CN101137817B - 凿钻装置和结合有用于测量凿钻机位置的装置的凿钻设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种凿钻装置，该凿钻装置包括：具有凿钻端(41)和与所述凿钻端相对的尾端(42)的进给梁(4)，钻头尖在凿钻时自该凿钻端伸出；可沿进给梁(4)移动的凿钻机(5)；压力缸(6)，其设置成与进给梁(4)连接并且具有可相对进给梁(4)移动的一端(622)和相对进给梁(4)固定设置的一端(611)。压力缸(6)驱动进给线(51)以使凿钻机(5)沿着进给梁(4)往复进给。该进给线(51)设置成跨越位于进给梁(4)的各端(41，42)的两个外槽轮(52，53)，且用于测量凿钻机(5)相对进给梁(4)位置的测量装置(7)设置在其中一个外槽轮(52，53)的轴(9)上，且该槽轮和该轴(9)设置成它们可以共同旋转。

Description

凿钻装置和结合有用于测量凿钻机位置的装置的凿钻设备
发明技术领域
本发明涉及一种凿钻装置，该凿钻装置包括：带有凿钻端和与该凿钻端相对的尾端的进给梁，钻头尖在凿钻时自该凿钻端伸出；可沿该进给梁移动的凿钻机；压力缸，其设置成与该进给梁连接并且具有可相对该进给梁移动的一端和相对该进给梁固定设置的一端；和，由该压力缸驱动并连接到该凿钻机上以使其沿该进给梁往复进给的进给线。本发明还涉及一种具有这种凿钻装置的凿钻设备。
发明背景
对于凿钻设备来说，知道凿钻机沿进给梁的具***置是重要的。这是出于两个目的，第一，它反映了钻头位于多大的深度，第二，它在操控凿钻机时帮助了操作者，例如当钻杆被装在钻柱上时。
通常，凿钻设备(见图1)包括可移动的承载车1、叉架2和通过例如进给梁夹持装置3连接在叉架2上的进给梁4。进给梁和进给梁夹持装置可以沿进给梁的长度的至少一部分彼此相对移动，这样造成在进给梁和叉架之间的相对运动。凿钻机5可移动地设置在进给梁上。
已证明利用液压缸或压力缸来沿进给梁移动凿钻机是具有优点的，这是因为它提供了可靠且稳定的进给。
当采用压力缸作为进给发动机时，出现的难题是测量装置的布置。
美国专利6550544B1公开了一种采用压力缸来沿进给梁移动凿钻机的凿钻装置。在这种设置中，进给线跨过设置在压力缸移动端的槽轮上。分离式的测量装置设置成用以测量压力缸外端的行程，这相当于凿钻机行程的一半。该测量装置包括跨过轮子布置并连接记录轮子旋转的传感器的金属丝。这种今天仍在使用的设置存在两个主要的难题。第一，由于金属丝绕着轮子滑动，测量总是不足够精确；第二，金属丝和轮子可能受到可损害装置的机械力的影响。
发明简述
本发明的主要目的是获得一种简单、可靠且没有上述缺点的测量压力缸进给式凿钻机的位置的方式。
针对主要的方面，本发明涉及一种凿钻装置(rock drilling device)，其包括：具有凿钻端和与所述凿钻端相对的尾端的进给梁，钻头尖在凿钻时自该凿钻端伸出；可沿该进给梁移动的凿钻机；压力缸，其设置成与进给梁连接并且具有可相对进给梁移动的一端和相对进给梁固定设置的一端。该凿钻装置还包括由压力缸驱动并被连接到凿钻机使其沿进给梁往复进给的进给线。该进给线设置成跨越位于该进给梁的凿钻端处的第一外槽轮和该进给梁的尾端处的第二外槽轮。用于测量凿钻机相对进给梁位置的测量装置设置在其中一个槽轮的轴上，且该槽轮和该轴设置成使得它们共同旋转。
根据本发明的解决方案提供了一种可靠、便于操作和监控的用于测量凿钻机位置的装置。
本发明的这些和其它目的和优点将通过详细说明和附图变得显而易见。
附图简略说明
在本发明的详细说明中参照了附图，其中：
图1表示的是凿钻设备(rock drill rig)的示意图；
图2表示的是具有由压力缸驱动的凿钻机的进给梁的示意图；
图3表示的是根据本发明的位于轴装置上的测量装置的端视图；
图4表示的是轴装置的侧视图；
图5表示的是图4中沿线A-A的具有测量装置的轴装置的截面图；
图6表示的是具有测量装置的轴装置的俯视图；
图7表示的是具有测量装置的轴装置的另一视图。
详细说明
如上文所简要讨论的那样，图1表示的是凿钻设备的示意图，它包括可移动承载车1、叉架2和通过进给梁夹持装置3而连接在叉架2上的进给梁4。进给梁4和进给梁夹持装置3可以沿着进给梁4的长度的至少一部分彼此相对移动。凿钻机5可滑动地连接在进给梁4上，并可沿进给梁4移动。凿钻机夹持着钻柱10，钻柱10包括钻头尖(钻头)和连接杆。进给梁4具有凿钻端41和相对于凿钻端41的尾端42，钻头尖在凿钻时从凿钻端41伸出。
现在参见图2，压力缸6设置在进给梁4的内部。压力缸6适于利用进给线51驱动凿钻机5沿进给梁往复运动。进给线可以是链或是金属丝或者是任何其它足够坚固和不弯曲的线。在本发明的优选实施例中，使用金属丝作为进给线。外槽轮52，53设置在进给梁的两端，并且进给线51跨过该两槽轮。凿钻机5通过滑动件50可滑动的设置在进给梁4上。缸和凿钻机的运动方向由箭头A和B示出。
实践中，采用位于凿钻机各侧面并固定在相对侧面的两个进给线可能是有益的。然而，进给线的数量除影响用于将进给线固定于凿钻机上的紧固装置之外，并不影响本发明中的总体布置。合适的紧固装置在本领域中是众所周知的，并且不为本申请所覆盖。
压力缸6可以是包括两个缸体的传统类型，一个外缸61和一个在外缸内液压滑动的内缸62。外缸61具有一个优选固定设置在进给梁的尾端42上的外端611和一个内端612，内缸62自该内端延伸。
该内缸62具有始终位于外缸内的一端。内缸的另一端622设有夹持进给线51所跨过的两个槽轮54，55的夹持装置625。进给线51的第一端511固定于外缸61的内端612上、跨过设在内缸上的夹持装置625上的两个槽轮中最邻近的槽轮55，并且达到和跨过位于尾端处的外槽轮52，其在此退出进给梁并最终到达凿钻机5。进给线51在凿钻机的另一侧继续延伸并跨过进给梁的凿钻端41处的外槽轮53，其在此进入进给梁4，然后，其跨过位于内缸上夹持装置625上的两槽轮中最前的槽轮54，并且被朝着进给梁的凿钻端41折回，其第二端512在此被固定设置。因此，进给线大部分在进给梁内部运行。通常，其仅有的在进给梁外部运行的部分是那些连接到凿钻机上并且在进给梁各端的两个外槽轮52，53之间的部分。
为实现最佳的运行，进给线要始终保持完全的拉伸。在本发明优选实施例所采用的设置中，进给线的拉力将不随凿钻机沿进给梁的移动而改变。然而，用于拉伸线的设置更适于设置成沿着线以用于补偿线可能有的任何松弛。这些设置为本领域技术人员所已知并且没有在附图中显示。
两个外槽轮52，53构成理想的位置来安放用于测量凿钻机沿进给梁的具***置的测量装置。利用根据本发明的设置，测量装置能够被安放在其中任何一个外槽轮上。然而，在优选实施例中，如图2所示，测量装置7被安放在进给梁的尾端42处。由于没有所被暴露在如凿钻端41处的极端环境下，在该端设置测量装置是有利的。
图3至图7表示的是外槽轮52是如何设置在轴9上的。外槽轮52同轴9相固定，以使该轴和槽轮共同旋转。换句话说，在轴9和外槽轮52间没有轴承。作为替代的两轴承93，94，各位于轴的一端，固持着轴使其可围绕自己的轴线旋转。利用这个设置，可是任何传统的类型的测量装置7可设置在轴延伸部91上。轴延伸部可采用例如优选实施例中的螺钉911连接在轴9上，或者是制成轴的一部分。轴承93，94设置在通过螺栓98连接在保持装置11上的外罩96，97内。保持装置11依次具有孔110，用于连接到压力缸6上。第二进给线(未示出)所跨过的第二槽轮92设置在轴9上。该第二进给线输送与凿钻机的液压管相连的“管支架”(未示出)。第二槽轮92设置在单独的轴承95上以使得它能独立于轴9和凿钻机5的进给线51跨过的外槽轮52而旋转。
测量装置由弯曲的防护板8防护。引导来自测量装置信号的线缆穿过该弯曲的防护板8。该测量装置通常是轻和敏感的，以便不需要其它的保持装置。它几乎是根本没有摩擦的旋转，这就是为什么线缆71的附属设备72提供足够的反动作来阻止其随着轴的旋转而旋转。传统测量装置在这种设置方式中提供了足够好的精确度。被证明在超过7米的梁上，误差范围大约是2毫米，而对于大多的应用，在超过7米的梁上的精确度为5毫米是足够的。进给梁的长度可以根据具体应用而变化，但是在大多的情况下是5到10米之间。
防护件100被提供，以便帮助保持凿钻机的进给线51和用于管支架(未示出)的进给线在适当位置。该防护件通过螺钉101被连接在外罩96，97上。采用两个或三个防护件或者一个覆盖大部分槽轮的半圆形的防护件会是有益的。但是，由于金属丝要始终保持拉伸，所以滑出槽轮是不太可能的。

Claims (8)

1.一种凿钻装置，其包括：带有凿钻端(41)和与所述凿钻端相对的尾端(42)的进给梁(4)，钻头尖在凿钻时自所述凿钻端(41)伸出；可沿所述进给梁(4)移动的凿钻机(5)；压力缸(6)，其设置成与所述进给梁(4)连接并且具有可相对所述进给梁(4)移动的一端(622)和相对所述进给梁(4)固定设置的一端(611)；由所述压力缸(6)驱动并连接到所述凿钻机(5)上以使其沿所述进给梁(4)往复进给的进给线(51)，其特征在于，所述进给线(51)设置成跨越位于所述进给梁的凿钻端(41)处的第一外槽轮(53)和所述进给梁的尾端(42)处的第二外槽轮(52)，并且，用于测量所述凿钻机(5)相对所述进给梁(4)的位置的测量装置(7)设置在所述外槽轮(52，53)中的一个的轴(9)上，且这个槽轮和所述轴(9)设置成使得它们共同旋转。
2.如权利要求1所述的凿钻装置，其特征在于，所述测量装置(7)设置在位于所述进给梁(4)的所述尾端(42)处的第二外槽轮(52)上。
3.如权利要求1所述的凿钻装置，其特征在于，所述轴(9)由靠近其端部放置的两个轴承(93，94)支持。
4.如权利要求1所述的凿钻装置，其特征在于，所述测量装置(7)设置在所述轴(9)的延伸部(91)上。
5.如权利要求1所述的凿钻装置，其特征在于，第二进给线跨越的第二槽轮(92)设置在所述轴(9)上。
6.如权利要求5所述的凿钻装置，其特征在于，所述第二槽轮(92)通过轴承(95)设置在所述轴上，使得其独立于所述轴(9)而旋转。
7.如前述权利要求中任一项所述的凿钻装置，其特征在于，所述测量装置(7)通过防护板(8)防护，并且，引自所述测量装置的线缆(71)穿过所述防护板(8)。
8.一种凿钻设备，其包括如前述权利要求中任一项所述的凿钻装置。
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