露天採礦機的製作方法

2023-06-07 02:54:21 2

本發明涉及一種採礦設備，特別是一種露天採礦機。

背景技術：

露天採礦機應用的主要領域就是各種不適用於爆破開採的露天礦山。在相當多的礦山/採石場中，由於擔心穿入地下水位面，進而導致礦床透水，使用傳統方法開採，一般只能採取減小開採深度或者增加高額的降水成本。如距離居民區較近的礦山，露天採礦機需要具備低噪音、無危險的開採特點，以解決爆破開採的掣肘，滿足當下對環境保護的高要求；同時露天採礦機還應當有效降低廢石剝離量，實現無廢礦開採，提高經濟效益；目前，市場上所供應的露天採礦機無法滿足上述要求；因此，需要提供一種新的露天採礦機。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種不僅噪音低，並且能夠降低廢石剝離量的露天採礦機。

本發明採用如下技術方案：

一種露天採礦機，包括主機架，發動機，行走機構，液壓系統，滾筒部件，平衡輪部件，駕駛室；主機架上裝有駕駛室，駕駛室後部連接發動機，置於行走機構上的主機架上裝有迴轉機架，迴轉機架與滾筒驅動機架連接，滾筒驅動機架上裝有液壓馬達部件，液壓馬達部件中主軸上裝有主動鏈輪，主動鏈輪與鏈板連接，鏈板套裝在滾筒部件中的滾筒連接軸上，滾筒連接軸上裝有從動鏈輪，滾筒部件的筒體外壁和鏈板上分別裝有刀齒。

上述技術方案的本發明與現有技術相比，從開採就保證了物料的均勻性，與傳統鑽孔和爆破相比，能夠大幅度提高物料處理效率。

本發明採用如下優選方案：

刀齒呈螺旋狀排布在筒體外壁上，滾筒部件的兩端板上還分別均布一周刀齒，筒體外壁的兩端上分別均布置一周刀齒；滾筒部件分為左、右兩個滾筒：左滾筒、右滾筒，呈螺旋狀排布在左滾筒上的刀齒與呈螺旋狀排布在右滾筒上的刀齒呈對稱狀態設置。

滾筒部件中的滾筒安裝架為焊接件結構，左、右兩側的焊接板上分別設置有一排安裝孔，安裝孔通過安裝螺栓與滾筒驅動機架連接。

滾筒驅動機架左、右兩側呈對稱狀分別裝有平衡輪部件，平衡輪部件中左側的兩個平衡輪通過凹型架與第五液壓缸連接，第五液壓缸裝在滾筒驅機架左側。

液壓馬達部件中主軸的一端裝有液壓馬達，主軸上裝有主動鏈輪，主軸通過軸承裝在軸承座上，軸承座與滾筒驅動機架連接。

滾筒外壁上通過楔形墊鐵裝有刀座，刀座上裝有安裝套，安裝套上裝有刀頭，刀頭所在的安裝套的軸線與滾筒外壁的相切點存在30～60度的夾角。

滾筒外壁上設置有耐磨堆焊層，相鄰兩鏈板上裝有連結塊，連結塊的一端與其中一鏈板固接，連結塊的另一端只是搭在另一鏈板的上表面上。

主機架上通過迴轉中心軸裝有迴轉機架，迴轉機架上設置有左、右兩組液壓缸，左側中的第一液壓缸與主機架上的第一支座鉸接，第二液壓缸與主機架上的第二支座鉸接；迴轉機架通過連接裝置與滾筒驅動機架連接。

連接裝置的連接軸上裝連接有法蘭，法蘭與滾筒驅動機架通過螺栓連接，連接裝置中的第一鉸接座和第二鉸接座置於連接體上，第一鉸接座置於連接體前端的左上方，第二鉸接座置於連接體前端的左下方，第一鉸接座上鉸接有第七液壓缸的活塞杆端，第七液壓缸的缸筒端連接在迴轉機架的安裝座上，第二鉸接座上鉸接有第八液壓缸的缸筒端，第八液壓缸的活塞杆端連接在迴轉機架的另一安裝座上。

連接裝置的連接體上設置有連接孔，連接孔通過連接螺栓裝在迴轉機架上。

迴轉機架與連接裝置之間設置有燕尾結構的貫通孔，該貫通孔內裝有與之匹配的楔塊結構，楔塊結構大端的一側設置有壓塊，連接件穿過楔塊結構上的安裝孔與壓塊連接。

主機架上裝有固定板，固定板裝在液壓油冷卻門的側下方，固定板上裝有螺母，螺母與多臺階螺紋軸的一端連接，多臺階螺紋軸的最大直徑端上套裝有輪套，輪套與多臺階螺紋軸的最大直徑端間隙配合。

主機架上駕駛室外側設置有固定架，駕駛室通過第一支撐和第二支撐與固定架連接，第一支撐與第二支撐通過液壓缸連接。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

圖2是圖1的俯視圖。

圖3是圖1的側視圖。

圖4是本發明的立體結構示意圖。

圖5是鏈板與滾筒連接結構示意圖。

圖6是滾筒驅動液壓馬達部件結構示意圖。

圖7是滾筒與刀齒連接結構示意圖。

圖8是滾筒與液壓缸連接結構示意圖。

圖9是平衡輪與液壓缸連接結構示意圖。

圖10連接裝置的結構示意圖。

圖11是滾筒與鏈板的結構示意圖。

圖12是液壓缸控制系統圖。

圖13是迴轉機架與連接裝置的結構示意圖。

圖14是楔塊結構的主視圖。

圖15是楔塊結構的a-a斷面圖。

圖16是液壓油冷卻門專用擋輪裝置的結構示意圖。

圖17是液壓油冷卻門擋輪裝置安裝結構示意圖。

圖18是固定架的結構示意圖。

圖19是固定架與駕駛室連接結構示意圖。

圖20是圖19中的a-a剖視圖。

具體實施方式

一種露天採礦機，參見附圖1至圖20，圖中：滾筒部件1、滾筒連接軸101、筒體外壁102、安裝孔104、滾筒安裝架105、左滾筒108、右滾筒109、端板110、耐磨堆焊層111、鏈板2、主動鏈輪201、連結塊202、液壓馬達3、主軸301、滾筒驅動機架4、安裝螺栓402、平衡輪部件5、第五液壓缸501、第六液壓缸502、凹型架503、迴轉機架6、連接螺栓601、第一液壓缸602、第二液壓缸603、第三液壓缸6021、第四液壓缸6031、迴轉中心軸7、連接裝置8、第一鉸接座801、第二鉸接座802、減重工藝孔803、連接孔804、法蘭805、連接軸806、第七液壓缸807、第八液壓缸808、連接體809、楔塊結構810，連接件811、壓塊812、主機架9、第一支座901、第二支座902、駕駛室10、左固定架1001、橫梁1002、固定軸座1003、支承耳座1004、限位銷安裝板1005、右固定架1006、支撐液壓缸1007、鉸接座1008、第二支撐1009、第一支撐1010、螺栓組1012、銷軸1013、軸套1014、盤根密封1015、軸端墊圈1016；發動機11、發動機冷卻系統12、固定塊1201、螺母1202、多臺階螺紋軸1203、輪套1204、橫板1205、豎板1206、液壓油冷卻門1207、行走機構13、刀齒14、刀頭1401、安裝套1402、刀座1403、楔形墊鐵1404。

本實施例中，主機架9上裝有駕駛室10，駕駛室10後部連接發動機11，置於行走機構8上的主機架9上裝有迴轉機架6，迴轉機架6與滾筒驅動機架4連接，滾筒驅動機架4上裝有液壓馬達部件3，液壓馬達部件3中主軸301上裝有主動鏈輪201，主動鏈輪201與鏈板2連接，鏈板2套裝在滾筒部件1中部的滾筒連接軸101上，滾筒連接軸101上裝有從動鏈輪，滾筒部件1的筒體外壁102和鏈板2上分別裝有刀齒14。

刀齒14呈螺旋狀排布在筒體外壁102上，滾筒部件1兩端板110的外壁上還分別均布一周刀齒14，筒體外壁102的兩端上分別均布置一周刀齒14。滾筒部件1分為左、右兩個滾筒：左滾筒108、右滾筒109，分別布置在滾筒連接軸101的左、右兩邊；呈螺旋狀排布在左滾筒108上的刀齒14與呈螺旋狀排布在右滾筒109上的刀齒呈對稱狀態設置。

滾筒部件1中的滾筒安裝架105為焊接件結構，其中左、右兩側的焊接板上分別設置有一排安裝孔104，安裝孔104通過安裝螺栓402與滾筒驅動機架4連接。

滾筒驅動機架4的左、右兩側分別裝有平衡輪部件5，平衡輪部件5置於行走機構13前方與滾筒部件1後方之間的空間內，行走機構13採用履帶式結構；平衡輪部件5中左側的兩個平衡輪通過凹型架503與第五液壓缸501連接，第五液壓缸501裝在滾筒驅機架4左側；滾筒驅動機架4的右側裝有與第五液壓缸501相對稱的第六液壓缸502，第六液壓缸502上也裝有平衡輪。

液壓馬達部件3中主軸301的一端裝有液壓馬達，主軸301上裝有主動鏈輪201，主軸301通過軸承303裝在軸承座304上，軸承座304與滾筒驅動機架4連接。

滾筒外壁102上通過楔形墊鐵1404裝有刀座1403，刀座1403上裝有安裝套1402，安裝套1402上裝有刀頭1401，刀頭1401所在的安裝套1402的軸線與滾筒外壁102的相切點存在30～60度的夾角；夾角的大小根據實際需要進行設置。

滾筒外壁102上設置有耐磨堆焊層111，相鄰兩鏈板2上裝有連結塊202，連結塊202的一端與其中一鏈板固接，連結塊202的另一端只是搭在另一鏈板的上表面上，與另一鏈板上表面並不連接。

主機架9上通過迴轉中心軸7裝有迴轉機架6，迴轉機架6上設置有左、右兩組大液壓缸，左側中的第一液壓缸602（圖中所示橫向設置的）與主機架9上的第一支座901鉸接，第二液壓缸603與主機架9上的第二支座902鉸接；迴轉機架6通過連接裝置8與滾筒驅動機架4連接。右側中的第三液壓缸6021與第一液壓缸602以迴轉機架6的對稱中心線為中心呈對稱狀設置；右側中的第四液壓缸6031與第二液壓缸603呈對稱狀態設置。

迴轉機架6與連接裝置8之間設置有燕尾結構的貫通孔，該貫通孔的形成是通過在迴轉機架6上加工出一個斜面結構，在連接裝置8上也加工出一個斜面結構，兩者上的斜面結構斜坡角度相同（都是10度的傾斜角），該貫通孔內裝有與之匹配的楔塊結構810，楔塊結構810大端的一側設置有壓塊812，連接件811穿過楔塊結構812上的安裝孔與壓塊812連接。壓塊812上設置有與連接件811配合的螺紋結構。楔塊結構810呈左右對稱結構，安裝孔置於楔塊結構810的對稱中心上。

安裝連接件811裝配時，楔塊結構810順燕尾槽貫通孔向裡側收緊，形成穩定的支撐面。整體製作技術簡單，安裝方便，可靠安全，適應性廣。設備分體拆分時，擰下楔塊結構810上的連接件811（螺栓），靠其自重和迴轉支架6及連接裝置8間的作用力可自行脫落。

主機架9上裝有液壓油冷卻門專用擋輪裝置，參見附圖16和附圖17，主機架9上裝有固定板1201，固定板1201裝在液壓油冷卻門的側下方，固定板1201上裝有螺母1202，螺母1202與多臺階螺紋軸1203的一端連接，多臺階螺紋軸1203的最大直徑端上套裝有輪套1204，輪套1204與多臺階螺紋軸1203的最大直徑端間隙配合；輪套1204通過與最大直徑端存在的間隙以及潤滑油的作用，能夠相對自由轉動。輪套1204內孔呈臺階狀結構，輪套12044的階梯狀內孔由最大直徑端內孔部分和小直徑內孔部分組成。輪套1204的最大直徑內孔完全套裝在多臺階螺紋軸12033的最大直徑上（略大於或等於多臺階螺紋軸1203的最大直徑端的長度），輪套1204的小直徑內孔套裝在多臺階螺紋軸3的次最大直徑端。

固定板1201中的橫板1205與主機架9連接，固定板1201中的豎板1206上設置有階梯孔結構，階梯孔結構內裝有多臺階螺紋軸1203的中次最大直徑端與螺紋端，螺紋端穿過階梯孔結構的一部分與螺母1202連接。

該液壓油冷卻門專用擋輪裝置，能夠使露天採礦機液壓油冷卻門的準確定位安裝，整體製作技術簡單，拆裝便捷，可靠安全，適應性廣。

通過帶多臺階螺紋軸1203卡住輪套1204和固定板12011中的豎板1205（豎板1205的長度遠遠大於輪套1204的外徑），另一端通過螺母1202鎖緊，使輪套1204在多臺階螺紋軸1203上能自由轉動，液壓油冷卻門1207關門時，由於自身比較重，不易固定至指定位置鎖緊，通過該擋輪裝置能正確有效的固定到指定位置。

如圖17所示，由於液壓油冷卻門1207比較重，門左邊會由於自重下垂一小段距離，不易固定至指定位置鎖緊，通過擋輪裝置能正確有效的固定到指定位置。液壓油冷卻門1207從偏下方位置移動至擋輪裝置處，通過摩擦力使得輪套1204轉動，並帶動液壓油冷卻門1207向上移動至正確位置，從而達到準確定位。

主機架9上的駕駛室10的外側設置有固定架，駕駛室11通過第一支撐1010和第二支撐1009與固定架連接，第一支撐1010與第二支撐1009通過支撐液壓缸1007連接。

第一支撐1010和第二支撐1009平行設置，第一支撐1010和第二支撐1009的一端分別與駕駛室10鉸接；第一支撐1010與第二支撐1009通過支撐液壓缸1007連接。

第一支撐1010和第二支撐1009的另一端分別與固定架鉸接，固定架呈對稱狀態設置為兩個：左固定架1001和右固定架10066，左固定架1001和右固定架1006通過橫梁1002連接成框架結構。本實施例著重以該組第一支撐1010和第二支撐1009的另一端與右固定架1006的連接結構進行說明，另一組第一支撐和第二支撐與駕駛室10和左固定架1001的連接方式與該組相同。

第一支撐1010的一端通過銷軸1013及軸套1014與駕駛室10上的固定軸座1003連接，銷軸1013的一端通過螺栓組1012與固定軸座1003固接，構成固定端。第一支撐1010的一端與銷軸1013之間設盤根密封結構1015，形成自潤滑轉動部件，形成自由端。右固定架1006上設置的向上凸起結構的支承耳座1004（左固定架1001上也呈對稱狀設置有相應的支承耳座），支承耳座1004上裝有固定軸座1003，第一支撐1010的一端與銷軸1013之間設盤根密封結構1015，軸套1014與固定軸座1003的接觸面之間設置有軸端墊圈1016；第一支撐1010的另一端與右固定架1006的連接結構與第一支撐1010與駕駛室10的連接結構相同。

第二支撐1009的一端通過銷軸1013及軸套1014與駕駛室10上的固定軸座1003連接，銷軸1013的一端通過螺栓組1012與固定軸座1003固接，構成固定端。第二支撐1009的一端與銷軸1013之間設盤根密封結構1015，形成自潤滑轉動部件，形成自由端；第一支撐1010和第二支撐1009的軸向長度略小於左、右兩固定架1001、1006內側面之間的距離；為保證駕駛室10在升降過程中不會造成相對偏移及卡死現象，特在軸套1014與固定軸座1003的接觸面之間設置有軸端墊圈1016，以使其位置相對固定。第二支撐1009的另一端與右固定架1006的連接結構與第二支撐1009與駕駛室10的連接結構相同。

第一支撐1010通過銷軸、軸端擋板以及關節軸承與支撐液壓缸1007活塞杆的耳環連接，第二支撐1009通過鉸接座1008與支撐液壓缸1007筒體的耳環連接，支撐液壓缸1007兩處耳環的鉸接點與第一支撐1010和第二支撐1009的兩固定端的相對位置，保證了通過支撐液壓缸1007桿的伸縮可實現駕駛室10的升、降操作，在露天採礦機正常工作時，要求駕駛室一直保持在高位，以隨時觀看工作。

右固定架1006靠近駕駛室方向的一面上設置有限位銷安裝板1005，該限位銷安裝板1005距離右固定板1006底部大約佔右固定板1006總高度的二分之一處（右固定板1006的總高度包含有支承耳座1004）。

第二支撐1009通過鉸接座1008連接支撐液壓缸1007的筒體，支撐液壓缸1007的活塞杆連接在第一支撐1010靠近右固定架1006端大約四分之一處，第一支撐1010和第二支撐1009兩者的長度相等，結構相同。第一支撐1010和第二支撐1009的軸向長度略小於左、右兩固定架1001、1006內側面之間的距離；駕駛室10的寬度略小於第一支撐1010的軸向長度。

在左固定架1001和右固定架1006上分別設置兩個固定軸座1003，每個固定軸座1003也分別由加強筋板加固，以保證其有足夠的支撐強度，第一支撐1010和第二支撐1009分別通過銷軸1013、軸套1014等分別與固定架聯接，同時第一支撐1010和第二支撐1009相對應兩側分別用一個支撐液壓缸1007連接為一體；通過支撐液壓缸1007的活塞杆伸縮來實現駕駛室10的升降操作。為防止在檢修工作時駕駛室10支撐裝置滑落，特在固定架上設計一套機械限位裝置：限位銷安裝板1005，限位銷安裝板1005呈外凸的三角形結構，限位銷安裝板1005上設置有限位銷安裝孔，當駕駛室10升起至高位時，可將限位銷推至駕駛室10下部，將其託住，防止駕駛室10下落，以保護駕駛室及維護、檢修人員安全。

該支撐裝置，可實現隨時調節露天採礦機的整體高度，既能保證正常工作時將駕駛室10升到一定高度以便於觀察滾筒的工作狀況，又能在轉場運輸過程中降低設備整體高度，降低運輸成本；此裝置整體製作技術簡單，拆裝便捷，安全可靠，適應性廣。

連接裝置8的連接軸806上裝連接有法蘭805，法蘭805與滾筒驅動機架4通過螺栓連接，連接裝置8中的第一鉸接座801和第二鉸接座802置於連接體809上，第一鉸接座801置於連接體809前端的左上方，第二鉸接座802置於連接體809前端的左下方，第一鉸接座801上鉸接有第七液壓缸807的活塞杆端，第七液壓缸807的缸筒端連接在迴轉機架6的安裝座上，第二鉸接座802上鉸接有第八液壓缸808的缸筒端，第八液壓缸808的活塞杆端連接在迴轉機架6的另一安裝座上。

連接裝置8的連接體809上設置有連接孔804，連接孔804通過連接螺栓601裝在迴轉機架6上，連接孔804呈平行狀態設置為兩行。連接體809上設置有上、下兩排減重工藝孔803，用於減輕連接體809的重量。

本實施例，能夠實現精細化採礦，適用各種不適用於爆破開採的露天礦山、礦山平整場地、土建工程領域等場合。

精細化開採具有以下優勢：

1）通過露天採礦可準確地按照特定的生產要求實現各種化學成分的混配，而不會混雜不需要的物料。

2）待開採礦層較薄時，可沿礦層進行精露天採礦，可避免不需要物料的摻混。

3）在相當多的礦山/採石場中，由於擔心穿入地下水位面，進而導致礦床透水，使用傳統方法開採，一般只能採取減小開採深度或者增加高額的降水成本；而通過露天採礦卻可密切控制開採過程，從而實現幾乎所有產品的採收。

4）露天採礦可以形成較為平整的工作面，這樣可以最大限度降低礦車和裝載機的使用費用，尤其可以顯著節省橡膠輪胎的消耗量，在很多情況下甚至可以使用越野卡車來代替礦車。

5）露天採礦從一開始就保證了物料的均勻性，產品是緻密的礦粒。自頂向下切割可在一定程度上控制礦粉和超大礦粒的生成（大於200毫米）；與傳統鑽孔和爆破產品相比，可大幅度提高物料處理效率(包括減小卡車車廂和挖掘機鏟鬥的磨損)。除可省掉粗碎工序外，還可提高二次和三次粉碎系統的效率。

露天採礦機正常工作時，發動機11通過離合器，將動力傳給分動箱，由分動箱將動能分成五路，每路再經由液壓泵傳遞動力。其中有兩路是控制兩個液壓馬達，兩個液壓馬達3裝在同一主軸301的兩端，控制滾筒部件1旋轉。一路控制所有十條液壓缸，四個液壓缸（第一液壓缸602、第二液壓缸603、第三液壓缸6021和第四液壓缸6031）給滾筒部件1加壓，通過迴轉機架6及滾筒安裝架105傳遞給滾筒，兩條液壓缸（第七液壓缸807和第八液壓缸808）控制滾筒水平調整，兩條液壓缸（第五液壓缸501和第六液壓缸502）控制四個平衡輪，另外兩個液壓缸控制司機室升降。剩餘兩路一路為履帶行走機構13驅動，另一路留作備用，以便增加其他輔助設備時用。在確定了最優的開挖深度和滾筒轉速之後，操作員可將機器的負載控制交由微處理器處理。

該微處理器以發動機轉速為控制手段，最大限度提高機器的開採速度。如發動機11轉速降到預定範圍以下，則機器將停止履帶行走和滾筒部件1的旋轉。工作負荷條件突變時，滾筒部件1會停止轉動，液壓系統不會受到任何損害。微處理器的目的是最大限度提高露天採礦機器的產能，同時保護動力系統的完好。

另外，露天採礦機還配備了一套雷射/gps接收機。系統預留了連接線，可安裝任何一種系統來控制開挖深度。通過這些系統可以得到與水平面成一角度的平整工作面——採用一套雷射/gps系統時可以得到一個平面，採用兩套導向儀表時則可以得到兩個成一定角度的平面。

開挖工作面朝向集水坑傾斜，可令雨水從切削麵排出，避免切割成品受潮。

上述實施例可以完全避免使用傳統的鑽孔、爆破、破碎等方法的弊端。可以形成較為平整的工作面，這樣可以最大限度降低礦車和裝載機的使用費用，尤其可以顯著節省橡膠輪胎的消耗量，在很多情況下甚至可以使用越野卡車來代替礦車。大幅降低礦山的投資運行成本。