CN101603410A - 立井施工用全液压伞钻 - Google Patents

Abstract

一种立井施工用全液压伞钻，包括一伞型钻架，其特征在于所述全液压伞钻包括支撑机构、调高机构、补偿机构、推进机构和动臂机构，所述支撑机构设置在伞型钻架的上部周缘，所述伞型钻架通过调高机构连接设置一顶柱，所述支撑机构、调高机构、补偿机构、推进机构和动臂机构均与一液压站动力连接和驱动。该立井施工用全液压伞钻结构设计合理，能够提高施工效率，冲击功率大，其可使用于各种硬岩施工，降低能耗，并减少空压机的购置费用，避免了粉尘污染，并有效降低噪音，改善工作环境。

Description

立井施工用全液压伞钻

技术领域

本发明属于立井施工用凿岩机械，具体的涉及采用全液压驱动的立井施工用全液压伞钻

背景技术

随着煤矿等矿井的建井技术的发展和机械化程度的提高，现有的立井施工过程中已经采用立井用凿岩机械代替手工凿岩和半机械施工设备。目前竖井施工用伞钻已经成为建井施工穿凿竖井的专用设备，其具有适用井直径范围大，操作灵活、定位精确、安全可靠的优点。现有的竖井施工用伞钻多以压缩空气为动力，采用液压传动，并配置高效的气动凿岩机，以实现长推进行程，可使钻凿炮孔精度和效率相应提高。但该类竖井施工用伞钻需要配置高效空压机和液压***，以提供伞钻运作所需的动力，该类竖井施工用伞钻不仅会增加其自重，还会因为气动而造成严重的粉尘和噪音污染，并且需要较为苛刻的动力传输***。

发明内容

本发明提供了一种结构设计合理，能够提高施工效率，冲击功率大的立井施工用全液压伞钻，其可使用于各种硬岩施工，降低能耗，并减少空压机的购置费用，避免了粉尘污染，并有效降低噪音，改善工作环境。

本发明所采用的技术方案如下：

一种立井施工用全液压伞钻，包括一伞型钻架，其特征在于所述全液压伞钻包括支撑机构、调高机构、补偿机构、推进机构和动臂机构，所述支撑机构设置在伞型钻架的上部周缘，所述伞型钻架通过调高机构连接设置一顶柱，所述支撑机构、调高机构、补偿机构、推进机构和动臂机构均与一液压站动力连接和驱动。

具体地讲，所述调高机构包括调高油缸和顶柱，顶柱连接调高油缸，调高油缸的上部连接设置伞型钻架的中部。

所述支撑机构包括连接设置于伞型钻架上部周边的液压油缸支撑臂，该液压油缸支撑臂的一端与伞型钻架铰接，且该伞型钻架设置调节油缸，调节油缸的另一端连接液压油缸支撑臂用于调节液压油缸支撑臂的支撑角度。

所述液压油缸支撑臂为环绕径向设置的四组支撑臂，所述各液压油缸支撑臂对称设置。

所述顶柱的周边均匀分布多组动臂机构，每组动臂机构包括动臂、动臂油缸、倾斜油缸，动臂和动臂油缸的一端均铰接连接伞型钻架，该动臂油缸的另一端连接动臂，动臂油缸的伸缩使得动臂以动臂的铰接部位为圆心上下运动；所述动臂上连接设置倾斜油缸。

所述推动机构铰接在动臂和倾斜油缸的另一端，该推动机构包括导轨、扶钎器、推进油缸和液压凿岩机，推进油缸装设在所述导轨的中部，推进油缸的活塞杆固定在导轨上端，推进油缸的缸筒上下移动并通过一钢丝绳带动固定于油缸上设置的一导向滑轮上，所述缸筒的上下滑动使液压凿岩机沿导轨上下滑动，所述倾斜油缸控制推动机构在工作时垂直设置。

所述动臂机构和推动机构均为均匀的布置在顶柱周围的6组，每组动臂机构连接设置一组推动机构。

所述液压站通过液压管路和多路换向阀输出动力，其中一组液压管路分别向支撑机构、调高机构、补偿机构和推进机构和动臂机构提供液压动力，另外一组液压管路分别向多个推动机构上设置的凿岩机提供液压冲击动力，最后一组液压管路分别向推动机构上设置的凿岩机的旋转机构提供液压动力。

所述补偿机构设置于所述伞型钻架上，在动臂机构的动臂抬高后对伞型钻架的高度进行补偿。

所述全液压伞钻还进一步包括排渣机构和分油机构，所述排渣机构包括水泵、水管、阀门和分水器，该排渣机构设置于所述推动机构上；

所述分油机构包括两组分油器，该两组分油器分别从液压站引出两组分油支路

该立井施工用全液压伞钻采用全液压动力，相较于现有风动伞形钻架顶部必须设置液压油箱、中心风马达、液压动力***及分风器的设计，其顶部较为简单。现有的气动伞形钻架通常使用2台40m³压风机作为动力，电机功率为500KW，而该全液压伞钻采用电机功率为110KW的液压站作为动力，风动凿岩机凿速是0.5-1m/min，而液压凿岩机的凿速是1-3m/min，其工作效率是风动凿岩机的2-3倍，能耗却只有风动凿岩机的1/3不到。

在液压凿岩机回转性能中，转速是一重要参数，它影响冲击破碎每次破岩量的大小，又影响“回转扭切”破岩量的大小，从而使凿速发生变化。液压凿岩机的回转机构独立于冲击机构，它的性能参数对凿孔速度的影响，主要是因为可以使推进力变化。液压凿岩机的扭矩比风动凿岩机的扭矩大，冲击性能参数与凿岩推进力不变时，液压凿岩机在最佳转速下有最佳凿孔速度，并且转矩随转速的提高而提高。另外，液压凿岩机与风动凿岩机的冲击能接近，转钎速度与凿岩推进力不变时，实际输出转矩受冲击能影响不大。

同气动凿岩机相比，液压凿岩机没有排气噪声。液压凿岩机产生的噪声声压级大大低于气动凿岩机，气动凿岩机1m距离的声压级110db(a)以上。液压凿岩机的噪声源主要有冲击机构产生的噪声、回转机构产生的噪声和钎头破碎岩石产生的噪声。冲击机构产生的噪声有冲击活塞与钎尾封闭空间产生的喷注噪声、冲击活塞撞击钎具以后产生的结构噪声以及因撞击表面变形在周围产生的压力脉冲噪声，其中结构噪声是主要成分，其噪声频率特性与结构振动频率相一致。回转机构噪声由回转机构液压与机械噪声构成，但因噪声强度低于冲击机构产生的噪声，声压级差在10db(a)以上，所以对液压凿岩机总的噪声影响不大。钎头破碎岩石产生的噪声对液压凿岩机噪声的测试影响较大，当钎头凿入岩石0.5m深以后，这一影响可以忽略不计。

该立井施工用全液压伞钻与液压中心回转抓岩机组合应用，可以大大的减低能耗，可以减少风动设备的动力源空压机、空压机房、及其相关的配套的设施，及其直接与间接的大量费用。

本发明的有益效果在于，该立井施工用全液压伞钻的结构设计合理，能够提高施工效率，冲击功率大，其可使用于各种硬岩施工，降低能耗，并减少空压机的购置费用，避免了粉尘污染，并有效降低噪音，改善工作环境。

附图说明

图1是本发明具体实施方式的立体结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，该立井施工用全液压伞钻主要由支撑机构、调高机构、补偿机构、推进机构、动臂机构、排渣机构、分油机构和电器***组成。支撑机构设置在伞型钻架6的上部周缘，伞型钻架通过调高机构连接设置一顶柱，支撑机构、调高机构、补偿机构、推进机构和动臂机构均与一液压站动力连接和驱动。

调高机构包括调高油缸7和顶柱4，顶柱连接调高油缸，调高油缸的上部连接设置伞型钻架的中部，主要是用于调整伞型钻架的高度和稳定伞型钻架。

支撑机构包括连接设置于伞型钻架上部周边的液压油缸支撑臂5，该液压油缸支撑臂的一端与伞型钻架铰接，且该伞型钻架设置调节油缸51，调节油缸的另一端连接液压油缸支撑臂用于调节液压油缸支撑臂的支撑角度。液压油缸支撑臂为环绕径向设置的四组支撑臂，各液压油缸支撑臂对称设置。调节油缸的伸缩将液压油缸支撑臂带到工作位置，然后使四组液压油缸伸长至井壁调整后，使伞型钻架位于井筒中心部位。

顶柱的周边均匀分布6组动臂机构，每组动臂机构包括动臂3、动臂油缸31、倾斜油缸32，动臂和动臂油缸的一端均铰接连接伞型钻架，该动臂油缸的另一端连接动臂，动臂油缸的伸缩使得动臂以动臂的铰接部位为圆心上下运动；动臂上连接设置倾斜油缸。

6组推动机构分别铰接在动臂和倾斜油缸的另一端，该推动机构包括导轨2、扶钎器、推进油缸和液压凿岩机1，推进油缸装设在导轨的中部，推进油缸的活塞杆固定在导轨上端，推进油缸的缸筒上下移动并通过一钢丝绳带动固定于油缸上设置的一导向滑轮上，缸筒的上下滑动使液压凿岩机沿导轨上下滑动，倾斜油缸控制推动机构在工作时垂直设置。

整机动力可由两台55KW电机及两台变量泵提供，至伞型钻架顶部两组分流器分流，分流其中一分支为支撑机构、调高机构、补偿机构、推进机构，动臂机构等提供动力，另外6分支为6部凿岩机冲击部分提供动力，剩余6分支为凿岩机旋转提供动力。伞型钻架的支撑，调高、补偿、推进、动臂、倾斜摆臂等动作由13组多路换向阀控制。

补偿机构设置于伞型钻架上，在动臂机构的动臂抬高后对伞型钻架的高度进行补偿。

排渣机构包括水泵、水管、阀门和分水器，该排渣机构设置于推动机构上；使用压力水将凿孔中的石渣排出，同时还起到润滑与冷却的作用，从而保证凿孔速度和减小钻头的磨损。

分油机构包括两组分油器，该两组分油器分别从液压站引出两组分油支路。

电气***由隔爆磁力启动器，隔爆检漏继电器等构成。

Claims (10)

1.一种立井施工用全液压伞钻，包括一伞型钻架，其特征在于所述全液压伞钻包括支撑机构、调高机构、补偿机构、推进机构和动臂机构，所述支撑机构设置在伞型钻架的上部周缘，所述伞型钻架通过调高机构连接设置一顶柱，所述支撑机构、调高机构、补偿机构、推进机构和动臂机构均与一液压站动力连接和驱动。

2.根据权利要求1所述的立井施工用全液压伞钻，其特征在于所述调高机构包括调高油缸和顶柱，顶柱连接调高油缸，调高油缸的上部连接设置伞型钻架的中部。

3.根据权利要求1所述的立井施工用全液压伞钻，其特征在于所述支撑机构包括连接设置于伞型钻架上部周边的液压油缸支撑臂，该液压油缸支撑臂的一端与伞型钻架铰接，且该伞型钻架设置调节油缸，调节油缸的另一端连接液压油缸支撑臂用于调节液压油缸支撑臂的支撑角度。

4.根据权利要求1所述的立井施工用全液压伞钻，其特征在于所述液压油缸支撑臂为环绕径向设置的四组支撑臂，所述各液压油缸支撑臂对称设置。

5.根据权利要求1所述的立井施工用全液压伞钻，其特征在于所述顶柱的周边均匀分布多组动臂机构，每组动臂机构包括动臂、动臂油缸、倾斜油缸，动臂和动臂油缸的一端均铰接连接伞型钻架，该动臂油缸的另一端连接动臂，动臂油缸的伸缩使得动臂以动臂的铰接部位为圆心上下运动；所述动臂上连接设置倾斜油缸。

6.根据权利要求5所述的立井施工用全液压伞钻，其特征在于所述推动机构铰接在动臂和倾斜油缸的另一端，该推动机构包括导轨、扶钎器、推进油缸和液压凿岩机，推进油缸装设在所述导轨的中部，推进油缸的活塞杆固定在导轨上端，推进油缸的缸筒上下移动并通过一钢丝绳带动固定于油缸上设置的一导向滑轮上，所述缸筒的上下滑动使液压凿岩机沿导轨上下滑动，所述倾斜油缸控制推动机构在工作时垂直设置。

7.根据权利要求6所述的所述的立井施工用全液压伞钻，其特征在于所述动臂机构和推动机构均为均匀的布置在顶柱周围的6组，每组动臂机构连接设置一组推动机构。

8.根据权利要求1所述的所述的立井施工用全液压伞钻，其特征在于所述液压站通过液压管路和多路换向阀输出动力，其中一组液压管路分别向支撑机构、调高机构、补偿机构和推进机构和动臂机构提供液压动力，另外一组液压管路分别向多个推动机构上设置的凿岩机提供液压冲击动力，最后一组液压管路分别向推动机构上设置的凿岩机的旋转机构提供液压动力。

9.根据权利要求1所述的所述的立井施工用全液压伞钻，其特征在于所述补偿机构设置于所述伞型钻架上，在动臂机构的动臂抬高后对伞型钻架的高度进行补偿。

10.根据权利要求1所述的所述的立井施工用全液压伞钻，其特征在于所述全液压伞钻还进一步包括排渣机构和分油机构，所述排渣机构包括水泵、水管、阀门和分水器，该排渣机构设置于所述推动机构上；

所述分油机构包括两组分油器，该两组分油器分别从液压站引出两组分油支路。

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