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)中的鉆筒5及切割輪6提供水源。
[0068]本實(shí)用新型中，所述機(jī)架I上還設(shè)置有控制柜17，該控制柜17用于控制機(jī)架I上的液壓馬達(dá)、供水總匯、離合器、電機(jī)等本實(shí)用新型涉及到的相應(yīng)的電子器件。
[0069]另外，經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)證明，采用本實(shí)用新型施工還具有下述優(yōu)點(diǎn):
[0070]1、施工后的坑隧道壁平整美觀，在施工過程中不擾動(dòng)圍巖，不會(huì)形成人為的巖石松動(dòng)圈，在坑隧道使用過程中一般不會(huì)形成掉塊、片幫等現(xiàn)象，后期維護(hù)成本極低。
[0071]2、施工過程中不使用炸藥，勉除了購(gòu)買及保管炸藥的高昂費(fèi)用。
[0072]3、在穿越地質(zhì)條件復(fù)雜，涌水量、瓦斯量較大的地層時(shí)，可以使用繩鋸式坑隧道掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制施工，最大程度的保障職工的生命安全。
[0073]4、鋸切法施工的坑道、坑頂、坑壁、坑底均具有極高的平整度，可以依據(jù)設(shè)計(jì)尺寸，精確定位坑道方位、坡度、寬度、高度等，坑道內(nèi)左右兩邊各有一條排水溝與主體坑道一次成型，無需再增加排水溝施工工程。
[0074]5、平整的坑壁可以保證坑道刻槽樣的準(zhǔn)確采取，最大限度的降低采樣誤差對(duì)最終儲(chǔ)量計(jì)算的影響。
[0075]6、掘進(jìn)過程中基本不產(chǎn)生廢渣，不破壞環(huán)境，免去了環(huán)境恢復(fù)治理費(fèi)、同時(shí)減少了征占用土地費(fèi)。
[0076]7、繩鋸式坑隧道掘進(jìn)機(jī)在施工坑道時(shí)，取出的石料體積較大，經(jīng)過簡(jiǎn)單的加工后可以作為建筑石料使用。
[0077]8、使用繩鋸式坑隧道掘進(jìn)機(jī)施工坑道，其直接施工成本略低于鉆爆法施工，若綜合石料回收利用的收益，并考慮護(hù)壁工程的成本，其綜合成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鉆爆法施工。
[0078]9、繩鋸式坑隧道掘進(jìn)機(jī)體積小，運(yùn)輸方便，功率小，一般工程上的發(fā)電機(jī)即可滿足設(shè)備運(yùn)行所需。機(jī)器自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)單，一個(gè)班僅需2?3名工人協(xié)同作業(yè)即可。一般情況下，無需考慮巖石內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可以直接盲切。
[0079]10、用來進(jìn)行石材地下開采，其綜合采礦成本優(yōu)于露天開采，其綜合優(yōu)勢(shì)明顯。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種一體式坑隧道掘進(jìn)機(jī)，其特征在于:包括機(jī)架(I)和鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)，所述鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)包括臂桿(2)、傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3)、伸縮座(4)、鉆筒(5)、切割輪(6)、主電機(jī)(7)、鋸繩和多個(gè)導(dǎo)向輪(8)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3)、主電機(jī)(7)、伸縮座(4)和多個(gè)導(dǎo)向輪(8)均固定在機(jī)架(I)上，所述臂桿(2)固定在伸縮座(4)上，所述傳動(dòng)軸套設(shè)在臂桿(2)內(nèi)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3)與臂桿(2)內(nèi)的傳動(dòng)軸連接； 鉆孔時(shí)，鉆筒(5 )固定在傳動(dòng)軸端部，驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3 )通過傳動(dòng)軸帶動(dòng)鉆筒(5 )工作； 鋸割時(shí)，切割輪(6)活動(dòng)設(shè)置在臂桿(2)端部，主電機(jī)(7)通過鋸繩和多個(gè)導(dǎo)向輪(8)帶動(dòng)切割輪(6)工作。2.如權(quán)利要求1所述的一種一體式坑隧道掘進(jìn)機(jī)，其特征在于:所述鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)的數(shù)量為多套，多套鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)中的臂桿(2)成矩形分布，且在鋸割時(shí)，主電機(jī)(7)通過鋸繩和多個(gè)導(dǎo)向輪(8)同時(shí)帶動(dòng)多套鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)中的切割輪(6)轉(zhuǎn)動(dòng)。3.如權(quán)利要求1所述的一種一體式坑隧道掘進(jìn)機(jī)，其特征在于:所述鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)的數(shù)量為多套，多套鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)中的臂桿(2)分別成矩形分布和成弧形分布，且成弧形分布的臂桿(2)位于成矩形分布的臂桿(2)上方;其中，鋸割時(shí)，連接在成矩形分布的臂桿(2)上的切割輪(6)的數(shù)量均為一個(gè)，連接在成弧形分布的臂桿(2)上的切割輪(6)的數(shù)量均為三個(gè)，且主電機(jī)(7)通過鋸繩和多個(gè)導(dǎo)向輪(8)同時(shí)帶動(dòng)多套鉆孔鋸割機(jī)構(gòu)中的切割輪(6)轉(zhuǎn)動(dòng)。4.如權(quán)利要求3所述的一種一體式坑隧道掘進(jìn)機(jī)，其特征在于:所述臂桿(2)上的三個(gè)切割輪(6)包括軸心線與臂桿(2)軸心線相重合的中間切割輪(6)和兩個(gè)軸心線分別與臂桿(2)軸心線相垂直的傾斜切割輪(6)，兩個(gè)傾斜側(cè)切割輪(6)對(duì)稱設(shè)置在中間切割輪(6)兩側(cè)。5.如權(quán)利要求1一3中任一項(xiàng)所述的一種一體式坑隧道掘進(jìn)機(jī)，其特征在于:所述臂桿(2 )上固定設(shè)置有連接座(9)和防彎曲座(11)，所述切割輪(6)通過連接座(9)連接在臂桿(2)上，且切割輪(6)位于連接座(9)與防彎曲座(11)之間，所述防彎曲座(11)上活動(dòng)設(shè)置有防彎曲輪(12)。6.如權(quán)利要求1所述的一種一體式坑隧道掘進(jìn)機(jī)，其特征在于:所述臂桿(2)上固定設(shè)置有增強(qiáng)鋼板(13)。7.如權(quán)利要求1、2、3或6中任一項(xiàng)所述的一種一體式坑隧道掘進(jìn)機(jī)，其特征在于:所述掘進(jìn)機(jī)還包括機(jī)架(I)行走機(jī)構(gòu)，所述機(jī)架(I)行走機(jī)構(gòu)包括行走輪(10)、軌道(23)、慢速行走系統(tǒng)和快速行走系統(tǒng)，所述行走輪(10)的數(shù)量為多個(gè)，多個(gè)行走輪(10)設(shè)置在機(jī)架(I)下部?jī)蓚?cè)，所述軌道(23)上設(shè)置有鏈槽，所述慢速行走系統(tǒng)包括二級(jí)減速器(19)和與二級(jí)減速器(19)連接的鏈輪，所述慢速行走系統(tǒng)通過鏈輪和鏈槽控制機(jī)架(I)慢速行走;所述快速行走系統(tǒng)包括兩套一級(jí)減速器(22)，兩套一級(jí)減速器(22)分別通過齒輪與機(jī)架(I)下部?jī)蓚?cè)的行走輪(10)連接，快速行走系統(tǒng)通過兩套一級(jí)減速器(22)和行走輪(10)控制機(jī)架(I)快速行走。8.如權(quán)利要求1所述的一種一體式坑隧道掘進(jìn)機(jī)，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3)通過皮帶(14)或齒輪傳動(dòng)變速箱(15)與傳動(dòng)軸連接。9.如權(quán)利要求1所述的一種一體式坑隧道掘進(jìn)機(jī)，其特征在于:所述機(jī)架(I)上還設(shè)置有用于控制伸縮座(4)伸縮的調(diào)整桿(16)，所述調(diào)整桿(16)與調(diào)整電機(jī)或液壓馬達(dá)連接。10.如權(quán)利要求1所述的一種一體式坑隧道掘進(jìn)機(jī)，其特征在于:所述機(jī)架(I)上還設(shè)置 有控制柜(17)。
【文檔編號(hào)】E21D9/10GK205422729SQ201620209713
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年3月18日
【發(fā)明人】張清林
【申請(qǐng)人】張清林