CN204002547U - 矿用导轨式无级变速乳化液钻机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于煤矿井下的矿用导轨式无级变速乳化液钻机，包括乳化液马达、轴承套、钻杆连接头、推进装置、液压***、操作台和乳化液泵站。乳化液马达、轴承套和钻杆连接头构成钻机主机，主机固定在推进装置的导轨滑板上，导轨滑板限定在导轨架的滑道内，主机的旋转和推进操作都是通过操作台、液压***来控制，本实用新型的乳化液马达采用非圆齿轮行星乳化液马达，将马达主轴经过轴套直接与钻杆接头联接，带动钻头旋转。本实用新型机械效率高，扭矩大，工作噪声低，钻孔深度可达100米以上；可实现钻机无级变速；提高了防尘效果及有效防止煤尘***；操作简便、重量轻、易搬运；故障率低。

Description

矿用导轨式无级变速乳化液钻机

技术领域

本实用新型涉及矿用液压钻探设备，特别是用于煤矿井下的导轨式无级变速乳化液钻机。

背景技术

矿用液压钻探设备是以煤矿井下乳化液泵提供的高压乳化液（一般达30MPa）做动力源，驱动乳化液马达旋转，通过变速装置及与之配套的推进装置，实现井下打不同直径和深度的钻孔，进行煤层瓦斯卸压、井下放水工程、煤层注水、防尘等作业的设备。乳化液马达主要分为柱塞马达、摆线马达和非圆行星齿轮马达三大类。采用栓塞或摆线结构的乳化液马达，扭矩小，转数高，钻孔深度一般低于30米，马达转数高达500转/分以上，致使钻机不易控制，容易造成人身伤害。除了采用上述两款马达外，有的厂家也采用非圆齿轮行星乳化液马达，但都靠配套变速装置形成两档输出动力（快、慢档）实现变速。通过管路***有效的将安全阀、过滤器组合，通过操纵控制阀控制马达和油缸，才能进行正常工作。效率低于无级变速钻机，主机较重，故障率偏高。存在的主要问题为：

① 推进装置设计不合理，导轨长度近3米，浪费作业空间；

② 一般采用无水干式钻孔，煤尘污染严重，易发生煤尘***。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种能够提高马达扭矩、实现无级变速的矿用导轨式无级变速乳化液钻机。

本实用新型采用的技术方案是：矿用导轨式无级变速乳化液钻机包括乳化液马达、轴承套、钻杆连接头、推进装置、液压***、操作台和乳化液泵站。乳化液马达、轴承套和钻杆连接头构成钻机主机，主机固定在推进装置的导轨滑板上，推进装置的导轨架固定在支架上，主机的旋转和推进操作都是通过操作台、液压***来控制，本实用新型的乳化液马达采用非圆齿轮行星乳化液马达，将马达主轴经过轴套直接与钻杆接头联接，带动钻头旋转。本实用新型采用非圆齿轮行星乳化液马达做动力源，将马达主轴经过轴套保护直接与钻杆接头联接（省略了变速箱），实现大扭矩旋转动力，带动钻头旋转；将主机固定在推进装置的导轨滑板上，由油缸带动主机在导轨架上前后滑动（油缸活塞杆固定在导轨架内中间位置，通过向油缸两端进（出）油管注入乳化液，使得油缸体在压力作用下顺活塞杆做推拉运动），形成推进力和起拔力；主机的旋转和推进（起拔）操作都是通过操作台液压***来控制的。对比现有技术，本实用新型具有以下优点：

① 本实用新型采用非圆齿轮行星乳化液马达利用旋转形成的动压液膜实现金属与金属之间的润滑，解决了乳化液润滑性差导致磨损加剧的问题，工作寿命明显高于同类马达。马达依靠液膜动压力实现非接触式密封，抗固体颗粒污染能力强，机械效率高，扭矩大，工作噪声低。钻孔深度可达100米以上。

② 用SP-200非圆齿轮行星乳化液马达，自制组合阀体，控制进液流量，无需变速装置，即可实现钻机无级变速。

③ 本实用新型在打钻过程中通过注水冲洗钻技术，实现远程、无尘钻孔，提高了防尘效果及有效防止煤尘***。

④ 本实用新型推进装置采用独特运动方式（活塞杆在导轨架中间被固定，缸体沿活塞杆带马达运动），在保证钻机行程的条件下，有效缩减了导轨长度，具有操作简便、重量轻、易搬运等优点。

⑤ 因本机无变速装置，独特的推进导轨滑道设计，使得主机重量在同类产品中是最轻便的。故障率也是最低的。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为主机的结构示意图；

图3为推进装置的结构示意图；

图4为液压***原理图。

具体实施方式

矿用导轨式无级变速乳化液钻机，包括乳化液马达1、轴承套2、钻杆连接头3、推进装置、液压***6、操作台7和乳化液泵站8，乳化液马达1、轴承套2和钻杆连接头3构成钻机主机，主机固定在推进装置的导轨滑板5上，导轨滑板5限定在导轨架4的滑道内，主机的旋转和推进操作都是通过操作台7、液压***6来控制，本实用新型的乳化液马达1采用非圆齿轮行星乳化液马达，将马达主轴经过轴套2直接与钻杆接头3联接，带动钻头旋转。所述的推进装置由导轨架4、活塞杆9和油缸10构成，活塞杆9两端固定在导轨架4内中间位置，油缸10套在活塞杆9上，油缸10与导轨架4上面的导轨滑板5连接固定，在油缸9两端分别有进出乳化液管11。液压***6的***流程为：从乳化液泵站8出来的高压乳化液经过过滤器12和1#压力表13后分成两路：一路通过1#减压阀14和2#压力表15，再通过1#手动换向阀16、1#单向节流阀17后进入乳化液马1.；另一路通过2#减压阀18、3#压力表19后，通过2#手动换向阀20，再分别经2#手动换向阀21和3#手动换向阀22进入油缸10，控制钻机的推进和起拔；两路乳化液最后汇入一起，流入乳化液泵站8。通过以上液压***，既可实现乳化液马达的旋转（开/闭）和转速的控制，又可实现马达的推进/起拔过程，从而完整的一整套的钻孔作业。特点：

① 采用德国合资技术生产的SP-200型非圆齿轮行星乳化液马达，连续旋转额定扭矩达到500Nm,额定转数280RPM。可实现深孔钻探，设计钻孔孔径Φ42-89mm, 钻孔深度150米（正常工矿条件下）。

② 不设置变速装置，通过特定马达结合自制组合控制阀门调整进液流量，在0-280 RPM范围内实现无级变速。

③ 将马达主轴与钻杆连接头之间在轴套保护下直联接，防止钻探作业中引发对马达的损伤，有效延长马达使用寿命。

④ 优化推进装置设计，把油缸活塞导杆固定在导轨架中间，通过控制油缸两端进液顺序，使得缸体沿活塞导杆做可控往返运动，再把主机通过滑板固定在缸体上，使得主机在缸体带动下在导轨架上能够往返滑动，形成推进力和起拔力。导轨架长度可以控制在2米左右，有效释放作业空间，使得导轨重量下降30%，材料成本也随之降低。

⑤ 设置管路过滤装置，有效延长马达使用寿命，降低故障率。

⑥ 控制旋转进液管路与控制推进进液管路分开布置，不分散管路液体压力，避免动力分散损失。

⑦ 设置独立的供水***，实施湿式钻孔。降低煤尘污染，防止煤尘***事故。

Claims (3)

1.一种矿用导轨式无级变速乳化液钻机，包括乳化液马达（1）、轴承套（2）、钻杆连接头（3）、推进装置、液压***（6）、操作台（7）和乳化液泵站（8），乳化液马达（1）、轴承套（2）和钻杆连接头（3）构成钻机主机，主机固定在推进装置的导轨滑板（5）上，导轨滑板（5）限定在导轨架（4）的滑道内，主机的旋转和推进操作都是通过操作台（7）、液压***（6）来控制，其特征是：乳化液马达（1）采用非圆齿轮行星乳化液马达，将马达主轴经过轴套（2）直接与钻杆接头（3）联接，带动钻头旋转。

2.根据权利要求1所述的矿用导轨式无级变速乳化液钻机，其特征是：所述的推进装置由导轨架（4）、活塞杆（9）和油缸（10）构成，活塞杆（9）固定在导轨架（4）内中间位置，油缸（10）套在活塞杆（9）上，油缸（10）与导轨架（4）上面的导轨滑板（5）连接固定，在油缸（9）两端分别有进出乳化液管（11）。

3.根据权利要求1所述的导轨式无级变速乳化液钻机，其特征是：液压***（6）的***流程为：从乳化液泵站（8）出来的高压乳化液经过过滤器（12）和1#压力表（13）后分成两路：一路通过1#减压阀（14）和2#压力表（15），再通过1#手动换向阀（16）、1#单向节流阀（17）后进入乳化液马（1）.；另一路通过2#减压阀（18）、3#压力表（19）后，通过2#手动换向阀（20），再分别经2#手动换向阀（21）和3#手动换向阀（22）进入油缸（10），控制钻机的推进和起拔；两路乳化液最后汇入一起，流回乳化液泵站（8）。