[发明专利]一种微波辅助破岩悬臂式掘进机及微波辅助破岩方法

说明书

本发明提供了一种微波辅助破岩悬臂式掘进机及微波辅助破岩方法，属于硬岩隧道掘进的技术领域，上述微波辅助破岩悬臂式掘进机，包括截割机构、铲板、截割升降油缸、回转机构、铲板升降油缸、左行走机构、机架、右行走机构、回转油缸和运输系统；截割机构包括机械破岩系统和微波辅助破岩系统；机械破岩系统包括纵轴式截割头、悬臂段、截割减速器、叉形架和截割电机；微波辅助破岩系统包括微波发生器组件、前旋转波导、微波加热器组件和传输波导组件。本发明提供的微波辅助破岩悬臂式掘进机及微波辅助破岩方法，解决了现有镐形截齿破岩机理靠提高截割功率和增加整机重量以增加悬臂式掘进机破岩能力的方法已不能满足当前需要的技术问题。

技术领域

本发明属于硬岩隧道掘进的技术领域，具体公开了一种微波辅助破岩悬臂式掘进机及微波辅助破岩方法。

背景技术

随着地下空间工程的快速发展，越来越多的隧道正在被规划和建设，悬臂式掘进机由于其安全、灵活、成本低等优点，正在越来越多的被选择使用，但在硬岩隧道掘进过程中，特别是岩石硬度超过120Mpa的特硬岩隧道，截割效率低，截齿磨损和元部件失效等问题日益突出，单纯依赖现有镐形截齿破岩机理，靠提高截割功率和增加整机重量以增加悬臂式掘进机破岩能力的方法已不能满足当前的需要。

发明内容

本发明提供一种微波辅助破岩悬臂式掘进机及微波辅助破岩方法，解决现有镐形截齿破岩机理靠提高截割功率和增加整机重量以增加悬臂式掘进机破岩能力的方法已不能满足当前需要的技术问题，可提高悬臂式掘进机在硬岩隧道，特别是岩石硬度超过120Mpa的特硬岩隧道的破岩能力和截割效率。

上述微波辅助破岩悬臂式掘进机，包括截割机构、铲板、截割升降油缸、回转机构、铲板升降油缸、左行走机构、机架、右行走机构、回转油缸和运输系统；铲板与机架通过铲板升降油缸连接，通过铲板升降油缸实现铲板上下摆动，用于接收截割机构截割下来物料；回转机构转动安装在机架上，两侧对称设置有回转油缸，通过回转油缸实现水平旋转；左行走机构和右行走机构分别安装在机架的左右两侧，用于行走调动；运输系统布置在机架的中部，位于铲板的后方，用于转运铲板接收的物料；截割机构包括机械破岩系统和微波辅助破岩系统；机械破岩系统包括纵轴式截割头、悬臂段、截割减速器、叉形架和截割电机；微波辅助破岩系统包括微波发生器组件、前旋转波导、微波加热器组件和传输波导组件；叉形架的两端与回转机构转动连接，截割升降油缸的两端分别与叉形架和回转机构转动连接，通过截割升降油缸实现截割机构的上下摆动；截割电机和截割减速器固定在叉形架上，截割减速器的输入端与截割电机连接，截割减速器的输出端与悬臂段的后端连接，纵轴式截割头转动安装在悬臂段的前端；微波发生器组件固定在截割电机上；微波加热器组件固定在纵轴式截割头中；传输波导组件穿过纵轴式截割头、悬臂段、截割减速器和截割电机的旋转中心，前端通过前旋转波导与微波加热器组件旋转连接，后端与微波发生器组件连接。

进一步地，传输波导组件的后端通过后旋转波导与微波发生器组件转动连接。

进一步地，纵轴式截割头上设置有用于安装微波加热器组件和传输波导组件的纵向孔，纵向孔的前端安装有防尘盖。

进一步地，机架上还设置有液压系统，液压系统包括液压泵、液压阀、液压马达和液压胶管，为铲板、左行走机构、右行走机构、运输系统和各液压油缸提供动力。

进一步地，机架上还设置有防护总成，防护总成为掘进机各部件提供防护盖板或防护网。

进一步地，机架的后端设置有后支撑组件，后支撑组件可通过旋转和伸缩支撑在地面上。

进一步地，机架的右前部设置有司机操作室，为司机驾驶机器提供空间和操作手柄。

进一步地，电气系统包括电机和电控箱，负责截割机构、液压系统和其它辅助元部件的控制和保护。

上述一种微波辅助破岩方法，包括下述步骤：