一种横轴掘进装置及其掘进机的制作方法

1.本发明涉及采矿设备技术领域，具体涉及一种横轴掘进装置及其掘进机。


背景技术：

2.掘进和回采是煤矿生产的重要生产环节，国家的方针是：采掘并重，掘进先行。煤矿巷道的快速掘进是煤矿保证矿井高产稳产的关键技术措施。采掘技术及其装备水平直接关系到煤矿生产的能力和安全。高效机械化掘进与支护技术是保证矿井实现高产高效的必要条件，也是巷道掘进技术的发展方向。
3.现有掘进装置的切割头通常为锥形钻头，锥形钻头与矿层接触的切割面有限，对矿层的切割量较小，且受锥形切割头自身形状限制，矿道成型困难，需要反复上、下、左、右横移过程繁琐。


技术实现要素：

4.(一)本发明所要解决的技术问题是：现有掘进设备单位切割量小、掘进过程复杂，掘进工作效率低。
5.(二)技术方案
6.为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种横轴掘进装置，包括：切割头、机械臂、旋转组件和摆动组件；
7.所述切割头沿水平方向延伸，所述切割头设置在所述机械臂的一端，所述切割头与所述机械臂转动连接；
8.所述旋转组件与所述切割头传动连接，所述旋转组件驱动所述切割头滚动；
9.所述摆动组件设置在所述机械臂上远离所述切割头的一端，所述摆动组件驱动所述机械臂带动所述切割头在竖直方向上下摆动。
10.在一种可选的实施方式中，还包括调节台和调节组件，所述机械臂远离所述切割头的一端与所述调节台铰接，所述摆动组件驱动所述机械臂在所述调节台上进行上下摆动；所述调节组件驱动所述调节台在水平方向旋转，进而调控所述机械臂以及所述切割头在水平方向的位置及角度。
11.在一种可选的实施方式中，切割头包括滚筒、切割齿和齿座；
12.所述齿座的数量为多个与所述滚筒固定连接，所述齿座突出所述滚筒的外表面，所述齿座沿所述切割头滚动的反方向倾斜30-50
°
；
13.一个所述齿座上至少设置有一个切割齿，所述切割齿与所述齿座可拆卸连接，所述切割齿与所述齿座的延伸方向相互垂直。
14.在一种可选的实施方式中，所述滚筒内固定设置有滚轴，所述滚轴贯穿所述机械臂，所述滚筒环绕所述滚轴滚动；
15.所述滚轴位于所述滚筒中心轴位置；或，
16.所述滚轴位于所述滚筒偏心位置。
17.在一种可选的实施方式中，机械臂包括延伸部和承载部；
18.所述延伸部包括立板，所述立板在竖直面上延伸，所述立板的两端分别连接所述切割头和所述承载部；所述承载部包括横板所述横板的延伸方向与所述立板相互垂直，所述横板用于承载所述旋转组件。
19.在一种可选的实施方式中，所述承载部还包括第一防护壳，所述第一防护壳与所述横板可拆卸连接，所述第一防护壳与所述横板围合成一防护罩包覆所述旋转组件；和/或，
20.所述延伸部还包括第二防护壳，所述第二防护壳与所述立板可拆卸连接，所述第二防护壳与所述立板围合成一防护罩包覆所述旋转组件与所述切割头之间的联动件。
21.在一种可选的实施方式中，所述旋转组件包括第一电机、链轮和传动链；
22.所述第一电机为单头或双头第一电机，所述第一电机的数量至少为一个；
23.每个第一电机的输出端均设置有一个所述链轮，所述切割头上还设置有相匹配的链轮，所述第一电机和所述切割头通过所述传动链和所述链轮相互之间链传动。
24.在一种可选的实施方式中，所述摆动组件包括第一收缩缸；所述第一收缩缸的两端分别与所述调节台和所述机械臂铰接；
25.所述调节组件包括第二液压缸或第二电机。
26.一种掘进机，至少包括上述权利要求1-8任一所述的横轴掘进装置，还包括行走装置；
27.所述行走装置包括履带机构；或，
28.所述行走装置包括滑轨、滑台和驱动件；所述驱动件驱动所述滑台在所述滑轨上移动，所述横轴掘进装置设置在所述滑台上。
29.在一种可选的实施方式中，还包括输料装置，所述输料装置将横轴掘进装置挖下的矿料导离掘进位置；
30.所述输料装置包括收料机构和输送机构，所述收料机构设置在所述切割头的下方，所述输送机构设置在所述收料机构的后方或侧方；
31.所述收料机构承接所述切割头挖掘的矿料，并将收集到的矿料传输至所述输送机构，所述输送机构将矿料输送至指定位置。
32.本发明的有益效果：本发明提供的横轴掘进装置，包括：切割头、机械臂、旋转组件和摆动组件；所述切割头沿水平方向延伸，所述切割头设置在所述机械臂的一端，所述切割头与所述机械臂转动连接；所述旋转组件与所述切割头传动连接，所述旋转组件驱动所述切割头滚动；所述摆动组件设置在所述机械臂上远离所述切割头的一端，所述摆动组件驱动所述机械臂带动所述切割头在竖直方向上下摆动。
33.本发明中切割头水平设置，采用滚动切割的方式进行掘进作业，所述切割头沿水平方向延伸，掘进过程中所述机械臂带动所述切割头在竖直方向上下摆动，所述机械臂移动一次过程中，本发明提供的切割头扫过的矿层面的宽度为所述切割头的长度，而同类锥形切割头掘进面的宽度仅为锥形切割头的直径大小；且采用本发明提供的切割头扫过的切割面更为光滑平整，一次掘进矿道即可成型。综上可知，采用本发明提供的横轴掘进装置，执行的掘进动作更为简单，且所述机械臂摆动进行的单次掘进作业切割的矿层明显更多，较现有同类产品相比掘进效率具有明显优势。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
35.图1为本发明一个实施例提供的横轴掘进装置的立体图；
36.图2为本发明一个实施例提供的横轴掘进装置的侧视图；
37.图3为图2中a处的局部放大图；
38.图4为本发明一个实施例提供的掘进机的侧视图。
39.图标：1-切割头；11-滚筒；12-切割齿；13-齿座；2-机械臂；21-第一防护壳；22-第二防护壳；3-旋转组件；4-摆动组件；5-调节台；6-履带机构；7-控制室。
具体实施方式
40.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
41.如图1至图4所示，本发明一个实施例提供了一种横轴掘进装置，包括：切割头1、机械臂2、旋转组件3和摆动组件4；所述切割头1沿水平方向延伸，所述切割头1设置在所述机械臂2的一端，所述切割头1与所述机械臂2转动连接；所述旋转组件3与所述切割头1传动连接，所述旋转组件3驱动所述切割头1滚动；所述摆动组件4设置在所述机械臂2上远离所述切割头1的一端，所述摆动组件4驱动所述机械臂2带动所述切割头1在竖直方向上下摆动。
42.本发明中切割头1水平设置，采用滚动切割的方式进行掘进作业，所述切割头1沿水平方向延伸，掘进过程中所述机械臂2带动所述切割头1在竖直方向上下摆动，所述机械臂2移动一次过程中，本发明提供的切割头1扫过的矿层面的宽度为所述切割头1的长度，而同类锥形切割头1掘进面的宽度仅为锥形切割头1的直径大小；且采用本发明提供的切割头1扫过的切割面更为光滑平整，一次掘进矿道即可成型。综上可知，采用本发明提供的横轴掘进装置，执行的掘进动作更为简单，且所述机械臂2摆动进行的单次掘进作业切割的矿层明显更多，较现有同类产品相比掘进效率具有明显优势。
43.作为本发明一种可选的实施方式，还包括调节台5和调节组件，所述机械臂2远离所述切割头1的一端与所述调节台5铰接，所述摆动组件4驱动所述机械臂2在所述调节台5上进行上下摆动；所述调节组件驱动所述调节台5在水平方向旋转，进而调控所述机械臂2以及所述切割头1在水平方向的位置及角度。
44.具体的，可跟进掘进需要利用所述调节台5和所述调节组件对所述切割头1的倾斜角度(此处，水平面上所述掘进头与掘进方相垂直时为初始零角度，倾斜角度即相较于初始零角度发生偏移)，如矿道需要转弯换向掘进时。
45.可根据掘进需要利用所述调节台5和所述调节组件对所述切割头1的水平位置进行调整；水平方向上，所述切割头1的长度不小于所述行走装置的宽度，改变所述切割头1的
水平位置，可在不改变所述掘进机的行进路线的情况下改变掘进矿道的轨迹，且不需要对所述输料装置进行额外调整。如，情况一，水平方向上，先将所述切割头1像左侧调整掘进机行进一段路程后，在将所述切割头1调整调回原位置，可挖掘出n型轨迹的矿道；情况二，水平方向上，先将所述切割头1像左侧调整掘进机行进一段路程后，将所述切割头1调整到掘进机的右侧，掘进机行进一段路程后，再将所述切割头1调整到掘进机左侧，可掘进出轨迹为s型的矿道；情况三，水平方向上，先将所述切割头1像左侧调整掘进机行进一段路程后，将掘进机倒回处置位置(所述切割头1水平位置开始变化的位置)将所述切割头1调整到所述掘进机的右侧，在将掘进机向前开进，可挖掘出更为宽敞的矿道。
46.作为本发明一种可选的实施方式，切割头1包括滚筒11、切割齿12和齿座13；
47.所述齿座13的数量为多个与所述滚筒11固定连接，所述齿座13突出所述滚筒11的外表面，所述齿座13沿所述切割头1滚动的反方向倾斜30-50
°
；
48.一个所述齿座13上至少设置有一个切割齿12，所述切割齿12与所述齿座13可拆卸连接，所述切割齿12与所述齿座13的延伸方向相互垂直。
49.作为本发明一种可选的实施方式，所述滚筒11内固定设置有滚轴，所述滚轴贯穿所述机械臂2，所述滚筒11环绕所述滚轴滚动；
50.所述滚轴位于所述滚筒11中心轴位置；或，
51.所述滚轴位于所述滚筒11偏心位置。
52.具体的，所述滚轴位于所述滚筒11中心轴位置的情况下，所述切割头1运行更为平稳；所述滚轴位于所述滚筒11偏心位置的情况下，所述切割头1活动范围更大，所述掘进头的掘进效果更为显著。
53.作为本发明一种可选的实施方式，机械臂2包括延伸部和承载部；
54.所述延伸部包括立板，所述立板在竖直面上延伸，所述立板的两端分别连接所述切割头1和所述承载部；所述承载部包括横板所述横板的延伸方向与所述立板相互垂直，所述横板用于承载所述旋转组件3。所述立板的数量至少为二个，各所述立板并列平行设置，多个所述立板可增强所述延伸部整体的机械强度。
55.作为本发明一种可选的实施方式，所述承载部还包括第一防护壳21，所述第一防护壳21与所述横板可拆卸连接，所述第一防护壳21与所述横板围合成一防护罩包覆所述旋转组件3；和/或，
56.所述延伸部还包括第二防护壳22，所述第二防护壳22与所述立板可拆卸连接，所述第二防护壳22与所述立板围合成一防护罩包覆所述旋转组件3与所述切割头1之间的联动件。
57.相较于采用整箱结构，对所述旋转组件3和联动件统一包覆的方式，采用第一防护壳21、第二防护壳22分别对所述旋转组件3以及所述旋转组件3与所述切割件之间联动件进行防护，各客体的体积更小机械强度高，且便于拆卸组装，方便工作人员对设备进行检修。
58.作为本发明一种可选的实施方式，所述旋转组件3包括第一电机、链轮和传动链；
59.所述第一电机为单头或双头第一电机，所述第一电机的数量至少为一个；
60.各所述第一电机的输出端设置有减速机，各所述减速器的输出端均设置有一个所述链轮(所述减速机为双头减速机时，所述双头减速机的两端分别设置有一个所述链轮)，所述切割头1上还设置有相匹配的链轮，所述第一电机和所述切割头1通过所述传动链和所
述链轮相互之间链传动，链传动机械强度高，抗干扰能力强，优选链传动的方式；此外根据特殊情况需要，或可替换为齿轮传动或带传动。
61.作为本发明一种可选的实施方式，所述摆动组件4包括第一收缩缸；所述第一收缩缸的两端分别与所述调节台5和所述机械臂2铰接；
62.所述调节组件包括第二液压缸，所述第二液压缸的传输端与所述调节台5的偏心位置铰接，所述第二液压缸收缩变化时顶动/拉动所述调节台5转动；或，
63.所述调节组件包括第二电机，所述第二电机的输出端与所述调节台5之间传动连接。
64.一种掘进机，包括以上任一所述的横轴掘进装置，还包括行走装置；
65.所述行走装置包括履带机构6；或，
66.所述行走装置包括滑轨、滑台和驱动件；所述驱动件驱动所述滑台在所述滑轨上移动，所述横轴掘进装置设置在所述滑台上。
67.作为本发明一种可选的实施方式，所述掘进机还包括输料装置，所述输料装置将横轴掘进装置挖下的矿料导离掘进位置；
68.所述输料装置包括收料机构和输送机构，所述收料机构设置在所述切割头的下方，所述输送机构设置在所述收料机构的后方或侧方；
69.所述收料机构承接所述切割头挖掘的矿料，并将收集到的矿料传输至所述输送机构，所述输送机构将矿料输送至指定位置；
70.具体的，所述输送机构可采用转载机、螺旋输送机或皮带输送机。
71.作为本发明一种可选的实施方式，所述收料机构包括矿铲、进料轮和第三电机，所述矿铲设置在所述切割头1的下方承接所述切割头挖掘的矿料，所述进料轮设置在所述矿铲的上表面，所述进料轮的周向侧设置有拨板，所述第三电机驱动所述进料轮转动，所述进料轮转动的过程中，所述拨板将所述料铲上的矿料拨动到所述输送机构上。
72.作为本发明一种可选的实施方式，所述收料机构采用皮带输送机(短程)或刮板输送机(短程)，所述切割头1下方矿料对设备冲击力较大，采用收料机构一方面短程运输设备的机械强度更高提高，另一方面，便于对所述切割头1下方的输送件进行局部维修、替换，便于设备维护。
73.作为本发明一种可选的实施方式，横轴掘进装置后方设置有控制室7和照明设备，工作人员通过遥控设备操控掘进机进行挖掘作业。所述掘进机还设置有支护装置，所述掘进机挖掘过程中，所述支护装置为所述掘进机实时搭设防护架。
74.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
75.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本
发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
76.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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。