隧道施工用移动式岩石破碎装置

1059 编辑：中冶有色技术网来源：中铁隧道集团一处有限公司

2023-12-08 16:07:49

权利要求书： 1.一种隧道施工用移动式岩石破碎装置，包括履带车（1）、钻筒（7）和液压劈裂棒（12），其特征在于：所述履带车（1）上活动连接有移动座（2），所述履带车（1）上方设置有两组平行的滑动导轨（3），所述移动座（2）底部加工有与滑动导轨（3）配合的滑动槽（4），所述滑动导轨（3）和滑动槽（4）之间设置有两组液压推杆（5），所述液压推杆（5）连接有移动座（2）后部的液压站（6），所述移动座（2）前部通过角轴承活动安装有钻筒（7），所述钻筒（7）通过齿轮传动连接有电机（11），所述钻筒（7）内设置有液压劈裂棒（12），所述液压劈裂棒（12）和钻筒（7）之间设置有劈裂棒伸缩机构（14）。

2.根据权利要求1所述的一种隧道施工用移动式岩石破碎装置，其特征在于：所述液压推杆（5）固定端安装在履带车（1）底盘上部，所述液压推杆（5）的输出端设置在移动座（2）前部，所述液压推杆（5）后部通过液压管道连接到液压站（6）上。

3.根据权利要求1所述的一种隧道施工用移动式岩石破碎装置，其特征在于：所述钻筒（7）后端四周加工有外圈传动齿（8），所述外圈传动齿（8）啮合有传动齿轮（9），所述传动齿轮（9）啮合有主动齿轮（10），所述主动齿轮（10）通过键槽连接有电机（11）。

4.根据权利要求1所述的一种隧道施工用移动式岩石破碎装置，其特征在于：所述液压劈裂棒（12）包括棒体（1201），所述棒体（1201）后端通过液压软管（1202）连接到液压站（6），所述棒体（1201）内设置有液压油道（1203），所述液压油道（1203）一侧等距设置有多组液压腔（1204），所述液压腔（1204）内设置有活塞柱（1205），所述活塞柱（1205）底部设置有两组密封圈（1206），所述钻筒（7）上开有与活塞柱（1205）对应的多组伸缩孔（13）。

5.根据权利要求1所述的一种隧道施工用移动式岩石破碎装置，其特征在于：所述劈裂棒伸缩机构（14）包括螺旋膛线（1401），所述钻筒（7）内壁加工有螺旋膛线（1401），所述液压劈裂棒（12）前端活动安装有转动块（1402），所述转动块（1402）四周加工有与螺旋膛线（1401）配合的螺旋纹（1403），所述转动块（1402）一侧与液压劈裂棒（12）连接处加工有棘轮齿（1404），所述转动块（1402）另一侧与液压劈裂棒（12）之间设置有压紧弹簧（1405），所述液压劈裂棒（12）后端贯穿有两根固定在移动座（2）上的限位杆（1406）。

说明书：一种隧道施工用移动式岩石破碎装置技术领域[0001] 本实用新型涉及隧道施工相关技术领域，具体为一种隧道施工用移动式岩石破碎装置。背景技术[0002] 隧道是埋置于地层内的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式，隧道可分为交通隧道、水工隧道、市政隧道、矿山隧道、军事隧道，无论是何种隧道，在施工时都需要面临地底坚硬的岩石的阻碍，传统的隧道挖掘方法是采用小型设备配合炸药掘进的方式，虽然如今盾构机挖掘技术成熟，但是对于小型隧道，盾构机的成本就过于高昂，因此传动的挖掘方式仍有用武之地，人工挖掘在地下遇到坚硬岩石阻碍时，人们通常采用炸药爆破的方法，但是炸药爆炸容易影响改变地底地质条件，容易造成塌方危险。[0003] 现有的岩石破碎装置大都体型巨大重量较重，难以搬运下隧道，且无法适用于隧道掘进工作面的狭窄环境，而可以带下隧道的小型设备对于大块岩石的破碎效率低下，炸药爆破的方式有容易改变地质环境，有造成塌方的风险，因此我们提出了一种隧道施工用移动式岩石破碎装置，以便于解决上述中提出的问题。发明内容[0004] 本实用新型的目的在于提供一种隧道施工用移动式岩石破碎装置，以解决上述背景技术提出的目前现有的岩石破碎装置难以适应地底隧道的施工环境的问题。[0005] 为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种隧道施工用移动式岩石破碎装置，包括履带车、钻筒和液压劈裂棒，所述履带车上活动连接有移动座，所述履带车上方设置有两组平行的滑动导轨，所述移动座底部加工有与滑动导轨配合的滑动槽，所述滑动导轨和滑动槽之间设置有两组液压推杆，所述液压推杆连接有移动座后部的液压站，所述移动座前部通过角轴承活动安装有钻筒，所述钻筒通过齿轮传动连接有电机，所述钻筒内设置有液压劈裂棒，所述液压劈裂棒和钻筒之间设置有劈裂棒伸缩机构。[0006] 优选的，所述液压推杆固定端安装在履带车底盘上部，所述液压推杆的输出端设置在移动座前部，所述液压推杆后部通过液压管道连接到液压站上。[0007] 优选的，所述钻筒后端四周加工有外圈传动齿，所述外圈传动齿啮合有传动齿轮，所述传动齿轮啮合有主动齿轮，所述主动齿轮通过键槽连接有电机。[0008] 优选的，所述液压劈裂棒包括棒体，所述棒体后端通过液压软管连接到液压站，所述棒体内设置有液压油道，所述液压油道一侧等距设置有多组液压腔，所述液压腔内设置有活塞柱，所述活塞柱底部设置有两组密封圈，所述钻筒上开有与活塞柱对应的多组伸缩孔。[0009] 优选的，所述劈裂棒伸缩机构包括螺旋膛线，所述钻筒内壁加工有螺旋膛线，所述液压劈裂棒前端活动安装有转动块，所述转动块四周加工有与螺旋膛线配合的螺旋纹，所述转动块一侧与液压劈裂棒连接处加工有棘轮齿，所述转动块另一侧与液压劈裂棒之间设置有压紧弹簧，所述液压劈裂棒后端贯穿有两根固定在移动座上的限位杆。[0010] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：[0011] 1.通过履带车的设置，使得重量较重的设备可自行移动进入隧道，免去人工搬运的麻烦，同时也可以携带的设备重量上限也会大大增加，且履带车可以适应隧道施工面复杂的底面环境，在潮湿泥泞、凹凸不平的底面也可以正常行驶。[0012] 2.通过钻筒和液压劈裂棒的设置，在遇到大块坚硬岩石的时候，可以通过钻筒钻出深孔，然后通过钻筒带出岩芯，从而可以将液压劈裂棒插入钻出的深孔内，然后通过液压劈裂棒上活塞柱的膨胀伸长来从内部将岩石胀开，可以破碎大块的坚硬岩石，同时也不会出现爆炸，噪音也较低，安全性得到大大提升。附图说明[0013] 图1为本实用新型正面外观结构示意图；[0014] 图2为本实用新型背面外观结构示意图；[0015] 图3为本实用新型剖视结构示意图；[0016] 图4为本实用新型液压推杆结构示意图；[0017] 图5为本实用新型钻筒结构示意图；[0018] 图6为本实用新型劈裂棒伸缩机构结构示意图；[0019] 图7为本实用新型劈裂棒剖视结构示意图。[0020] 图中：1、履带车；2、移动座；3、滑动导轨；4、滑动槽；5、液压推杆；6、液压站；7、钻筒；8、外圈传动齿；9、传动齿轮；10、主动齿轮；11、电机；12、液压劈裂棒；1201、棒体；1202、液压软管；1203、液压油道；1204、液压腔；1205、活塞柱；1206、密封圈；13、伸缩孔；14、劈裂棒伸缩机构；1401、螺旋膛线；1402、转动块；1403、螺旋纹；1404、棘轮齿；1405、压紧弹簧；1406、限位杆。

具体实施方式[0021] 下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。[0022] 需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。[0023] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。[0024] 请参阅图1?7，本实用新型提供以下方案：[0025] 一种隧道施工用移动式岩石破碎装置，包括履带车1、钻筒7和液压劈裂棒12，履带车1上活动连接有移动座2，履带车1上方设置有两组平行的滑动导轨3，移动座2底部加工有与滑动导轨3配合的滑动槽4，滑动导轨3和滑动槽4之间设置有两组液压推杆5，液压推杆5连接有移动座2后部的液压站6，液压推杆5固定端安装在履带车1底盘上部，液压推杆5的输出端设置在移动座2前部，液压推杆5后部通过液压管道连接到液压站6上，因此移动座2后部的液压站6可以给移动座2底部的两组液压推杆5提供动力，使液压推杆5伸长或者缩短，从而推动移动座2沿着滑动导轨3和滑动槽4缓慢向前或者向后移动，从而钻筒7可以前后自由移动；[0026] 移动座2前部通过角轴承活动安装有钻筒7，钻筒7通过齿轮传动连接有电机11，钻筒7后端四周加工有外圈传动齿8，外圈传动齿8啮合有传动齿轮9，传动齿轮9啮合有主动齿轮10，主动齿轮10通过键槽连接有电机11，这样电机11可以驱动主动齿轮10转动，主动齿轮10驱动与其啮合的传动齿轮9转动，传动齿轮9可以通过与其啮合的外圈传动齿8驱动钻筒7转动；

[0027] 钻筒7内设置有液压劈裂棒12，液压劈裂棒12包括棒体1201，棒体1201后端通过液压软管1202连接到液压站6，棒体1201内设置有液压油道1203，液压油道1203一侧等距设置有多组液压腔1204，液压腔1204内设置有活塞柱1205，活塞柱1205底部设置有两组密封圈1206，这样液压站6可以通过液压软管1202向棒体1201内的液压油道1203和液压腔1204内注入高压油液，由于活塞柱1205底部的两组密封圈1206可以增加液压腔1204和活塞柱1205之间的密封性，因此活塞柱1205会在油液的推动下缓缓伸出伸缩孔13，定在钻出的孔壁上，随着液压站6的加压，活塞柱1205会逐渐将岩石胀裂，从而实现大块坚硬岩石破碎的目的，钻筒7上开有与活塞柱1205对应的多组伸缩孔13；

[0028] 液压劈裂棒12和钻筒7之间设置有劈裂棒伸缩机构14，劈裂棒伸缩机构14包括螺旋膛线1401，钻筒7内壁加工有螺旋膛线1401，液压劈裂棒12前端活动安装有转动块1402，转动块1402四周加工有与螺旋膛线1401配合的螺旋纹1403，转动块1402一侧与液压劈裂棒12连接处加工有棘轮齿1404，转动块1402另一侧与液压劈裂棒12之间设置有压紧弹簧

1405，液压劈裂棒12后端贯穿有两根固定在移动座2上的限位杆1406，当钻筒7缓缓钻入岩石中时，由于钻筒7顺时针转动，因此钻筒7通过内壁的螺旋膛线1401和转动块1402上的螺旋纹1403的配合，带动转动块1402顺时针转动，由于液压劈裂棒12上的棘轮齿1404齿尖方向朝向顺时针方向，且液压劈裂棒12内贯穿有两根固定在移动座2上的限位杆1406，因此转动块1402会压缩压紧弹簧1405，与液压劈裂棒12上的棘轮齿1404脱离咬合，因此液压劈裂棒12不会随着钻筒7转动，当电机11反转时，可以带动钻筒7逆时针转动，从而钻筒7通过内壁的螺旋膛线1401和转动块1402上的螺旋纹1403的配合，带动转动块1402逆时针转动，由于液压劈裂棒12上的棘轮齿1404齿尖方向朝向顺时针方向，且液压劈裂棒12内贯穿有两根固定在移动座2上的限位杆1406，因此转动块1402会在压紧弹簧1405的推动下，与液压劈裂棒12上的棘轮齿1404紧紧咬合，因此液压劈裂棒12会顺着螺旋膛线1401缓缓向前运动，将钻筒7内的岩芯顶出。

[0029] 工作原理：在使用该一种隧道施工用移动式岩石破碎装置时，首先破碎装置可以凭借履带车1自行进入环境复杂的隧道施工面内，且履带车1可以通过隧道施工面内凹凸不平且潮湿泥泞的路面，无需人工搬运设备，当装置到达需要破碎的岩石面前时，电机11启动，驱动主动齿轮10转动，主动齿轮10驱动与其啮合的传动齿轮9转动，传动齿轮9通过与其啮合的外圈传动齿8驱动钻筒7转动，从而可以在坚硬的岩石上钻孔，同时移动座2后部的液压站6给移动座2底部的两组液压推杆5提供动力，推动移动座2沿着滑动导轨3和滑动槽4缓慢向前移动，从而可以在岩石上钻出深孔，由于钻筒7内部空心，因此钻筒7需要切削的岩石只有钻筒7的刃口一圈的岩石，因此钻孔速度得到较大提升，可以很快地钻出深孔；[0030] 当钻筒7缓缓钻入岩石中时，由于钻筒7顺时针转动，因此钻筒7通过内壁的螺旋膛线1401和转动块1402上的螺旋纹1403的配合，带动转动块1402顺时针转动，由于液压劈裂棒12上的棘轮齿1404齿尖方向朝向顺时针方向，且液压劈裂棒12内贯穿有两根固定在移动座2上的限位杆1406，因此转动块1402会压缩压紧弹簧1405，与液压劈裂棒12上的棘轮齿1404脱离咬合，因此液压劈裂棒12不会随着钻筒7转动，当钻筒7逐渐深入岩石内部时，岩芯会逐渐将液压劈裂棒12向后推动，当钻筒7钻到足够深度时，移动座2后部的液压站6给移动座2底部的两组液压推杆5提供动力，推动移动座2沿着滑动导轨3和滑动槽4缓慢向后移动，从而将钻筒7推出岩石内部，这时电机11反转，带动钻筒7逆时针转动，从而钻筒7通过内壁的螺旋膛线1401和转动块1402上的螺旋纹1403的配合，带动转动块1402逆时针转动，由于液压劈裂棒12上的棘轮齿1404齿尖方向朝向顺时针方向，且液压劈裂棒12内贯穿有两根固定在移动座2上的限位杆1406，因此转动块1402会在压紧弹簧1405的推动下，与液压劈裂棒

12上的棘轮齿1404紧紧咬合，因此液压劈裂棒12会顺着螺旋膛线1401缓缓向前运动，将钻筒7内的岩芯顶出；

[0031] 当液压劈裂棒12前端顶到钻筒7前端的刃口时电机11停止转动，此时液压劈裂棒12内的活塞柱1205与钻筒7上的伸缩孔13相对应，随后移动座2后部的液压站6给移动座2底部的两组液压推杆5提供动力，推动移动座2沿着滑动导轨3和滑动槽4缓慢向前移动，从而钻筒7会再次进入钻出的孔内，然后液压站6通过液压软管1202向棒体1201内的液压油道

1203和液压腔1204内注入高压油液，由于活塞柱1205底部的两组密封圈1206可以增加液压腔1204和活塞柱1205之间的密封性，因此活塞柱1205会在油液的推动下缓缓伸出伸缩孔

13，定在钻出的孔壁上，随着液压站6的加压，活塞柱1205会逐渐将岩石胀裂，从而实现大块坚硬岩石破碎的目的，从而完成一系列工作。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

[0032] 尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。