CN110761711B - 一种模块化可切换进给力及钻角的便携式全液压坑道钻机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种模块化可切换进给力及钻角的便携式全液压坑道钻机，包括底架、前支撑座、后支撑杆、动力装置、导轨、进给油缸和钻架装置，动力装置滑动设置在导轨上，导轨前后通过前支撑座、后支撑杆连接在底架上构成整体受力座体，进给油缸连接在动力装置与前支撑座或后支撑杆之间。本发明提供的模块化可切换进给力及钻角的便携式全液压坑道钻机，整机轻便化、模块化，便于拆卸安装，缩短搬运安装等非钻进时间，提高工作效率；通过钻具定位装置及前支撑座结构优化，保证定位精度；方便钻机调整钻进角度和优化了钻具进给力。

Description

一种模块化可切换进给力及钻角的便携式全液压坑道钻机

技术领域

本发明涉及钻机的技术领域，具体是一种模块化可切换进给力及钻角的便携式全液压坑道钻机。

背景技术

传统的坑道钻机因自身结构特点，存在以下问题：1、笨重，不便于搬运；2、因机构钻杆存在自重，在向下和向上钻进时，钻具进给力分别存在过剩和与自重抵消钻进效率偏低问题；3、向上钻进时，尾部高度空间受限，而向下钻进时，如前支撑座高度过高，钻进稳定性会存在欠缺；4、钻进时，因为结构自身因素，钻进稳定性偏低；5、钻进角度不可调，或者调整方式不方便，不能实现快速高效率的调整。

因此，如何解决上述问题，成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明针对以上技术问题，提供一种模块化可切换进给力及钻角的便携式全液压坑道钻机,整机轻便化、模块化，便于拆卸安装，缩短搬运安装等非钻进时间，提高工作效率；通过钻具定位装置及前支撑座结构优化，保证定位精度，方便调整钻进角度和优化了钻具进给力。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种模块化可切换进给力及钻角的便携式全液压坑道钻机，包括底架、前支撑座、后支撑杆、动力装置、导轨、进给油缸和钻架装置，动力装置滑动设置在导轨上，导轨前后通过前支撑座、后支撑杆连接在底架上构成整体受力座体，进给油缸连接在动力装置与前支撑座或后支撑杆之间。底架水平座设在地面，前支撑座、后支撑杆分别设置在底架前后侧，导轨前后侧通过前支撑座、后支撑杆撑起固定。进给油缸的缸体与动力装置固定为一体，其自由端固定在前支撑座上；或者，进给油缸的缸体固定在后支撑杆上，其自由端与动力装置连接。动力装置、钻架装置模块化的结构，安装调整方便快捷，而且都是固定在导轨上，动力装置通过进给油缸提供进给的驱动力，进给油缸可以通过不同的固定方式适应不同的工作状况，充分优化了钻架装置进给力。

进一步进给油缸连接动力装置与前支撑座时，所述进给油缸的缸体与动力装置连成一体、伸缩杆端连接前支撑座。进给油缸的此种固定方式适用于坑道钻机水平或者向下钻进时，进给油缸伸缩端为固定不动的，进给油缸的初始状态为伸出状态，工作时进给油缸收缩，进给油缸的缸体带动动力装置实现进给，动力装置进给力为进给油缸的拉力，这样可以适当减小进给油缸进给方向的动力功率，节省了能源也有利于钻进的稳定性。特别是向下钻进时，还可以利用了动力装置和进给油缸自身的重力，进一步减小进给油缸进给方向的动力功率。

进一步进给油缸连接动力装置与后支撑杆时，所述进给油缸的缸体与后支撑杆连成一体、伸缩杆端连接动力装置。进给油缸的此种固定方式适用于坑道钻机向上钻进时，进给油缸缸体为固定不动的，进给油缸的初始状态为缩回状态，工作时进给油缸的伸缩端带动动力装置进给，动力装置进给力为进给油缸的推力，这样钻具进给力充足，抵消了钻具自重带来的不良影响。

进一步导轨前端通过转轴与前支撑座连接，导轨后端由固定轴支撑固定，导轨前端的转轴通过前支撑座固定在底架上，导轨后端的固定轴固定在支撑杆上，支撑杆与底架铰接连接，钻架装置固定在导轨的前端。转轴可旋转支撑导轨前端，通过转动可以调整导轨与钻探面的夹角，再通过导轨后端的固定轴将导轨固定住。支撑杆可旋转的与底架连接，调整及固定导轨时不需要拆下固定轴及支撑杆，方便快捷。

进一步还包括卷扬机和牵引机构，所述的卷扬机固定在底架上，牵引机构通过桅杆、滑轮与缆绳连接动力装置和卷扬机，桅杆固定在导轨后端。卷扬机和牵引机构在需要更换钻杆、维修或者停机时将动力装置拉回起始位置。

进一步底架和前支撑座上设有台架，台架为整体模块化的结构，台架上同样设有前支撑座。设置台架的目的是为了适应不同的钻进角度，模块化的台架安装方便。

进一步还包括卷扬机和牵引机构，所述的卷扬机固定在台架侧面，牵引机构通过桅杆、滑轮与缆绳连接动力装置和卷扬机，桅杆固定在导轨后端。卷扬机固定在台架侧面是为了钻机的整体重力的平衡，有利于设备运行的稳定。

进一步台架设有加高台架，加高台架设有前支撑座。设置加高台架克服了向上钻进时尾部高度空间不够的问题。

进一步进给油缸为双节油缸。双节油缸，使钻进工作时设备占用的空间更小，同时保证设备更紧凑，以适应坑道狭小空间，设备轻巧灵活。

进一步动力装置包括动力头和动力头支架，动力头固定在动力头支架上，动力头支架滑动设置在导轨上。动力头提供钻机钻杆旋转的动力，动力装置在进给油缸的驱动下实现钻进动作，在卷扬机和牵引机构的作用下回到起始位置；动力装置模块化设计，方便安装使用维修。

进一步钻架装置包括固定在导轨前端的夹持钻杆的夹持器和扶正钻杆的钻杆扶正器一。夹持器的作用是装卸钻杆时夹紧钻杆，实现动力头控制钻杆的正反转；钻杆扶正器保证钻杆钻进过程中的稳定性，钻杆不倾斜，增强钻杆的强度。

进一步钻架装置还设有另一个钻杆扶正器二，其固定在扶正器安装架上，导轨前端设有加长导轨，扶正器安装架连接在加长导轨上，扶正器安装架与底架之间通过前支杆活动连接。根据钻进的角度不同，设置两个钻杆扶正器更利于钻杆钻进过程中的稳定。

进一步底架为中间设有多个横撑的H型结构，H型结构的两头端面向下倾斜。H型结构的底架结构简单、强度好；H型结构的两头端面向下倾斜有利于叉车的叉进，方便搬运。

进一步前支承座包括固定轴承的上半座和下半座，上半座和下半座一端铰接，另一端通过紧固螺丝连接，紧固螺丝与下半座铰接，与紧固螺丝对应的上半座设有U型槽便于紧固螺丝卡入，锁紧紧固螺丝，上半座和下半座将轴承紧固，转轴安装在轴承内。前支承座设铰接的上半座和下半座，方便轴承的安装。另外，也方便台架或者加高台架的安装固定，在台架和加高台架的底部设置圆柱固定体19a卡入上半座和下半座，再锁紧，安装轻巧快捷。

本发明与现有技术相比具有如下技术优点：

1、整机轻便化、模块化，便于拆卸安装，缩短搬运安装等非钻进时间，提高工作效率；

2、向下钻进时充分利用钻具自重，减少钻具进给方向的动力功率；向上钻进时，钻具进给力充足，以抵消钻具自重带来的不良影响；

3、在切换调整钻进角度时，可以快速调整，并且可以高效率的解决向上钻进时尾部空间不够，而向下钻进时，前支撑座过高影响钻进稳定性的问题；

4、根据钻进角度，调整油缸的固定位置来改变油缸推力方向，满足相应角度的推力要求；通过快换托架，满足不同角度钻进需求；

5、通过钻具定位装置及前支撑座结构优化，利用前支撑座作为支架的定位，保证定位精度。

附图说明

图1是本发明的立体图；

图2是钻杆水平0°的结构图；

图3是钻杆向下30°的结构图；

图4是钻杆向下45°的结构图；

图5是钻杆竖直向下的结构图；

图6是钻杆向上30°的结构图；

图7是钻杆0～90°进给油缸推出的结构图；

图8是图7中进给油缸前端固定的结构图；

图9是钻杆0～90°进给油缸收回的结构图；

图10是钻杆向上30°进给油缸推出的结构图；

图11是钻杆向上30°进给油缸收回的结构图；

图12是前支撑座的放大图；

图13是前支撑座与台架的固定放大图。

图中：钻架装置A、动力装置B、牵引机构C、桅杆1、滑轮2、后支撑杆3、动力头支架4、动力头5、进给油缸6、导轨7、钻杆扶正器一8、加长导轨9、夹持器10、扶正器安装架11、钻杆扶正器二12、前支撑座13、上半座13a、下半座13b、紧固螺丝13c、前支杆14、台架15、卷扬机16、底架17、加高台架18、转轴19、圆柱固定体19a、固定轴20。

具体实施方式

下面将结合附图中的实施例对本发明作进一步地详细说明。

如图1至11所示，本发明的模块化可切换进给力及钻角的便携式全液压坑道钻机，包括底架17、卷扬机16、牵引机构C、后支撑杆3、动力装置B、导轨7、进给油缸6、钻架装置A，底架17为中间设有多个横撑的H型结构，H型结构的两头端面向下倾斜。导轨7为六边形导轨，进给油缸6为双节油缸，动力装置B滑动设置在导轨7上，导轨7前端通过与其垂直并可旋转的转轴19支撑固定，导轨7后端由固定轴20支撑固定，导轨7前端的转轴19通过前支撑座13固定在底架17上方，前支承座13包括固定轴承的上半座13a和下半座13b，上半座13a和下半座13b一端铰接，另一端通过紧固螺丝13c连接，紧固螺丝13c与下半座13b铰接，与紧固螺丝13c对应的上半座13a设有U型槽便于紧固螺丝13c卡入，锁紧紧固螺丝13c，上半座13a和下半座13b将轴承紧固，转轴19安装在轴承内。导轨7后端的固定轴20固定在左右两根后支撑杆3上，后支撑杆3可旋转的与底架17铰接，钻架装置A固定在导轨7的前端。

如图3/5/6所示，钻架装置A包括固定在导轨7前端的夹持钻杆的夹持器10、扶正钻杆的钻杆扶正器一8。动力装置B包括动力头5，动力头支架4，动力头5固定在动力头支架4上，动力头支架4滑动设置在导轨7上。

实施例一：如图2所示，该模块化可切换进给力及钻角的便携式全液压坑道钻机钻杆成水平0°，进给油缸6前端与钻架装置A铰接，进给油缸6后端与动力装置B固定连接，动力装置B上采用上下合抱的两半结构抱住进给油缸6的后端，两半结构通过螺丝锁紧，松开螺丝，可以调整两半结构抱住进给油缸6的位置。底架17和前支撑座13上设有台架15，转轴19固定在台架15上。台架的底部设置圆柱固定体19a卡入前支撑座13的上半座13a和下半座13b，再锁紧紧固螺丝13c，将台架的一端固定，另一端直接与底架固定。

台架15位于底架17的H型结构的一端，后支撑杆3位于另一端。卷扬机16固定在前支撑座15侧面，牵引机构C通过桅杆1、滑轮2与缆绳连接动力装置B和卷扬机16，桅杆1固定在导轨7后端。钻架装置A还设有另一个钻杆扶正器二12，其固定在扶正器安装架11上，导轨7前端设有加长导轨9，扶正器安装架11连接在加长导轨9上，扶正器安装架11与底架17之间通过前支杆14铰接。

实施例二：如图3所示，该模块化可切换进给力及钻角的便携式全液压坑道钻机钻杆成向下30°，在图2结构的基础上，将导轨7后部抬高，支撑导轨7的固定轴20向上移动，更换更长的后支撑杆3，连接扶正器安装架11与底架17之间的前支杆14拉长后锁定。

实施例三：如图4所示，该模块化可切换进给力及钻角的便携式全液压坑道钻机钻杆成向下45°，在图2结构的基础上，取消了台架15和钻杆扶正器二12，相应的取消了扶正器安装架11、加长导轨9和前支杆14。卷扬机16固定在底架17中间位置，牵引机构C通过桅杆1、滑轮2与缆绳连接动力装置B和卷扬机16，桅杆1固定在导轨7后端。

实施例四：如图5所示，该模块化可切换进给力及钻角的便携式全液压坑道钻机钻杆竖直向下，在图4结构的基础上，将底架17上后支撑杆3的位置向中间移动，卷扬机16固定在底架17上与钻架装置A相对的另一端。

实施例五：如图6所示，该模块化可切换进给力及钻角的便携式全液压坑道钻机钻杆成向上30°，进给油缸6的缸体与后支撑杆3连成一体、伸缩杆端连接动力装置B。底架17和前支撑座13上设有台架15，在台架15的上面再固定加高台架18，加高台架18的底部固定方式与台架15的底部固定方式一样，转轴19固定在加高台架18上。台架15和加高台架18位于底架17的H型结构的一端，后支撑杆3位于另一端。卷扬机16固定在前支撑座15侧面，牵引机构C通过桅杆1、滑轮2与缆绳连接动力装置B和卷扬机16，桅杆1固定在导轨7后端。钻架装置A还设有另一个钻杆扶正器二12，其固定在扶正器安装架11上，导轨7前端设有加长导轨9，扶正器安装架11连接在加长导轨9上，扶正器安装架11与底架17之间通过前支杆14铰接。

如图7/8所示，表示了该模块化可切换进给力及钻角的便携式全液压坑道钻机钻杆0～90°进给油缸推出的结构图，图9为钻杆0～90°进给油缸收回的结构图。坑道钻机水平或者向下钻进时，进给油缸6伸缩端为固定不动的，进给油缸6的初始状态为伸出状态，工作时进给油缸6收缩，进给油缸6的缸体带动动力装置B实现进给，动力装置B进给力为进给油缸6的拉力，这样可以适当减小进给油缸6进给方向的动力功率，节省了能源也有利于钻进的稳定性。

如图10所示，表示了该模块化可切换进给力及钻角的便携式全液压坑道钻机钻杆向上30°进给油缸推出的结构图，图11为钻杆向上30°进给油缸收回的结构图。坑道钻机向上钻进时，进给油缸6缸体为固定不动的，进给油缸6的初始状态为缩回状态，工作时进给油缸6的伸缩端带动动力装置B进给，动力装置B进给力为进给油缸6的推力，这样钻具进给力充足，抵消了钻具自重带来的不良影响。

该模块化可切换进给力及钻角的便携式全液压坑道钻机钻进不同角度时，通过增加或减少调整台架方式进行调整，台架或者加高台架可以通过螺孔和利用现成转轴快捷方式连接，同时调整伸缩后支撑杆稳定加固。在向下钻进和向上钻进时，通过变换油缸的固定位置来调整推进力的作用对象，让油缸进给力发挥更合理。

综上所述，本发明如说明书及图示内容，制成实际样品且经多次使用测试，从测试效果看，证明该发明能达到预期目的，实用性毋庸置疑。以上所举实施例仅用来方便说明该发明的内容，并非对其作形式上的限制；任何所属技术领域中具有公知常识者，在不脱离本发明所提技术特征及相似特征的范畴，利用该发明所揭示技术内容所作出局部更改或修饰的等效实施例，均属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种模块化可切换进给力及钻角的便携式全液压坑道钻机，包括底架（17）、前支撑座（13）、后支撑杆（3）、动力装置（B）、导轨（7）、进给油缸（6）和钻架装置（A），所述的钻架装置（A）固定在导轨（7）的前端, 所述的动力装置（B）包括动力头（5）和动力头支架（4），动力头（5）固定在动力头支架（4）上，动力头支架（4）滑动设置在导轨（7）上,其特征在于：所述的导轨（7）前后通过前支撑座（13）、后支撑杆（3）连接在底架（17）上构成整体受力座体，进给油缸（6）连接在动力装置（B）与前支撑座（13）或后支撑杆（3）之间，所述的进给油缸（6）可以通过不同的固定方式适应不同的工作状况，所述坑道钻机水平或向下钻进时，所述的进给油缸（6）连接动力装置（B）与前支撑座（13），所述进给油缸（6）的缸体与动力装置（B）连成一体、伸缩杆端连接前支撑座（13）；所述坑道钻机向上钻进时，所述的进给油缸（6）连接动力装置（B）与后支撑杆（3），所述进给油缸（6）的缸体与后支撑杆（3）连成一体、伸缩杆端连接动力装置（B）。

2.根据权利要求1所述的模块化可切换进给力及钻角的便携式全液压坑道钻机，其特征在于：所述的导轨（7）前端通过转轴（19）与前支撑座（13）连接，导轨（7）后端由固定轴（20）支撑固定，导轨（7）前端的转轴（19）通过前支撑座（13）固定在底架（17）上，导轨（7）后端的固定轴（20）固定在支撑杆（3）上，支撑杆（3）与底架（17）铰接连接。

3.根据权利要求1或2任一所述的模块化可切换进给力及钻角的便携式全液压坑道钻机，其特征在于：还包括卷扬机（16）和牵引机构（C），所述的卷扬机（16）固定在底架（17）上，牵引机构（C）通过桅杆（1）、滑轮（2）与缆绳连接动力装置（B）和卷扬机（16），桅杆（1）固定在导轨（7）后端。

4.根据权利要求1或2任一所述的模块化可切换进给力及钻角的便携式全液压坑道钻机，其特征在于：所述的底架（17）和前支撑座（13）上设有台架（15），台架（15）为整体模块化的结构，台架（15）上同样设有前支撑座（13）。

5.根据权利要求4所述的模块化可切换进给力及钻角的便携式全液压坑道钻机，其特征在于：还包括卷扬机（16）和牵引机构（C），所述的卷扬机（16）固定在台架（15）侧面，牵引机构（C）通过桅杆（1）、滑轮（2）与缆绳连接动力装置（B）和卷扬机（16），桅杆（1）固定在导轨（7）后端。

6.根据权利要求5所述的模块化可切换进给力及钻角的便携式全液压坑道钻机，其特征在于：所述的台架（15）设有加高台架（18），加高台架（18）设有前支撑座（13）。

7.根据权利要求1所述的模块化可切换进给力及钻角的便携式全液压坑道钻机，其特征在于：所述的进给油缸（6）为双节油缸。

8.根据权利要求1所述的模块化可切换进给力及钻角的便携式全液压坑道钻机，其特征在于：所述的钻架装置（A）包括固定在导轨（7）前端的夹持钻杆的夹持器（10）和扶正钻杆的钻杆扶正器一（8）。

9.根据权利要求8所述的模块化可切换进给力及钻角的便携式全液压坑道钻机，其特征在于：所述的钻架装置（A）还设有另一个钻杆扶正器二（12），其固定在扶正器安装架（11）上，导轨（7）前端设有加长导轨（9），扶正器安装架（11）连接在加长导轨（9）上，扶正器安装架（11）与底架（17）之间通过前支杆（14）连接。

10.根据权利要求1所述的模块化可切换进给力及钻角的便携式全液压坑道钻机，其特征在于：所述的底架（17）为中间设有多个横撑的H型结构，H型结构的两头端面向下倾斜。

11.根据权利要求2所述的模块化可切换进给力及钻角的便携式全液压坑道钻机，其特征在于：所述的前支撑座（13）包括固定轴承的上半座（13a）和下半座（13b），上半座（13a）和下半座（13b）一端铰接，另一端通过紧固螺丝（13c）连接，紧固螺丝（13c）与下半座（13b）铰接，与紧固螺丝（13c）对应的上半座（13a）设有U型槽便于紧固螺丝（13c）卡入，锁紧紧固螺丝（13c），上半座（13a）和下半座（13b）将轴承紧固，转轴安装在轴承内。