[发明专利]一种水平单轴定向回转-冲击组合掘进式工程开槽机

说明书

本发明涉及水平单轴定向回转‑冲击组合掘进式工程开槽机，包括带有卷扬设备和动力系统的行走装置以及监控装置；卷扬设备牵引端悬挂有冲击铣削装置，冲击铣削装置包括竖向的导向框架、纠偏装置、铣削轴、冲击装置；铣削轴的轴线位于导向框架所处平面内，且水平或倾斜布置，由横卧的液压马达驱动或竖向的液压马达通过换向装置驱动，铣削轴具有分段平衡反向旋转的定向转动铣削状态，冲击装置安置于导向框架内；铣削轴上方的联系横梁通过悬吊滑动装置挂接于导向框架底梁的下方，冲击装置的钎杆在液压驱动下冲击于联系横梁及铣削轴和定位钻头。本发明能够有条件选择刀刃方向和角度并可针对地层岩性迅速变换掘进方式，得到更高的掘进效率和可靠性。

技术领域

本发明涉及一种水平单轴定向回转-冲击组合掘进式工程开槽机，属于开槽设备技术领域。

背景技术

据发明人了解，在水利、交通、建筑等工程领域，需要在不同地质条件下修建各种地下连续的墙体。在实际施工过程中，若要在含有砾石、孤石、飘石的地层以及较坚硬岩层上开深槽修建各种地下连续的墙体，则是很棘手且有待解决的问题。采用发明人已经研发出的开槽机即能高效率、低成本地完成开槽作业，效果良好。

发明人于2015年4月13日申请的中国发明专利（申请号201510173686.9，授权公告号CN104763010A），公布了一种铣削震荡冲砸式工程开槽机，该专利的技术方案中，为了保证掘进的垂直度，一方面采用舵板纠偏装置使偏离的导向框架回到垂直方向，另一方面液压马达周期换向，以消除铣削反力引起的框架在垂直方向的偏转。铣削轴除了受到垂直方向的冲击以外，还具有外廓偏心旋转的转动铣削状态，同时液压马达具有按预设周期变换转动方向的驱动状态；该结构在遇到较坚硬的岩层时，利用卷扬设备将震荡冲砸铣削装置牵引起落对砾石、岩石进行冲砸。然而，发明人在实践研究中发现了几个问题：一、上述开槽机采用铣削轴周期换向的过程来平衡铣削反力的措施，虽然可以解决铣削轴掘进时因岩土反作用力带动整个框架偏离垂直方向的问题，但是由于铣削轴周期换向使得刀齿在回转的铣削轴上难以兼顾不同的回转方向，采取合理角度与外形，从而难以提高掘进效率，还加大了刀齿的磨耗, 刀齿磨耗占工程成本较大比重。另外，若液压马达不具有按预设周期变换转动方向的驱动状态，那么铣削轴只能定向旋转，导致铣削轴易偏离垂直方向。

二、上述开槽机中击锤冲击框架底梁，并通过框架传递冲击力到铣削轴及钻头，牵动整个框架成为受冲击体，由于受冲击体的质量大，以致产生加速度较小，不利于破碎岩石的效果。与此同时，导向框架以及其中设备受到冲击的影响较大,会带来设备的安全性问题。

三、上述开槽机遇到较坚硬的岩层时，利用卷扬设备将震荡冲砸铣削装置牵引起落对砾石、岩石进行冲砸。这种冲砸方式一方面没有预加的钻压，碎岩效果差，另一方面一次冲砸强度过大对掘削部件易产生损坏，同时采用卷扬机牵引，自然下落速度受制于重力加速度，其冲击频率不高，因而掘进效率受到较大限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术存在的问题，提供一种水平单轴定向回转-冲击组合掘进式工程开槽机，采用铣削轴分段且反向旋转的方式平衡铣削反力，同时采用掘削装置滑动挂接框架底梁，使冲击装置的钎杆直接冲击掘削装置，避免框架底梁等相关设备直接承受冲击，减小了直接受冲击体的重量，提高了破碎岩石的效果。

为了克服上述的问题和缺陷，发明人做出了进一步地深入实践研究，并得出了如下技术方案：

一种水平单轴定向回转-冲击组合掘进式工程开槽机，包括带有卷扬设备和动力系统的行走装置，以及监控装置；卷扬设备牵引端悬挂有冲击铣削装置，冲击铣削装置包括竖向的导向框架、纠偏装置、具有铣削刀具的铣削轴以及冲击装置；铣削轴的轴线位于导向框架所处平面内，且水平或倾斜布置；铣削轴由横卧的液压马达驱动或竖向的液压马达通过换向装置驱动，铣削轴具有分段平衡反向旋转的定向转动铣削状态，冲击装置安置于导向框架内；分段铣削轴之间的联系横梁通过悬吊滑动装置挂接于导向框架底梁的下方， 冲击装置的钎杆在液压驱动下冲击于联系横梁及铣削轴和定位钻头。