一种应用于TBM掘进机的煤矿岩巷肩角煤剥落装置的制作方法

一种应用于tbm掘进机的煤矿岩巷肩角煤剥落装置
技术领域
1.本发明涉及隧道掘进机，尤其涉及一种应用于tbm掘进机的煤矿岩巷肩角煤剥落装置。


背景技术：

2.相比其他煤矿岩巷的建设方式，采用tbm掘进机施工具有安全高效、经济、环保等优势。目前的tbm掘进机施工出的隧道断面均为圆形，但部分施工单位因配套设备尺寸受限、隧道管线布置等特殊原因会出现需求异形断面的情况，所以只能进行二次施工。因此，研发一种能够辅助tbm设备对煤矿岩巷的肩角煤切割挖掘，实现异形隧道断面一次施工成型的装置就尤其重要了。
3.专利201310527229.6公开了一种全断面煤矿岩巷掘进机,应用该专利生产制造的设备只能掘进出圆形的隧道断面，无法满足客户需求特殊截面的要求。
4.因此，应用于tbm掘进机的煤矿岩巷肩角煤剥落装置一直急待解决。


技术实现要素：

5.本发明就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种应用于tbm掘进机的煤矿岩巷肩角煤剥落装置。其安全可靠、效率较高，可辅助tbm设备对煤矿岩巷肩角煤切割挖掘，实现异形隧道断面一次施工成型。
6.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，包括tbm掘进机主梁x；其特征在于，tbm掘进机主梁x两侧各设一肩角煤剥落装置及落料收集器，两肩角煤剥落装置为左侧肩角煤剥落装置、右侧肩角煤剥落装置。
7.右侧肩角煤剥落装置的水平移动轨道固定在tbm掘进机主梁x上，水平移动轨道上滑动连接有水平移动座，水平移动座与平移油缸相连。
8.水平移动座与外部套筒通过摆动油缸、轴套组及摆动销轴连接；水平移动座与内部滑道通过伸缩油缸、伸缩销轴连接；其中，外部套筒与内部滑道设置于水平移动座上，且内部滑道位于外部套筒内。
9.内部滑道对小切割滚筒、大切割滚筒的起支撑作用，小切割滚筒、大切割滚筒的旋转切削力是由液压马达、减速机提供，并通过花键轴传递。
10.大切割滚筒左侧与小切割滚筒通过轴承连接；大切割滚筒右侧通过轴承支撑在内部滑道之上。
11.进一步地，所述液压马达和减速机驱动花键轴旋转；花键轴与大切割滚筒通过花键形式连接，实现大切割滚筒的旋转切削运动；大切割滚筒通过第二高强螺栓、调心轴承、右侧轴承支撑带动小切割滚筒做旋转切削运动，完成对煤矿岩巷肩角煤的挖掘工作。
12.进一步地，所述左侧肩角煤剥落装置与右侧肩角煤剥落装置位置对称，左侧肩角煤剥落装置与一落料收集器设置于tbm掘进机主梁x一侧，右侧肩角煤剥落装置与另一落料收集器设置于tbm掘进机主梁x另一侧。
13.进一步地，所述花键轴一端连接减速机和液压马达，花键轴另一端连接大切割滚筒。
14.进一步地，所述大切割滚筒左侧通过第二高强螺栓、调心轴承、左侧轴承支撑与小切割滚筒连接；右侧通过第一高强螺栓、右侧轴承支撑、调心轴承支撑在内部滑道之上。
15.进一步地，水平移动座通过平移油缸实现隧道轴向方向的运动，水平移动座通过内部滑道、外部套筒、花键轴、调心轴承将隧道轴向方向的运动传递给小切割滚筒和大切割滚筒，实现对隧道轴向方向肩角煤的挖掘功能；伸缩油缸一端通过伸缩销轴固连在水平移动座，另一端能够驱动内部滑道实现隧道径向方向运动，内部滑道通过花键轴、调心轴承将径向运动传递给小切割滚筒和大切割滚筒，实现对隧道径向方向的挖掘；摆动油缸一端固连在水平移动座，另一端固连在外部套筒，当摆动油缸做出伸缩的运动时，外部套筒能够实现隧道轴向方向运动，外部套筒通过内部滑道、花键轴、调心轴承将轴向运动传递给小切割滚筒和大切割滚筒，实现对隧道轴向方向的挖掘；落料收集器对称布局于主梁x两侧，并用螺栓固定在水平移动座之上，同时还可以在水平移动轨道上滑动，完成对剥落的肩角煤落料集中收集。
16.进一步地，左侧肩角煤剥落机构和右侧肩角煤剥落机构挖掘下的煤岩可通过落料收集器集中处理；液压马达和减速器通过花键轴驱动大切割滚筒转动，大切割滚筒通过第二高强螺栓与小切割滚筒连接，大切割滚筒和小切割滚筒的切割反力作用在调心轴承、左侧轴承支撑和右侧轴承支撑之上，从而将力传导传递到内部滑道，内部滑道通过伸缩油缸连接到水平移动座，内部滑道在外部套筒内滑动，外部套筒通过摆动油缸与水平移动座连接，水平移动座通过平移油缸在水平移动轨道上滑动，水平移动轨道上安装落料收集器，完成对切割的落料进行收集工作。
17.与现有技术相比本发明有益效果。
18.（1）肩角煤剥落机构的液压马达和减速机为大、小切割滚筒提供切割扭矩，完成对隧道截面两侧的肩角煤岩挖掘作业，从而实现了异形隧道截面一次施工成型的效果。
19.（2）通过水平油缸的伸出与缩回运动，可以使得大、小切割滚筒实现隧道轴向方向的挖掘功能。
20.（3）通过伸缩油缸的伸出与缩回运动，可以使得大、小切割滚筒实现隧道径向方向的挖掘功能。
21.（4）通过摆动油缸的伸出与缩回运动，可以使得大、小切割滚筒实现隧道周向方向的挖掘功能。
22.（5）对称布置的两个落料收集器分别对两侧肩角煤岩落料进行集中收集，方便后续的运输作业。
附图说明
23.下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。
24.图1是本发明的结构示意图。
25.图2是图1的a-a剖视放大图。
26.图3是图2的b-b剖视放大图。
27.图4是图1的c-c剖视旋转放大图。
28.图5是本发明落料收集器的轴侧图。
具体实施方式
29.图1中o表示隧道中心。如图1-5所示，本发明包括左侧肩角煤剥落机构1、落料收集器2、右侧肩角煤剥落机构3、小切割滚筒4、大切割滚筒5、液压马达6、减速机7、伸缩油缸8、内部滑道9、外部套筒10、摆动油缸11、水平移动座12、平移油缸13、水平移动轨道14、花键轴15、左侧轴承支撑16、调心轴承17、第一高强螺栓18、第二高强螺栓19、右侧轴承支撑20、轴套组21、摆动销轴22、伸缩销轴23，左侧肩角煤剥落装置1与右侧肩角煤剥落装置3结构对称，分别布置于tbm掘进机主梁x两侧，落料收集器2对称布局于tbm掘进机主梁x两侧；右侧肩角煤剥落装置3的水平移动轨道14通过螺栓连接的方式固定在tbm掘进机主梁x上，水平移动座12通过平移油缸13链接在主梁x上，水平移动座12安装在水平移动轨道14上，水平移动座12与外部套筒10通过摆动油缸11、轴套组21及摆动销轴22连接，水平移动座12与内部滑道9通过伸缩油缸8、伸缩销轴23连接，内部滑道9对小切割滚筒4、大切割滚筒5的起支撑作用，小切割滚筒4、大切割滚筒5的旋转切削力是由液压马达6、接减速机7提供，并通过花键轴15传递；花键轴15一端连接减速机7和液压马达6，另一端连接大切割滚筒5；大切割滚筒5左侧通过第二高强螺栓19、调心轴承17、左侧轴承支撑20与小切割滚筒4连接；右侧通过第一高强螺栓18、右侧轴承支撑16、调心轴承17支撑在内部滑道9之上；液压马达6和减速机7驱动花键轴15旋转；花键轴15与大切割滚筒5通过花键形式连接，实现大切割滚筒5的旋转切削运动；大切割滚筒5通过第二高强螺栓19、调心轴承17、右侧轴承支撑20带动小切割滚筒4做旋转切削运动，完成对煤矿岩巷肩角煤的挖掘工作。
30.优选地，工作原理及使用操作方法：水平移动座12通过平移油缸13实现隧道轴向方向的运动，水平移动座12通过内部滑道9、外部套筒10、花键轴15、调心轴承17将隧道轴向方向的运动传递给小切割滚筒4和大切割滚筒5，实现对隧道轴向方向肩角煤的挖掘功能；伸缩油缸8一端通过伸缩销轴23固连在水平移动座12，另一端能够驱动内部滑道9实现隧道径向方向运动，内部滑道9通过花键轴15、调心轴承17将径向运动传递给小切割滚筒4和大切割滚筒5，实现对隧道径向方向的挖掘；摆动油缸11一端固连在水平移动座12，另一端固连在外部套筒10，当摆动油缸11做出伸缩的运动时，外部套筒10能够实现隧道周向方向运动，外部套筒10通过内部滑道9、花键轴15、调心轴承17将轴向运动传递给小切割滚筒4和大切割滚筒5，实现对隧道轴向方向的挖掘；落料收集器2对称布局于主梁x两侧，并用螺栓固定在水平移动座12之上，同时还可以在水平移动轨道14上滑动，完成对剥落的肩角煤落料集中收集。
31.优选地，左侧肩角煤剥落机构1和右侧肩角煤剥落机构2挖掘下的煤岩可通过落料收集器2集中处理；液压马达6和减速器7通过花键轴15驱动大切割滚筒5转动，大切割滚筒5通过第二高强螺栓19与小切割滚筒4连接，大切割滚筒5和小切割滚筒4的切割反力作用在调心轴承17、左侧轴承支撑16和右侧轴承支撑20之上，从而将力传导传递到内部滑道9，内部滑道9通过伸缩油缸8连接到水平移动座12，内部滑道9在外部套筒10内滑动，外部套筒10通过摆动油缸11与水平移动座12连接，水平移动座12通过平移油缸13在水平移动轨道14上滑动，水平移动轨道14上安装落料收集器2，完成对切割的落料进行收集工作。
32.可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。