CN205743712U - 一种气动架柱式振动钻机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气动架柱式振动钻机，包括钻机主体、油雾器和消音器；所述钻机主体包括回转总成、导轨总成、立柱总成、斜支撑；所述回转总成包括回转马达、回转减速箱、回转控制阀、水套体、振动机构，所述振动机构包括振动弹簧、旋转轮、撞轮、壳体；所述导轨总成包括导轨架、行走总成；所述立柱总成包括液压支柱、滑轮机构。本实用新型以回转马达和振动机构共同为钻杆提供动力，冲击力强，在煤层中钻机以旋转切削立式快速钻进，当遇到夹矸、硬岩、或高硬度煤层时，自动产生振动功能，能更有效地破岩，大大提高了钻孔效率，加快作业速度，延长设备的使用寿命。

Description

一种气动架柱式振动钻机

技术领域

本实用新型涉及一种钻机，具体涉及一种用于煤矿开采的气动架柱式振动钻机。

背景技术

钻机是煤矿生产过程中必备装备之一，主要用于在探测地质构造煤层、钻探水探瓦斯孔、煤层注水孔、卸放压力孔等。目前，煤矿井下普遍使用的是气动类钻机，气动架柱类钻机是以煤矿井下的压缩空气作为动力源，移动方便、安全性高。

目前，煤矿巷道中使用的气动类钻机的打钻方式主要包括气动凿岩方式和回转进给方式。其中，气动凿岩方式的回转速度很慢，而且在冲击时容易产生火花，带来安全隐患，因此行业要求遇到煤层时严禁使用凿岩机，在煤矿井下的使用中受到限制。气动回转式适用于煤层钻深孔，但在工作过程中由于地质条件原因往往会遇到夹矸、硬岩，或本身煤层硬度比较高，这时单纯的回转给进的动力不足，打孔效率大大降低，不能进行深孔作业；同时长期在这样的环境下工作，钻机很容易发生故障，其使用寿命也受到影响。

实用新型内容

为解决现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种冲钻力大、工作效率高的气动架柱式振动钻机。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种气动架柱式振动钻机，包括钻机主体、以及通过高压胶管与钻机主体相连接的油雾器和消音器；所述钻机主体包括回转总成、导轨总成、立柱总成、斜支撑；

所述回转总成包括提供回转动力的回转马达、用于减速的回转减速箱，在回转马达上还设置有用于控制回转马达的回转控制阀，在回转减速箱的输出端还依次设置水套体和振动机构；所述振动机构包括壳体，以及设置在壳体内部的旋转轮、撞轮、振动弹簧；所述旋转轮靠近钻杆一侧、并固定在主轴上，撞轮靠近水套体一侧，通过设置在壳体内壁上的导向槽与壳体相连接，并可沿导向槽做轴向运动；所述与撞轮相接触的旋转轮表面、与旋转轮相接触的撞轮表面上分别设置有互相啮合的振动齿；所述振动弹簧设置在撞轮、壳体与主轴所构成的空腔中，并套绕在主轴上；

所述导轨总成包括导轨架、行走总成；所述导轨架固定在立柱总成的液压支柱上；行走总成包括提供行走动力的行走马达、用于减速的行走减速箱，在行走马达上还设置用于控制行走马达的行走控制阀；所述导轨架的前端还设置有用于固定钻杆的导向支架；

所述立柱总成包括液压支柱、设置在液压支柱顶部的滑轮机构；所述斜支撑的两端分别铰接于液压支柱、导轨架。

本实用新型的进一步改进在于：所述回转马达的进气口、行走马达的进气口均与油雾器的出气口相连通，回转马达的出气口、行走马达的出气口均通过高压胶管连接消音器；所述油雾器的进气口通过管路与压缩气体管道相连接。

本实用新型的进一步改进在于：所述水套体与振动机构的壳体之间通过数个螺栓固定连接，螺栓处设置紧固弹垫。

本实用新型的进一步改进在于：所述振动机构中，旋转轮通过紧定螺钉固定在主轴上。

本实用新型的进一步改进在于：：所述导轨架水平设置，通过连接杆固定在立柱总成的液压支柱上。

本实用新型的进一步改进在于：所述导轨架上还设置有一个卡固在导轨架上、并能沿导轨实现行走的移动台；行走总成、回转总成并排设置在移动台上。

本实用新型的进一步改进在于：所述滑轮机构包括滑轮组、钢丝绳和吊钩；钢丝绳环绕在滑轮组上，其尾端连接吊钩，吊钩钩挂在连接杆上。

本实用新型的进一步改进在于：所述液压支柱为多级套筒式结构的单体支柱；所述斜支撑为内外套筒式结构，在外筒上设置有卡固销。

由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步是：

本实用新型提供了一种气动架柱式振动钻机，以回转马达和振动机构共同为钻杆提供动力，冲击力强，方便快捷；在煤层中钻机以旋转切削快速钻进，当遇到夹矸、硬岩、或高硬度煤层时，自动产生振动功能，能更有效地破岩，大大提高了钻孔效率，加快作业速度，延长设备的使用寿命；非常适用于探测地质构造煤层、探放水、抽放瓦斯、煤体注水、卸放压力孔、巷道贯通超前孔、巷道锚杆支护孔及其它特殊用途。本实用新型设计合理，结构紧凑，体积小，便于拆装和移动，非常方便。

本实用新型采用压缩空气为动力源，转速高、转矩大，使用安全。回转总成具有正反转功能，可实现钻杆的自动拆卸，打钻效率更高，不易发生卡钻；而且，结构简单、重量轻、拆装方便，有效降低了劳动强度。行走马达自动实现给进后退，打钻退钻更省力、更快捷，降低工作强度。本实用新型采用液压立柱和斜支撑实现支撑，导轨架、液压支柱、斜支撑构成了稳定的三角形结构，增强了钻机的稳定性，提高钻冲效率。油雾器和消音器通过高压胶管与钻机主体进行连接，方便拆卸，便于运输。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型的主视示意图；

图3为图2的右视示意图；

图4为图2的后视示意图；

图5为油雾器的结构示意图；

图6为消音器的结构示意图；

图7为回转总成振动机构的剖视示意图；

其中，11、回转马达，12、回转减速箱，13、回转控制阀，14、水套体，15、主轴，16、旋转轮，17、撞轮，18、振动弹簧，19、壳体，21、导轨架，22、连接杆，23、锁紧螺母，24、移动台，25、行走马达，26、行走减速箱，27、行走控制阀，28、导向支架，31、液压支柱，32、滑轮组，33、钢丝绳，34、吊钩，4、斜支撑，41、卡固销，5、油雾器，6、消音器，7、高压胶管。

具体实施方式

下面将参考附图来详细说明本实用新型。

如附图所示，一种气动架柱式振动钻机，包括钻机主体、以及通过高压胶管7与钻机主体相连接的油雾器5和消音器6。钻机主体实现钻探工作，油雾器5为马达的齿轮和轴承提供润滑，消音器6降低马达噪声。

所述钻机主体包括回转总成、导轨总成、立柱总成、斜支撑4。其中，回转总成用于为钻杆提供工作动力、并实现钻杆的旋转，导轨总成用于实现回转总成的前后移动，立柱总成用于支撑回转总成和导轨总成，斜支撑4用于加固支撑效果。

所述回转总成包括提供回转动力的回转马达11、用于实现减速增加扭矩的回转减速箱12，回转马达11与回转减速箱12并排设置在导轨总成的移动台24上。回转马达11的动力源为压缩空气，回转马达11的进气口通过油雾器5与煤矿井下的压缩气体主管道相连接，其出气口通过高压胶管连接消音器6；在回转马达11上还设置有用于控制回转马达11的回转控制阀13。所述回转减速箱12设置在回转马达11的前方，其内部设置有齿轮减速机构。在回转减速箱12的动力输出端依次设置有环绕在主轴15上的水套体14和振动机构，振动机构前端连接钻杆；振动机构用于实现振动冲击，水套体14用于通水排渣、冷却钻头。

所述振动机构包括壳体19，以及设置在壳体19内部的旋转轮16、撞轮17、振动弹簧18。旋转轮16靠近钻杆一侧，通过紧定螺钉固定在主轴15上；撞轮17设置在旋转轮16右侧，通过设置在壳体19内壁上的数个用于移动限位的导向槽与壳体19相连接，并在外力作用下可沿导向槽做轴向运动。所述旋转轮16的右端面、撞轮17左端面上分别设置有互相啮合的振动齿，旋转轮16、撞轮17通过振动齿啮合实现同步运动。所述振动弹簧18设置在撞轮17、壳体19与主轴15所包围成的空腔中，振动弹簧18套在主轴15上，其右端靠主轴15的轴肩限位，其左端靠撞轮17的右端面限位。当回转马达11运行时，回转马达11的主轴15旋转，旋转轮16在主轴15的带动下转动，撞轮17在旋转轮16的啮合推动下，沿主轴15向水套体方向移动，压缩振动弹簧18；当振动弹簧18压缩到最大时，弹簧弹出，冲击撞轮17、旋转轮16、并最终冲击到钻杆上，依靠振动弹簧18的弹力和交叉排列的振动齿在回转时产生振动冲击，增加钻机动力。

所述水套体14与振动机构壳体19之间通过数个螺栓实现固定连接，螺栓处设置弹垫。所述水套体14上设置有冷水进口，冷水进口处设置有用于密封的组合垫圈；冷水进入水套体14、沿主轴15流入钻杆，将回转切削下来的煤渣、矸石等反冲出来，保证钻杆正常运行。所述水套体14与回转减速箱12相接触的端面上设置有唇形密封圈；水套体14与主轴15之间还设置有Y型密封圈。

所述导轨总成包括导轨架21和行走总成。所述导轨架21水平设置，通过连接杆22固定在立柱总成的液压支柱31上，通过锁紧螺母23进行锁死；松开锁紧螺母23，导轨架21可以连接杆22为轴实现旋转、调整钻孔的角度。导轨架21上设置有一个卡固在导轨架21上、并能沿导轨实现行走的移动台24，导轨中设置有齿条，通过齿轮齿条传动实现移动台24沿导轨的行走。所述行走总成固定在移动台24上，与回转总成并排设置。行走总成包括提供行走动力的行走马达25、用于实现减速的行走减速箱26。所述行走马达25的动力源为压缩空气，行走马达25的进气口通过油雾器5与煤矿井下的压缩气体管道相连接，其出气口通过高压胶管连接消音器6；在行走马达25上还设置用于控制行走马达25的行走控制阀27。所述行走减速箱26设置在回转马达11下方，内设置有齿轮减速机构。所述导轨架21的前端还设置有用于固定钻杆的导向支架28，钻杆穿过导向支架28、与回转马达11的主轴15固定，保证在钻冲过程中钻杆不歪曲、不偏移，钻杆回转摆动小，更好的认孔，钻孔位置恒定。

所述立柱总成包括液压支柱31和滑轮机构，所述液压支柱31竖直设置，在坑道之间实现稳定支撑。液压支柱31为单体支柱，采用多级套筒式结构，可通过手把按压实现伸缩、以满足不同高度坑道的支撑要求，操作简单方便。所述滑轮机构设置在液压支柱31的顶部，包括滑轮组32、钢丝绳33和吊钩34，钢丝绳33环绕在滑轮组32上，其尾端连接吊钩34，吊钩34钩挂在连接杆22上。通过滑轮机构，可以轻松将导轨架21提升到行程内的任何高度，控制钻机水平打孔的高度，降低工人工作强度。

所述斜支撑4一端铰接在液压支柱31的下部，另一端铰接在导轨架21上，使导轨架21、液压支柱31、斜支撑4构成了稳定的三角形结构，增强了钻机的稳定性，提高钻冲效率。所述斜支撑4为内外套筒式结构，在外筒上设置卡固销41；松开卡固销41，内外套筒可相对滑动、调节斜支撑4的长度，卡紧卡固销41，内外套筒间实现固定。通过调整斜支撑4的长度，可以调整导轨架21的角度，从而调整钻机的钻孔角度。

如图5所示，油雾器5的进气口位于左端、出气口位于右端；进气口与压缩气体管道相连接，出气口分别通过高压胶管7与回转马达11的进气口、行走马达25的进气口连接。在压缩空气作用下，将雾化后的润滑油送入马达，实现对马达齿轮及轴承的润滑，使设备实现灵活运转。油雾器5容量大，并可调节出油量大小，满足不同的使用要求。

如图6所示，消音器6的进气口分别通过高压胶管7与回转马达11的出气口、行走马达25的出气口相连，有效降低马达工作噪声，使其噪声分贝符合安全生产的要求，并避免影响工人身心健康。

本实用新型的工作过程为：

工作时，首先根据坑道高度的要求，调节液压支柱和斜支撑，使钻机稳定支撑。然后，操作回转控制阀，打开回转马达使回转总成工作；再操作行走控制阀，打开行走马达，使其进给或回退，与回转总成相连的钻杆在回转马达和振动机构的共同作用下，实现钻探打孔。

当需要打斜孔时，松开导轨架的锁紧螺母、斜支撑的卡固销，通过调整斜支撑的长度来调整导轨架的角度，从而实现斜孔的打孔。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种气动架柱式振动钻机，其特征在于：包括钻机主体、以及通过高压胶管与钻机主体相连接的油雾器（5）和消音器（6）；所述钻机主体包括回转总成、导轨总成、立柱总成、斜支撑（4）；

所述回转总成包括提供回转动力的回转马达（11）、用于减速的回转减速箱（12），在回转马达（11）上还设置有用于控制回转马达（11）的回转控制阀（13），在回转减速箱（12）的输出端还依次设置水套体（14）和振动机构；所述振动机构包括壳体（19），以及在壳体（19）内部环绕主轴（15）设置的旋转轮（16）、撞轮（17）、振动弹簧（18）；所述旋转轮（16）靠近钻杆一侧、并固定在主轴（15）上，撞轮（17）靠近水套体（14）一侧，通过设置在壳体（19）内壁上的导向槽与壳体（19）相连接，并可沿导向槽做轴向运动；所述与撞轮（17）相接触的旋转轮（16）表面、与旋转轮（16）相接触的撞轮（17）表面上分别设置有互相啮合的振动齿；所述振动弹簧（18）设置在撞轮（17）、壳体（19）与主轴（15）所构成的空腔中，并套绕在主轴（15）上；

所述导轨总成包括导轨架（21）、行走总成；所述导轨架（21）固定在立柱总成的液压支柱（31）上；行走总成包括提供行走动力的行走马达（25）、用于减速的行走减速箱（26），在行走马达（25）上还设置用于控制行走马达（25）的行走控制阀（27）；所述导轨架（21）的前端还设置有用于固定钻杆的导向支架（28）；

所述立柱总成包括液压支柱（31）、设置在液压支柱（31）顶部的滑轮机构；所述斜支撑（4）的两端分别铰接于液压支柱（31）、导轨架（21）。

2.根据权利要求1所述的气动架柱式振动钻机，其特征在于：所述回转马达（11）的进气口、行走马达（25）的进气口均与油雾器（5）的出气口相连通，回转马达（11）的出气口、行走马达（25）的出气口均通过高压胶管连接消音器（6）；所述油雾器（5）的进气口通过管路与压缩气体管道相连接。

3.根据权利要求2所述的气动架柱式振动钻机，其特征在于：所述水套体（14）与振动机构的壳体（19）之间通过数个螺栓固定连接，螺栓处设置紧固弹垫。

4.根据权利要求3所述的气动架柱式振动钻机，其特征在于：所述振动机构中，旋转轮（16）通过紧定螺钉固定在主轴（15）上。

5.根据权利要求4所述的气动架柱式振动钻机，其特征在于：所述导轨架（21）水平设置，通过连接杆（22）固定在立柱总成的液压支柱（31）上。

6.根据权利要求1~5任一项所述的气动架柱式振动钻机，其特征在于：所述导轨架（21）上还设置有一个卡固在导轨架（21）上、并能沿导轨实现行走的移动台（24）；行走总成、回转总成并排设置在移动台（24）上。

7.根据权利要求6所述的气动架柱式振动钻机，其特征在于：所述滑轮机构包括滑轮组（32）、钢丝绳（33）和吊钩（34）；钢丝绳（33）环绕在滑轮组（32）上，其尾端连接吊钩（34），吊钩（34）钩挂在连接杆（22）上。

8.根据权利要求1所述的气动架柱式振动钻机，其特征在于：所述液压支柱（31）为多级套筒式结构的单体支柱；所述斜支撑（4）为内外套筒式结构，在外筒上设置有卡固销（41）。