[实用新型]一种悬挂式多钻头回转-冲击组合掘进式工程开槽机

说明书

本实用新型涉及一种悬挂式多钻头回转‑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及监控装置；卷扬设备牵引端悬挂冲击铣削装置，冲击铣削装置包括竖向的导向框架、分组设置的钻头及其对应设置的竖向高频冲击装置；每组内的钻头传动轴之间经设置于导向框架底梁或中横梁的动力分动箱联结，且由同一个动力驱动装置驱动回转；高频冲击装置的钎杆在缓冲装置或柱塞油缸的推动下抵压在单个钻头传动轴顶部，或抵压在连结一组钻头传动轴的联系横梁顶面。本实用新型能够高效率、低成本地完成包括土层、岩层、砾石、孤石等各种复杂地层的开槽作业，效果良好。实现了多钻头冲击与旋转铣削相结合的掘进成槽机制，且槽壁周边岩层完整低损伤。

技术领域

本实用新型涉及一种悬挂式多钻头回转-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

据实用新型人了解，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。现有的多头钻成槽机，其掘进机理是多钻头在压重下回转铣削，挖掘速度快，机械化程度高，但设备体积自重大且没有冲击作用，主要适用土层的掘进，不适用于卵石、漂石地层，更不能用于基岩的掘进。

实用新型人于2017年4月10日申请的中国实用新型及实用新型专利(专利号ZL2017 20371264.7)，公布了一种水平单轴定向回冲击组合式工程开槽机，该专利的技术方案公开了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。该结构一方面采用铣削轴分段且反向旋转的方式，平衡铣削反力，避免掘削装置定向偏移；另一方面，在导向框架的底梁下方增设联系横梁，将包括铣削轴、定位钻头在内的掘削装置固定于联系横梁上，使冲击锤不经导向框架传递，而是经过钎杆直接冲击联系横梁，提高了掘削装置对岩土的冲击加速度，提高破碎岩石的效果，减小了冲击锤对导向框架及其中设备的冲击影响。

上述通过铣削轴分段反向旋转平衡的方案，实现了定向旋转平衡铣削反力，使操作更加稳定，固定的回转铣削方向，保证了铣削刀具有条件针对切削方向选择合理角度与外形从而大大提高掘进效率，减小刀齿磨耗；掘削装置(包括联系横梁、铣削轴和定位钻头)与底梁在垂直方向上滑动挂接，使冲击装置的钎杆直接冲击于掘削装置的联系横梁，而不是直接冲击在导向框架的底梁上，这样大大减小了直接受冲击体的重量，从而提高掘削装置对岩土的冲击的加速度，既提高破碎岩石的效果，又可以减小冲击装置对导向框架以及其中设备的冲击影响；导向框架的底梁与联系横梁之间有缓冲垫，掘进操作时卷扬设备下落，导向框架会座落在联系横梁上，利用导向框架的重量来保证刀齿对岩土的必要的钻压压力强度，导向框架及有关设备不直接承受冲击，大大提高安全可靠性；通过调整卷扬设备的起吊力量来调整钻压，因为针对不同地层，当以铣削为主掘进软地层时需要大的钻压，当以冲击为主掘进硬岩石时，钻压不能太大，通过这样的适时调整，可以大大提高掘进效率，减小刀齿的磨耗。

然而，实用新型人在进一步的实践研究中发现了几个问题：一，该开槽机特别针对开窄槽深槽，由于槽宽的限制，换向装置需严格控制尺寸，加工制造要求高；二，水平轴两端的径向轴承承受冲击荷载,传递冲击波，对轴承的强度和加工精度要求高，由此会增加设备造价；施工中更换轴承等配件成本较高，水平轴在土夹石和砾石层的掘进更具优势，但对除防渗要求之外对槽厚、槽形无严格限制的工程应用领域成本相对偏高。