CN106368702B - 一种基于内曲线马达的矿用手持全液压钻机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于内曲线马达的矿用手持全液压钻机，包括机体上部外壳、机体下部外壳、溢流节流阀、握杆、调节手臂、配油盘、多作用内曲线径向液压马达、增速器、钻杆、钻头。高压油由机体上部外壳的进油口经溢流节流阀通过配油盘进入多作用内曲线径向液压马达，高压油推动多作用内曲线径向液压马达内部的活塞和横梁压向定子的内曲线表面，滚轮位于横梁上，直接与定子的内曲线表面相接触，并由相互作用产生轴向力，推动转子旋转，进而带动由增速器所连接的钻杆旋转工作进而驱动钻头达到钻孔目的。该种矿用手持液压钻机具有受力平衡、钻机握杆容易把持、扭矩大、全液压操作、能够调速换向、过载保护等优点。

Description

一种基于内曲线马达的矿用手持全液压钻机

技术领域

本发明涉及矿用设备技术领域，具体涉及一种基于内曲线马达的矿用手持全液压钻机。

背景技术

矿用手持钻机主要应用于煤矿井巷掘进、放顶用***孔、锚杆孔、瓦斯抽放与探测孔、探水孔、注水孔、煤岩层加固或防灭火用注浆孔等小直径工程。为适应国家煤矿安全生产的需要，煤矿井下钻孔机械被列入矿用产品安全标志管理，以减少钻孔作业的机械伤人安全事故，确保煤矿井下钻孔工程安全。

原先我国矿用手持小型钻机有煤电钻和风煤钻，由于矿用手持钻机用于煤矿井下及周围介质中有甲烷、煤尘等***性混合气体的环境中，从安全角度考虑，煤电钻存在安全隐患；风煤钻钻孔能力小，且体积大，噪声大，工作产生灰尘大，工作环境恶劣，人工操作风煤钻较为困难。

考虑上述原因，近些年来，出现了采用液压为动力源的手持矿用小型钻机，该型钻机主要采用齿轮液压马达和摆线液压马达的驱动结构，马达受力不平衡，手工操作时钻机握杆不容易把持，给现场手动操作带来极大的困难。

通过专利检索，存在以下已知的技术方案：

专利1：

申请号：CN201510127210.1，申请日：2015.03.20，授权公告日：2015.06.24，本发明公开了一种煤矿用全方位履带式液压钻机，包括履带行走机构和钻进主机，所述钻进主机包括动力头和动力头机架，所述履带行走机构的前端设置有支撑立柱，所述支撑立柱上设置有带动动力头机架转动的液压转盘机构，所述动力头机架上还设置有驱动机架上下移动的提升油缸以及驱动动力头前进后退的推进油缸。本发明克服了现有技术的不足，能够在水平面和竖直面内使动力头机架任意角度转动，实现了钻机钻孔全方位任意角度调整，在施工上扬孔和下斜孔、垂直孔时表现出突出优势。

专利2：

申请号：CN200420059779.6，申请日：2004.05.21，授权公告日：2005.05.18，本实用新型公开了一种矿用手持式液压钻机，包括液压马达、钻杆、钻杆套、操纵手柄、开关机构，所述液压马达为凸轮行星齿轮马达，该马达输出轴与所述钻杆套连接，在马达前后端盖上设置有进油接头块和回油接头块，所述进油接头块与马达的进油管路连接，所述回油接头块与马达的回油管路连接，在进油接头块内还安装有钻机控制阀，所述开关机构控制该钻机控制阀的开启和关闭。这种钻机无需减速机构，大大降低了钻机的结构尺寸和重量；采用中空轴设计，大大减少了钻机轴向尺寸；前后均安装有钻杆套，可以双面操作，实现正反转和不同接口连接，使用起来更加方便，同时该钻机可采用煤矿用高水基乳化液作为工作介质，也可以采用矿物油作为工作介质。

专利3：

申请号：CN201210230151.7，申请日：2012.07.05，授权公告日：2014.01.22，本发明公开一种煤矿用导轨式乳化液液压钻机。该乳化液液压钻机包括导轨式机架、推进装置、动力装置、钻孔装置、操纵控制装置，使用高水基乳化液为工作介质，以非圆行星齿轮系结构形式乳化液马达做动力源；同时采取设置有快、慢两级变速的变速机构增加调速范围，配有简便有效湿式钻进作业供水方式，选择花键连接、中间轴传递、高效减振垫圈措施消减吸纳钻进轴向振动力向乳化液马达传递等多项创新技术结构措施，用于在煤巷、煤岩巷、采煤作业面上进行各种钻进作业，具有输出扭矩大、低速性能好、承载能力强、作业质量高、适用范围广等突出技术特征，可以取得提高生产效率、减轻劳动强度，消除安全隐患等多重经济效益和社会效益。

通过以上的检索发现，以上技术方案没有影响本发明的新颖性；并且以上专利文件的相互组合没有破坏本发明的创造性。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明所要解决的技术问题是提供了一种矿用手持七星轮液压钻机，以克服矿用电钻中煤电钻存在安全隐患，风煤钻钻孔能力小，且体积大，噪声大，工作产生灰尘大，工作环境恶劣，人工操作风煤钻较为困难；采用齿轮液压马达和摆线液压马达作为驱动结构的手钻，马达受力不平衡，手工操作时钻机握杆不容易把持，给现场手动操作带来极大的困难的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于内曲线马达的矿用手持全液压钻机，包括机体上部外壳、机体下部外壳、握杆、左端盖、右端盖、联轴器、钻杆和钻头，还包括多作用内曲线径向液压马达；

所述机体上部外壳为空心有上盖无底结构，所述机体下部外壳为空心有底无上盖结构，所述机体上部外壳和机体下部外壳通过垫圈和螺栓固定连接，两者内腔连通为一个整体；

所述机体上部外壳顶部上盖上设有进油口和出油口，所述机体上部外壳和机体下部外壳内配合连接有多作用内曲线径向液压马达；

所述多作用内曲线径向液压马达包括壳体、配流轴、配流环、深沟球轴承、转子、横梁、滚轮、圆锥滚子轴承、定子和活塞；所述机体下部外壳内底部通过螺栓固定连接有左端盖，所述左端盖通过螺栓固定连接有壳体，所述壳体配合连接有定子，所述定子为圆盘形中空腔体结构，其中部轴线位置处通过深沟球轴承配合连接有配流轴，内腔配合连接有转子；所述配流轴配合连接有配流环，所述转子通过圆锥滚子轴承与左端盖配合连接；所述转子上设有活塞缸孔，所述活塞缸孔内配合连接有活塞，所述活塞连接有横梁，所述横梁对称连接有两个滚轮，所述滚轮与定子内腔接触压紧连接；

所述左端盖通过螺栓固定连接有右端盖，所述右端盖通过联轴器夹紧螺丝固定连接有联轴器，所述转子的输出轴通过联轴器连接有钻杆，所述钻杆固定连接有钻头。

进一步的，所述机体上部外壳上盖设有螺纹孔，所述螺纹孔与配流轴相配合。

进一步的，所述横梁和活塞接触连接，其两端通过滚针轴承连接有有滚轮，所述滚轮与定子的内曲线表面接触压紧连接。

进一步的，所述机体上部外壳和机体下部外壳的内腔形状和尺寸与多作用内曲线径向液压马达的外部形状和尺寸相适应。

进一步的，所述机体上部外壳中部侧面对称设有两个握杆。

(三)有益效果

本发明提供了一种基于内曲线马达的矿用手持全液压钻机，采用多作用内曲线径向液压马达作为手持液压钻机的驱动机构，具有受力平衡、钻机握杆容易把持、扭矩大、安全性高等优点。

附图说明

图1为基于多作用内曲线径向液压马达的矿用手持液压钻机原理图；

图2为基于多作用内曲线径向液压马达的矿用手持液压钻机三维***结构图；

图3为多作用内曲线径向液压马达内部装配图；

图4为多作用内曲线径向液压马达结构示意图。

图中：

1、进油口；2、机体上部外壳；3、握杆；4、多作用内曲线径向液压马达，401、壳体，402、配流轴，403、配流环，404、深沟球轴承，405、转子，406、横梁，407、滚轮，408、圆锥滚子轴承，409、定子，410、活塞；5、左端盖；6、右端盖；7、联轴器；8、机体下部外壳；9、钻杆；10、钻头；11、出油口。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

结合图1～图4所示，其结构关系为：包括机体上部外壳2、机体下部外壳8、握杆3、左端盖5、右端盖6、联轴器7、钻杆9和钻头10，还包括多作用内曲线径向液压马达4；

机体上部外壳2为空心有上盖无底结构，机体下部外壳8为空心有底无上盖结构，机体上部外壳2和机体下部外壳8通过垫圈和螺栓固定连接，两者内腔连通为一个整体；

机体上部外壳2顶部上盖上设有进油口1和出油口11，机体上部外壳2和机体下部外壳8内配合连接有多作用内曲线径向液压马达7；

所述多作用内曲线径向液压马达4包括壳体401、配流轴402、配流环403、深沟球轴承404、转子405、横梁406、滚轮407、圆锥滚子轴承408、定子409和活塞410；所述机体下部外壳8内底部通过螺栓固定连接有左端盖5，所述左端盖5通过螺栓固定连接有壳体401，所述壳体401配合连接有定子409，所述定子409为圆盘形中空腔体结构，其中部轴线位置处通过深沟球轴承403配合连接有配流轴402，内腔配合连接有转子405；所述配流轴402配合连接有配流环403，所述转子405通过圆锥滚子轴承408与左端盖5配合连接；所述转子405上设有活塞缸孔，所述活塞缸孔内配合连接有活塞410，所述活塞410连接有横梁406，所述横梁406对称连接有两个滚轮407，所述滚轮407与定子409内腔接触压紧连接；多作用内曲线径向液压马达4中的深沟球轴承404与转子405的一端相配合，并通过壳体401轴向紧固；圆锥滚子轴承408与转子405的另一端相配合,并通过左端盖5轴向紧固；深沟球轴承404和圆锥滚子轴承408共同支撑转子405的旋转运动。

所述左端盖5通过螺栓固定连接有右端盖6，所述右端盖6通过联轴器夹紧螺丝固定连接有联轴器7，所述转子405的输出轴通过联轴器7连接有钻杆9，所述钻杆9固定连接有钻头10。

优选的，机体上部外壳2上盖设有螺纹孔，螺纹孔与配流轴402相配合，起到微流调速作用，同时固定配流轴402使其不发生轴向跳动；配流环403与配流轴402相配合，配流环403可以对配流行程进行扩大，同时满足活塞410的进回油协调。

优选的，横梁406和活塞410接触连接，其两端通过滚针轴承连接有有滚轮407，滚轮407与定子409的内曲线表面接触压紧连接；滚轮与定子的内曲线表面形成滚动摩擦。

优选的，机体上部外壳2和机体下部外壳8的内腔形状和尺寸与多作用内曲线径向液压马达4的外部形状和尺寸相适应。

优选的，机体上部外壳2中部侧面对称设有两个握杆3。

具体使用时，通过进油口1经过配流轴402给多作用内曲线径向液压马达4提供高压油，当活塞410底部的配流窗口在转子405转动过程中分别与配流环403的进油孔道、回油孔道相通时，高压油推动横梁406和活塞410压向定子409的内曲线表面，滚轮407位于横梁406上，直接与定子409的内曲线表面相接触，滚轮407与定子409的内曲线表面之间由相互作用产生轴向力，从而推动转子405旋转；转子405的旋转带动钻杆10旋转，进而使钻头11旋转达到钻孔的目的。

综上，本发明实施例具有如下有益效果：采用多作用内曲线径向液压马达作为手持液压钻机的驱动机构，具有受力平衡、钻机握杆容易把持、扭矩大、安全性高等优点。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种基于内曲线马达的矿用手持全液压钻机，包括机体上部外壳(2)、机体下部外壳(8)、握杆(3)、左端盖(5)、右端盖(6)、联轴器(7)、钻杆(9)和钻头(10)，其特征在于：还包括多作用内曲线径向液压马达(4)；

所述机体上部外壳(2)为空心有上盖无底结构，所述机体下部外壳(8)为空心有底无上盖结构，所述机体上部外壳(2)和机体下部外壳(8)通过垫圈和螺栓固定连接，两者内腔连通为一个整体；

所述机体上部外壳(2)顶部上盖上设有进油口(1)和出油口(11)，所述机体上部外壳(2)和机体下部外壳(8)内配合连接有多作用内曲线径向液压马达(7)；

所述多作用内曲线径向液压马达(4)包括壳体(401)、配流轴(402)、配流环(403)、深沟球轴承(404)、转子(405)、横梁(406)、滚轮(407)、圆锥滚子轴承(408)、定子(409)和活塞(410)；所述机体下部外壳(8)内底部通过螺栓固定连接有左端盖(5)，所述左端盖(5)通过螺栓固定连接有壳体(401)，所述壳体(401)配合连接有定子(409)，所述定子(409)为圆盘形中空腔体结构，其中部轴线位置处通过深沟球轴承(403)配合连接有配流轴(402)，内腔配合连接有转子(405)；所述配流轴(402)配合连接有配流环(403)，所述转子(405)通过圆锥滚子轴承(408)与左端盖(5)配合连接；所述转子(405)上设有活塞缸孔，所述活塞缸孔内配合连接有活塞(410)，所述活塞(410)连接有横梁(406)，所述横梁(406)对称连接有两个滚轮(407)，所述滚轮(407)与定子(409)内腔接触压紧连接；

所述左端盖(5)通过螺栓固定连接有右端盖(6)，所述右端盖(6)通过联轴器夹紧螺丝固定连接有联轴器(7)，所述转子(405)的输出轴通过联轴器(7)连接有钻杆(9)，所述钻杆(9)固定连接有钻头(10)。

2.根据权利要求1所述的一种基于内曲线马达的矿用手持全液压钻机，其特征在于：所述机体上部外壳(2)上盖设有螺纹孔，所述螺纹孔与配流轴(402)相配合。

3.根据权利要求1所述的一种基于内曲线马达的矿用手持全液压钻机，其特征在于：所述横梁(406)和活塞(410)接触连接，其两端通过滚针轴承连接有有滚轮(407)，所述滚轮(407)与定子(409)的内曲线表面接触压紧连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于内曲线马达的矿用手持全液压钻机，其特征在于：所述机体上部外壳(2)和机体下部外壳(8)的内腔形状和尺寸与多作用内曲线径向液压马达(4)的外部形状和尺寸相适应。

5.根据权利要求1所述的一种基于内曲线马达的矿用手持全液压钻机，其特征在于：所述机体上部外壳(2)中部侧面对称设有两个握杆(3)。