一種全方位深孔鉆機制造技術

本發(fā)明專利技術公開了一種全方位深孔鉆機，包括機架，機架下安裝履帶和撐腿油缸，機架上安裝液壓泵、油箱及操縱部件，在所述的機架上設置變幅單元、滾動摩擦單元及鉆機單元；變幅單元的非擺動端固設在機架上，變幅單元的擺動端上設置滾動摩擦單元，滾動摩擦單元上設置鉆機單元，通過變幅單元可以調整滾動摩擦單元和鉆機單元在0～105°范圍內擺動，滾動摩擦單元可帶動鉆機單元沿其軸向進行滾動式行走。本發(fā)明專利技術的全方位深孔鉆機能在800～3000mm的范圍內實現(xiàn)0～26°的斜孔鉆進作業(yè)；鉆機通過變副油缸、支腿油缸和回轉總成的調整，可實現(xiàn)向上、向下的垂直孔,以及與這些垂直孔成任意角度的鉆孔作業(yè)。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術屬于鉆探設備領域，具體為一種全方位深孔鉆機。
技術介紹
在煤礦開采領域，隨著技術的發(fā)展，各種功能的新型鉆機實現(xiàn)應用，其基本結構相似，基本功能相同，已基本實現(xiàn)了水平孔、斜孔、垂直孔的打鉆功能。以往的鉆機設計在采用傳統(tǒng)技術時，由于井下空間的狹小的原因，導致了鉆機功能的設計瓶頸，主要歸納為：1.鉆機桅桿的推進機構都采用齒輪齒條倍速傳動機構，這種結構的優(yōu)點在于解決空間不足的問題，可以使鉆機的行程增加一倍，其缺點為使推進力減半，齒輪、齒條直接裸露在外，損害較快；2.桅桿采用滑動結構行走，就是油缸推著U形槽在軌道上滑動實現(xiàn)行走。其缺點在于滑動阻力大，由于井下粉塵大，大量粉塵進入U形槽，難以清理，使行走阻力增大并加速滑軌的損壞；3.桅桿的角度調整機構結構復雜，穩(wěn)定性差。典型的為曲柄連桿機構做固定受力支撐，鉆機在打鉆作業(yè)中振動嚴重；4.鉆機支撐依靠頂天立地的油缸支撐，不能對桅桿進行全方位角度支撐；5.焊接結構多，整體結構強度差；井下腐蝕強度高，焊縫裂紋容易產生間隙腐蝕，加速重要結構件損壞；6.狹小的井下空間要求鉆機體積小，對于小體積大推力的要求，鉆機難以實現(xiàn)伸縮功能。
技術實現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術中的缺陷和不足，本專利技術的目的在于提供了全方位深孔鉆機，該全方位深孔鉆機能在800～3000mm的范圍內實現(xiàn)0～26°的斜孔鉆進作業(yè)；四個機架支腿油缸和兩個托架支撐油缸形成穩(wěn)定的平面三點支撐和空間多點支撐作用，鉆機通過變副油缸、支腿油缸和回轉總成的調整，可實現(xiàn)向上、向下的垂直孔,以及與這些垂直孔成任意角度的鉆孔作業(yè)。為達到上述目的，本專利技術采取的技術方案為：一種全方位深孔鉆機，包括機架，機架下安裝履帶和撐腿油缸，機架上安裝液壓泵、油箱及操縱部件，在所述的機架上設置變幅單元、滾動摩擦單元及鉆機單元；變幅單元的非擺動端固設在機架上，變幅單元的擺動端上設置滾動摩擦單元，滾動摩擦單元上設置鉆機單元，通過變幅單元可以調整滾動摩擦單元和鉆機單元在0～105°范圍內擺動，滾動摩擦單元可帶動鉆機單元沿其軸向進行滾動式行走。進一步的，在所述的變幅單元的變幅端與滾動摩擦單元之間還設置回轉單元，回轉單元可帶動滾動摩擦單元進行360°的回轉。更進一步的，連接回轉單元與滾動摩擦單元還設置輔助支撐油缸。還有，變幅單元的非擺動端通過變幅單元支撐油缸固設在機架上，變幅單元支撐油缸可以在豎向的0～26°范圍內對變幅單元進行支撐。具體的，所述的變幅單元包括橫梁、角度調節(jié)油缸、擺幅架和鉆機安裝件，所述的擺幅架的一端活動式安裝在橫梁的端部，擺幅架的另一端與角度調節(jié)油缸的活塞端活動式連接，角度調節(jié)油缸的非活塞端活動式懸設在橫梁下，鉆機安裝件固定設置在擺幅架上；所述的橫梁為不可伸縮橫梁；固定梁的端部固設在機架上，滾動摩擦單元安裝在鉆機安裝件上。優(yōu)選的，所述的擺幅架的一端通過第二鉸接軸安裝在橫梁的端部，擺幅架的另一端通過第一鉸接軸與角度調節(jié)油缸的活塞端連接，角度調節(jié)油缸的非活塞端與設置在伸縮梁下的靠近擺幅架的支撐座通過擺動軸活動連接；所述的第一鉸接軸與第二鉸接軸之間的水平投影距離L3為271mm，第二鉸接軸與擺動軸之間的水平投影距離L2為562mm，第二鉸接軸與擺動軸之間的垂直投影距離h2為256mm，所述的角度調節(jié)油缸的行程g2為0～472mm。還有，所述的伸縮梁與固定梁通過埋設的伸縮油缸實現(xiàn)伸縮運動，伸縮油缸的活塞端與固定梁的端部固定連接，伸縮油缸的非活塞端與伸縮梁固定連接；所述的伸縮油缸的行程g1為0～550mm。具體的，所述的滾動摩擦單元包括桅桿框架，在桅桿框架上活動式設置滾動承托部件，在桅桿框架內嵌設驅動油缸和驅動油缸活塞桿，滾動承托部件與驅動油缸沿軸向固定連接，驅動油缸活塞桿的端部固定在桅桿框架上；滾動承托部件上安裝鉆機單元，驅動油缸帶動滾動承托部件沿桅桿框架滾動式來回移動。具體的，所述的滾動承托部件包括第一滾動件和承托板，承托板通過第一滾動件滾動式設置在桅桿框架上；第一滾動件包括沿豎向并列設置的兩個第一滾輪，兩個第一滾輪夾持在桅桿框架上并沿桅桿框架滾動；沿長度方向在桅桿框架上設置板狀的滑軌，兩個第一滾輪夾持在滑軌軌面上沿桅桿框架滾動，且第一滾輪的軸向與滑軌的軌面平行；在所述的第一滾動件上還設置第一偏心軸，第一偏心軸與第一滾輪同軸并列設置在軸芯上。還有，所述的滾動承托部件還包括第二滾動件，第二滾動件包括與承托板固定連接的第二滾輪，第二滾輪沿滑軌的邊緣滾動；所述的第二滾輪的軸向與滑軌軌面垂直，在第二滾動件上還設置第二偏心軸，第二偏心軸與第二滾輪同軸并列設置在軸芯上。與現(xiàn)有技術相比，本專利技術的有益效果為：(1)本專利技術的全方位深孔鉆機能在800～3000mm的范圍內實現(xiàn)0～26°的斜孔鉆進作業(yè)；四個機架支腿油缸和兩個托架支撐油缸形成穩(wěn)定的平面三點支撐和空間多點支撐作用，鉆機通過變副油缸、支腿油缸和回轉總成的調整，可實現(xiàn)向上、向下的垂直孔,以及與這些垂直孔成任意角度的鉆孔作業(yè)。鉆機的工作范圍:鉆機可在高度和寬度大于2300mm的巷道內做打孔作業(yè)，對于超過托架支撐油缸范圍的巷道，可通過加長油缸活塞桿來保證油缸支撐范圍；支腿油缸對變幅機構的調整角度為26°，變幅油缸調整角度為105°，所以鉆桿可實現(xiàn)131°內的任意角度鉆孔作業(yè)；回轉總成可使托架360°回轉，所以鉆桿的作業(yè)角度為262°進行水平鉆孔作業(yè)時，鉆桿的水平高度作業(yè)范圍為406～2452mm；在這個高度的內任意位置時，回轉總成調整角度可使鉆桿與水平面成任意角度，實現(xiàn)同一平面內(如：垂直平面)任意角度的鉆孔作業(yè)；(2)本專利技術的滾動摩擦鉆機構件采用油缸直接驅動代替齒輪倍速機構，可使起拔力和進給力不再減半，直接為驅動油缸的進給力，同比相同起拔力的倍速機構可使油缸直徑減小30％；桅桿行走機構不再采用滑軌結構，而是采用滾動方式，推進阻力減小，拆裝更加方便，敞開軌道上的煤粉更加容易清理，傳統(tǒng)的滑動結構的襯板一般一個月就需要更換一次，而本專利技術的滾動承托部件的設計壽命在半年以上；本專利技術的滾動件采用滾輪的滾動形式，桅桿框架使用了方形型鋼作為主體，焊縫明顯減少，結構強度明顯增強，桅桿框架的軌面完全裸漏在外部，當煤渣落在上面可輕松清除，防止煤渣對滾輪的損害；(3)為了對滾動承托部件的滾動進行限位，滾動承托部件還包括第二滾動件，第二滾動件為沿滑軌邊緣滾動的滾輪，對滾動承托板進行限位；同時，為了保證對滑軌摩擦的補償或對滑軌邊緣的補償，在第一滾動件和第二滾動件上都設置了偏心軸，以達到補償滑軌的目的；(4)本專利技術的鉆機變幅機構主要通過擺幅架、橫梁與角度調節(jié)油缸的伸縮組成大承載旋轉機構；大幅簡化角度調整的結構，其結果使鉆機高度大幅降低；伸縮的橫梁可實現(xiàn)行程550mm的伸縮，替代履帶的移動，減小井下大型鉆機的移動，方便操作；通過角度調節(jié)油缸的伸縮實現(xiàn)擺幅架能在0～105°內旋轉，并實現(xiàn)任意角度最小支撐力臂不小于150mm，可以支撐更大的翻轉力矩；第一鉸接軸、第二鉸接軸和擺動軸形成任意三角形的穩(wěn)定結構，提高結構的剛度和穩(wěn)定性；(5)煤礦井下粉塵大，本專利技術的伸縮梁上沿長度方向采用加強板間隔布置成的滑軌，可避免粉塵堆積對滑軌造成的阻塞，粉塵可沿滑軌之間的間隙隨電機的工作過程滑出，具有自清潔功能；本專利技術的伸縮梁采用180*180*8的方鋼做主體本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種全方位深孔鉆機，包括機架(7)，機架(7)下安裝履帶(8)和撐腿油缸(16)，機架(7)上安裝液壓泵(12)、油箱(13)及操縱部件，其特征在于，在所述的機架(7)上設置變幅單元(2)、滾動摩擦單元(1)及鉆機單元；變幅單元(2)的非擺動端固設在機架(7)上，變幅單元(2)的擺動端上設置滾動摩擦單元(1)，滾動摩擦單元(1)上設置鉆機單元，通過變幅單元(2)可以調整滾動摩擦單元(1)和鉆機單元在0～105°范圍內擺動，滾動摩擦單元(1)可帶動鉆機單元沿其軸向進行滾動式行走；所述的變幅單元(2)包括橫梁(2?3)、角度調節(jié)油缸(2?2)、擺幅架(2?1)和鉆機安裝件(2?4)，所述的擺幅架(2?1)的一端活動式安裝在橫梁(2?3)的端部，擺幅架(2?1)的另一端與角度調節(jié)油缸(2?2)的活塞端活動式連接，角度調節(jié)油缸(2?2)的非活塞端活動式懸設在橫梁(2?3)下，鉆機安裝件(2?4)固定設置在擺幅架(2?1)上；所述的橫梁(2?3)為不可伸縮橫梁；所述的滾動摩擦單元(1)包括桅桿框架(1?1)，在桅桿框架(1?1)上活動式設置滾動承托部件(1?2)，在桅桿框架(1?1)內嵌設動力部件(1?4)，滾動承托部件(1?2)上安裝鉆機機頭，動力部件(1?4)帶動滾動承托部件(1?2)沿桅桿框架(1?1)滾動式來回移動。...

【技術特征摘要】
1.一種全方位深孔鉆機，包括機架(7)，機架(7)下安裝履帶(8)和撐腿油缸(16)，機架(7)上安裝液壓泵(12)、油箱(13)及操縱部件，其特征在于，在所述的機架(7)上設置變幅單元(2)、滾動摩擦單元(1)及鉆機單元；變幅單元(2)的非擺動端固設在機架(7)上，變幅單元(2)的擺動端上設置滾動摩擦單元(1)，滾動摩擦單元(1)上設置鉆機單元，通過變幅單元(2)可以調整滾動摩擦單元(1)和鉆機單元在0～105°范圍內擺動，滾動摩擦單元(1)可帶動鉆機單元沿其軸向進行滾動式行走；所述的變幅單元(2)包括橫梁(2-3)、角度調節(jié)油缸(2-2)、擺幅架(2-1)和鉆機安裝件(2-4)，所述的擺幅架(2-1)的一端活動式安裝在橫梁(2-3)的端部，擺幅架(2-1)的另一端與角度調節(jié)油缸(2-2)的活塞端活動式連接，角度調節(jié)油缸(2-2)的非活塞端活動式懸設在橫梁(2-3)下，鉆機安裝件(2-4)固定設置在擺幅架(2-1)上；所述的橫梁(2-3)為不可伸縮橫梁；所述的滾動摩擦單元(1)包括桅桿框架(1-1)，在桅桿框架(1-1)上活動式設置滾動承托部件(1-2)，在桅桿框架(1-1)內嵌設動力部件(1-4)，滾動承托部件(1-2)上安裝鉆機機頭，動力部件(1-4)帶動滾動承托部件(1-2)沿桅桿框架(1-1)滾動式來回移動。2.如權利要求1所述的全方位深孔鉆機，其特征在于，在所述的變幅單元(2)的變幅端與滾動摩擦單元(1)之間還設置回轉單元(3)，回轉單元(3)可帶動滾動摩擦單元(1)進行360°的回轉。3.如權利要求2所述的全方位深孔鉆機，其特征在于，連接回轉單元(3)與滾動摩擦單元(1)還設置輔助支撐油缸(17)。4.如權利要求1所述的全方位深孔鉆機，其特征在于，變幅單元(2)的非擺動端通過變幅單元支撐油缸(15)固設在機架上，變幅單元支撐油缸(15)可以在豎向的0～26°范圍內對變幅單元(2)進行支撐。5.如權利要求1、2、3或4所述的全方位深孔鉆機，其特征在于，所述的擺幅架(2-1)的一端通過第二鉸接軸(2-12)安裝在伸縮梁(2-31)的端部，擺幅架(2-1)的另一端通過第一鉸接軸(2-11)與角度調節(jié)油缸(2-2)的活塞端連接，角度調節(jié)油缸(2-2)的非活塞端與設置在伸縮梁(2-31)下的靠近擺幅架(2-1)的支撐座...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：文新國，胡重杰，靳黨林，張文，
申請(專利權)人：陜西斯達防爆安全科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：陜西;61