井巷掘进喷混系统和控制方法技术方案

本发明专利技术涉及井巷掘进施工设备领域，公开了一种井巷掘进喷混系统和控制方法。其中。井巷掘进喷混系统包括：喷混台车；喷浆机，安装在喷混台车上；喷头夹具，用于夹持喷浆机的喷头；圆形轨道，包括齿圈和夹板；齿圈被位于其两个端面的夹板夹持固定；防护罩，位于圆周轨道的两侧，并固定安装在喷混台车的两侧；周向驱动组件，用于驱动喷混台车沿着圆形轨道滑动；直线驱动组件，包括轨道、与轨道滑动连接的轮座以及用于驱动轮座沿轨道滑动的驱动部。通过上述技术方案，可以有效解决油缸承受的偏载大、喷混系统体积庞大，效率低，操作不便，不适合布置在挖掘小直径隧洞的掘进设备上的问题。在挖掘小直径隧洞的掘进设备上的问题。在挖掘小直径隧洞的掘进设备上的问题。

【技术实现步骤摘要】
井巷掘进喷混系统和控制方法


[0001]本专利技术涉及井巷掘进施工设备
，具体地涉及一种井巷掘进喷混系统和控制方法。

技术介绍

[0002]竖井和巷道掘进作为一种常用地下工程，通常都是采用机械装备施工，其高效率和安全性是最重要因素，尤其是在通过不稳定地层时，设备通过性和掘进面稳定性是必须要解决的问题。
[0003]巷道掘进设备主要由行走机构、工作机构、支护机构、装运机构和转载机构组成，竖井掘进也采用类似结构装备。随着行走机构向前推进，工作机构中的切割头不断破碎岩石，并将碎岩运走。在遇到破碎岩层、混合地质等不稳定地段时，就需要在挖掘后的不稳定岩壁上喷涂混凝土和水泥浆进行加固。这套系统行业内简称喷混系统。
[0004]喷混系统是支护机构的重要部分，它主要由喷浆机，喷混支撑装置和防护罩组成。负责将混凝土喷浆料均匀的喷射在新开掘的岩面上，以保证隧道洞体稳定。
[0005]传统的喷混系统一般为：喷混支撑装置和防护罩固定在掘进设备支撑架上，喷护范围超出防护罩时，还要先人工移动防护罩。喷浆头固定在一个矩形油缸活塞端部，通过活塞伸缩控制喷浆头前后移动，而矩形油缸固定在一个台车上，当喷护侧面时，矩形油缸要承受喷浆头重心的偏移产生的重力分力，这就要求矩形油缸比较大，承受较大喷头重力，时间长了容易损坏。台车通过若干组滑动轴承沿固定在掘进设备主梁的两组大齿圈做周向旋转，喷射范围沿圆周方向覆盖。由于喷浆前后范围大，油缸伸出距离长，喷护侧面时承受的偏离载荷也就更大，需要采用体积庞大的矩形油缸，甚至采用两套喷混系统，如果挖掘较小直径的隧洞，则导致喷浆口与洞壁之间几乎没有操作空间，由于喷混支撑装置和防护罩固定在掘进机支撑架上，就需要增加它们的长度以保证防护范围。总体来看，传统的喷混系统体积庞大，效率低，操作不便，并且不适合布置在挖掘小直径隧洞的掘进设备上。
[0006]另外，传统喷混设备在径向和轴向移动主要靠人工控制，运动区域和速度变化常导致喷混不均匀，而且效率较低下。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种井巷掘进喷混系统，解决现有技术中油缸承受的偏载大的问题；解决现有技术中的喷混系统体积庞大，效率低，操作不便，不适合布置在挖掘小直径隧洞的掘进设备上的问题。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种井巷掘进喷混系统，所述井巷掘进喷混系统包括：
[0009]喷混台车；
[0010]喷浆机，安装在所述喷混台车上；
[0011]喷头夹具，设置在所述喷浆机或所述喷混台车上，用于夹持所述喷浆机的喷头；
[0012]圆形轨道，包括齿圈和夹板；所述齿圈被位于其两个端面的夹板夹持固定；
[0013]防护罩，位于所述圆周轨道的两侧，并固定安装在喷混台车的两侧；
[0014]周向驱动组件，用于驱动所述喷混台车沿着所述圆形轨道滑动；
[0015]直线驱动组件，包括轨道、与所述轨道滑动连接的轮座以及用于驱动所述轮座沿所述轨道滑动的驱动部。
[0016]通过上述技术方案，可以有效解决现有技术中存在的油缸承受的偏载大、喷混系统体积庞大，效率低，操作不便，不适合布置在挖掘小直径隧洞的掘进设备上的问题。
[0017]进一步地，所述驱动部包括伸缩方向与所述喷混台车的移动方向相同的喷混驱动油缸。
[0018]进一步地，所述齿圈的两侧夹板的外端面形成有符合所述圆形轨道的轨迹并与所述圆形轨道同心的环形轨道；
[0019]所述喷混台车包括车体和设置在所述车体底部并能够沿着环形轨道行走的引导轮；所述引导轮包括螺栓型凸轮轴承和导向轮；所述螺栓型凸轮轴承用于禁止所述车体在所述环形轨道的径向移动；所述导向轮用于禁止所述车体在所述环形轨道的轴向移动。
[0020]进一步地，所述螺栓型凸轮轴承包括三对，分别相对设置在所述圆形轨道的两侧；其中，两对螺栓型凸轮轴承的轴承外圈行走在所述环形轨道的外圈端面，另一对螺栓型凸轮轴承的轴承外圈行走在所述环形轨道的内圈端面；所述导向轮行走在所述环形轨道背向所述夹板的一侧端面。
[0021]进一步地，所述周向驱动组件包括：
[0022]减速液压马达；
[0023]从动齿轮，设置在所述喷混台车的内腔，与所述齿圈啮合；
[0024]主动齿轮，固定套设在所述减速液压马达的输出轴上并与所述从动齿轮啮合。
[0025]进一步地，所述齿圈包括相互连接的第一齿圈和第二齿圈；
[0026]所述夹板由顺序连接的左夹板、上左夹板、右夹板和上右夹板组成；
[0027]所述夹板和所述齿圈之间通过内螺纹圆柱销固定连接。
[0028]进一步地，所述井巷掘进喷混系统还包括控制器、角位移传感器和位移传感器；所述井巷掘进喷混系统与所述周向驱动组件、所述直线驱动组件、所述角位移传感器、位移传感器均与所述控制器电连接；
[0029]所述角位移传感器用于检测所述喷混台车转动角度；所述位移传感器用于检测喷混台车在所述轨道长度方向上的位置。
[0030]本专利技术第二方面提供一种用于执行所述的井巷掘进喷混系统的控制方法，该控制方法包括：
[0031]通过所述周向驱动组件驱动所述喷混台车连同喷浆机和防护罩沿着所述圆形轨道滑动，通过将喷浆机将喷浆料喷洒岩面上；
[0032]通过直线驱动组件驱动喷混台车连同喷浆机和防护罩沿所述轨道移动，以调整喷洒位置。
[0033]进一步地，
[0034]定义初始位置信息；
[0035]位移传感器实时检测喷混驱动油缸的伸缩长度，并根据其反馈信息控制喷混台车
在轴向上的喷浆位置；
[0036]角位移传感器实时检测喷混台车在圆形轨道周向上的位置，并根据其反馈信息控制喷浆角度。
[0037]本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0038]图1是本专利技术井巷掘进喷混系统一种实施方式的结构示意图；
[0039]图2是图1中沿A
‑
A的剖视图；
[0040]图3是图2中的Ⅰ部放大图；
[0041]图4是图3中沿B
‑
B的剖视图；
[0042]图5是图1中C视角的示意图；
[0043]图6是图2中的Ⅱ部示意图。
具体实施方式
[0044]以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[0045]在本专利技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指在装配使用状态下的方位。“内、外”指相对于各部件本身轮廓的内、外。
[0046]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种井巷掘进喷混系统，其特征在于，所述井巷掘进喷混系统包括：喷混台车(4)；喷浆机(2)，安装在所述喷混台车(4)上；喷头夹具(3)，设置在所述喷浆机(2)或所述喷混台车(4)上，用于夹持所述喷浆机(2)的喷头；圆形轨道，包括齿圈和夹板；所述齿圈被位于其两个端面的夹板夹持固定；防护罩(1)，位于所述圆周轨道的两侧，并固定安装在喷混台车的两侧；周向驱动组件，用于驱动所述喷混台车(4)沿着所述圆形轨道滑动；直线驱动组件，包括轨道(14)、与所述轨道(14)滑动连接的轮座(9，15)以及用于驱动所述轮座(9，15)沿所述轨道(14)滑动的驱动部。2.根据权利要求1所述的井巷掘进喷混系统，其特征在于，所述驱动部包括伸缩方向与所述喷混台车(4)的移动方向相同的喷混驱动油缸(5)。3.根据权利要求1所述的井巷掘进喷混系统，其特征在于：所述齿圈的两侧夹板的外端面形成有符合所述圆形轨道的轨迹并与所述圆形轨道同心的环形轨道(100)；所述喷混台车(4)包括车体和设置在所述车体底部并能够沿着环形轨道(100)行走的引导轮；所述引导轮包括螺栓型凸轮轴承(20)和导向轮(22)；所述螺栓型凸轮轴承(20)用于禁止所述车体在所述环形轨道(100)的径向移动；所述导向轮(22)用于禁止所述车体在所述环形轨道(100)的轴向移动。4.根据权利要求3所述的井巷掘进喷混系统，其特征在于：所述螺栓型凸轮轴承(20)包括三对，分别相对设置在所述圆形轨道的两侧；其中，两对螺栓型凸轮轴承(20)的轴承外圈行走在所述环形轨道(100)的外圈端面，另一对螺栓型凸轮轴承(20)的轴承外圈行走在所述环形轨道(100)的内圈端面；所述导向轮(22)行走在所述环形轨道(100)背向所述夹板的一侧端...

【专利技术属性】
技术研发人员：李客，王利辉，裘旭东，莫根林，苗军克，
申请(专利权)人：中信重工机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：