CN215927259U - 一种多功能工程钻机 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于工程设备技术领域，公开了一种多功能工程钻机，包括动力总成、履带行走总成、钻机平台总成、桅杆总成、操作阀总成、液压***、操作阀总成和回转支撑总成；履带行走总成设置于钻机平台总成下方，钻机平台总成下方设置回转支撑总成，所述履带行走总成和回转支撑总成之间通过销轴连接；钻机平台总成上方固定设置有液压油油箱、动力总成、双联齿轮泵、柴油机油箱、桅杆旋转支撑架、伞齿轮箱、桅杆总成、牛头齿轮箱、操作阀总成、变速箱、起塔油缸、操作阀总成和散热器。本实用新型采用模块化设计，使得布局更加合理，结构紧凑，动力匹配性好，便于组装和拆卸运输，在此基础上也可以实现钻机整机自移，实现钻进和换钻一体化。

Description

一种多功能工程钻机

技术领域

本实用新型属于工程设备技术领域，尤其涉及一种多功能工程钻机。

背景技术

目前，岩土凿岩基础成孔技术一直是影响高海拔山区输电线路基础建设的重要因素，现有的岩土凿岩基础成孔技术在高海拔山区输电线路基础建设应用较为困难，极大的影响着工程的施工进度，同时也对施工安全造成了极大的威胁。随着国家重大工程建设和相关工程建设施工的需要，传统的施工条件已经无法满足现代快速的基建要求，也因此引起了广大工程技术人员的关注，并进行了相当广泛的研究，从而研制一种轻型、易拆卸组装、便于搬运的凿孔钻机设备，从而满足高海拔山区输电线路基础建设。

目前高海拔山区输电线路基础大部分采用人工挖孔基础，对于高原地区低压、低氧、低温作业环境下，作业人员的适应性差，导致效率极其低下，同时人工挖孔基础埋深较大，施工作业人员在基坑开挖过程中有着较大安全隐患等问题。目前工程钻机大都是重量大，移机繁琐，动力匹配性差等，导致岩土钻凿工作效率低，工程适用性差。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

现有的工程钻机大都是重量大，移机繁琐，动力匹配性差，导致岩土钻凿工作效率低，工程适用性差。

解决以上问题及缺陷的难度为：

需要结合工程实际，运用机构优化设计和机液联合驱动理论与技术，需要多方面的验证和实验，设计适合于高原地区的工程钻机。

解决以上问题及缺陷的意义为：

弥补在高原复杂地区岩土钻凿基础成孔施工的难题，研发一种多功能工程钻机并应用于高原岩土钻凿施工应用，使其工程应用适应性更强，采用机械动力和液压动力相结合，动力匹配度好，减经整机重量利于运输，为解决工程实际问题提供了工程方案。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种多功能工程钻机。

本实用新型是这样实现的，一种多功能工程钻机设置有：

动力总成、履带行走总成、钻机平台总成、桅杆总成、操作阀总成、液压***、操作阀总成和回转支撑总成；

所述履带行走总成设置于钻机平台总成下方，钻机平台总成下方设置回转支撑总成，所述履带行走总成和回转支撑总成之间通过销轴连接；

钻机平台总成上方固定设置有液压油油箱、动力总成、双联齿轮泵、柴油机油箱、桅杆旋转支撑架、伞齿轮箱、桅杆总成、牛头齿轮箱、操作阀总成、变速箱、起塔油缸、操作阀总成和散热器；

所述桅杆总成通过轴和轴承固定于桅杆旋转支撑架上侧，桅杆总成上侧设置有动力头总成和动力头推进机构。

进一步，所述桅杆旋转支撑架通过螺纹连接固定于钻机平台总成上。

进一步，所述桅杆总成上设置有动力头总成、至天车总成、动力头推进机构和液压卷扬机；

所述液压卷扬机通过螺纹连接固定于桅杆总成顶部，所述动力头推进机构置于桅杆总成两侧，动力头推进机构尾部通过焊接固定于桅杆总成顶部；至天车总成通过销轴连接于桅杆总成上侧前端，所述动力头总成置于桅杆总成上的移动平台。

进一步，所述液压***设置有动力头锁紧油缸、动力头开合油缸、动力头推进机构、双边行走液压马达、双联齿轮泵、支腿油缸和液压卷扬机。

进一步，所述动力总成的柴油机输出轴通过直连的方式与外啮合双联齿轮泵连接；所述柴油机输出轴上安装有带轮结构，柴油机通过带轮结构与变速箱连接，所述变速箱的输出端与牛头齿轮箱传动连接。

进一步，所述牛头齿轮箱输出轴法兰与伞齿轮箱的万向节法兰连接，所述伞齿轮箱内部设置有相互啮合的第一伞齿轮和第二伞齿轮，第二伞齿轮啮接有第二伞齿轮传动轴，所述第二伞齿轮传动轴啮接有第二输入齿轮，第二输入齿轮与第二输出齿轮啮合，第二输出齿轮啮合有六角方管，六角方管与第一输入齿轮连接，所述第一输入齿轮依次经过中间齿轮和中间轴与第一输出齿轮传动连接，所述第一输出齿轮与钻头连接杆连接。

进一步，所述操作阀总成设置有第一操作阀总成和第二操作阀总成；

所述第一操作阀总成的操作手柄通过控制油路分别与四个支腿油缸和液压卷扬机连接；

所述第二操作阀总成的操作手柄通过控制油路分别与动力头锁紧油缸、动力头开合油缸、动力头推进机构、两个行走液压马达和起塔油缸连接。

结合上述的所有技术方案，本实用新型所具备的优点及积极效果为：

本实用新型采用模块化设计，使得布局更加合理，结构紧凑，动力比配性好，便于组装和拆卸运输，在此基础上也可以实现钻机整机自移，实现钻进和换钻一体化。

本实用新型将履带、回转支撑、钻机平台总成、动力总成、柴油机油箱、液压油油箱、液压桅杆总成、散热器、双联齿轮泵、操作阀总成等部件进行模块化组装，采用螺栓或者销轴连接的方式进行整机的设计与装配。当工作场所比较平坦时，在设备运输的过程中，使用整机自移，无需拆卸部件运输；当在高海拔恶劣的山地地区时，施工设备运输采用往往采用索道进行运输，这时钻机需要拆卸运输，然后进行组装。综上所述，该钻机结构与适应性地区匹配性更强。

本实用新型中的钻机尺寸为长度为3.2m，宽度为1.75m，高度为1.6m；钻孔的最大直径为300mm；考虑到高原复杂山区地形，钻机各主要部件可分拆，便于索道运输且只需将钻机运输于施工位置即可工作，并且本钻机可以适用安装多种施工作业的钻头。

本实用新型针对于油箱、液压泵站、阀组和控制手柄、桅杆总成、履带、机械传动机构等组装必要组成部分都设置了合理的安装空间和安装位置，结构紧凑，整机的空间利用率高。

本实用新型中的钻机平台总成为固定框架结构，强度高，重量较轻，安装空间大。

本实用新型执行机构采用液压***进行控制，控制操作阀总成全部位于钻机的一侧，便于进行钻机相关操作，控制可靠性强。

本实用新型充分采用可拆卸部件分开运输方式考虑了运输条件、部件组成和安装方式，便于高原山地施工，适用范围比较广。

本实用新型可以进行钻斜孔，钻机钻孔的适用范围广。

本实用新型用动力总成驱动双联齿轮泵输出液压动力，驱动液压执行元件，同时动力总成通过变速箱经过牛头齿轮箱传递动力至伞齿轮箱，后经过六头方管传递动力至动力头总成齿轮箱带动钻头旋转。本钻机采用动力总成、液压控制和机械传动控制的机液复合应用于钻机的动力传动中。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的多功能工程钻机的结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的桅杆总成的结构示意图。

图3是本实用新型实施例提供的动力头总成的结构示意图。

图4是本实用新型实施例提供的伞齿轮箱的结构示意图。

图5是本实用新型实施例提供的六角方管的连接结构示意图。

1、动力头总成；1-1、钻头连接杆；1-3、第一输入齿轮；1-4、中间齿轮；1-5、第一输出齿轮；2、至天车吊装机构；3、动力头锁紧油缸；4、至天车总成；5、六角方管；6、动力头开合油缸；7、动力头推进机构；8、液压油油箱；9、动力总成；10、行走液压马达；11、柴油机；12、柴油机和双联泵直连方式；13、双联齿轮泵；14、履带行走总成；15、钻机平台总成；16、柴油油箱；17、支腿油缸；18、旋转支撑支架；19、伞齿轮箱；19-1、第一伞齿轮传动轴；19-2、第一固定套；19-3、万向节法兰；19-4、第二固定套；19-5、第一伞齿轮；19-6、第二伞齿轮；19-7、第二输入齿轮；19-8、第二伞齿轮传动轴；19-9、第二输出齿轮；20、电瓶；21、液压卷扬机；22、至天车和桅杆连接处；23、桅杆总成；24、牛头齿轮箱；25、第一操作阀总成；26、变速箱；27、起塔油缸；28、第二操作阀总成；29、散热器；30、回转支撑总成。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种多功能工程钻机，下面结合附图对本实用新型作详细的描述。

如图1至图5所示，本实用新型实施例提供的多功能工程钻机包括液压油油箱8、动力总成9、双联齿轮泵13、履带行走总成14、钻机平台总成15、柴油机油箱16、伞齿轮箱19、桅杆总成23、操作阀总成25、液压***、变速箱26、操作阀总成28、散热器29和回转支撑总成30。

所述履带行走总成14设置于钻机平台总成15下方，钻机平台总成15下方设置回转支撑总成30，履带14和回转支撑总成30之间的连接是通过销轴进行连接。

所述的钻机平台总成15是连接于回转支撑总成30上方，钻机平台总成15上方放置液压油油箱8、动力总成9、双联齿轮泵13、柴油机油箱16、桅杆旋转支撑架18、伞齿轮箱19、桅杆总成23、牛头齿轮箱24、操作阀总成25、变速箱26、起塔油缸27、操作阀总成28和散热器29。

所述的桅杆总成23主要是通过轴和轴承固定于桅杆旋转支撑架18，桅杆总成23上布置动力头总成1和动力头推进机构7。

多功能工程钻机尺寸为长度为3.2m，宽度为1.75m，高度为1.6m；钻孔的最大直径为300mm。

钻机平台总成15上方设置的动力总成9、双联齿轮泵13、柴油机油箱16、操作阀总成25、散热器28用螺纹连接固定于钻机平台总成15上。

桅杆总成23通过轴和轴承固定于桅杆旋转支撑架18，桅杆旋转支撑架18通过螺纹连接固定于钻机平台总成15上方，利于桅杆总成23的提升和拆卸运输。

桅杆总成23上设置有动力头总成1、至天车总成4、动力头推进机构7和液压卷扬机21；其中液压卷扬机21位于桅杆总成顶部，用螺纹连接固定于桅杆总成上；动力头推进机构7置于桅杆总成23两侧，动力头推进机构7尾部通过焊接固定于桅杆总成23顶部；至天车总成4通过销轴连接于桅杆总成23最上方至天车和桅杆连接处22，运输时可将至天车总成4折叠紧靠桅杆总成23侧面；动力头总成1置于桅杆总成上的移动平台。

液压***包括动力头锁紧油缸3、动力头开合油缸6、动力头推进机构7、双边行走液压马达10、双联齿轮泵13、支腿油缸17和液压卷扬机21。

动力总成9的柴油机11的输出轴通过直连的方式与外啮合双联齿轮泵13连接输出液压动力；同时在柴油机11的上安装带轮结构，经过机械传动***为钻机钻孔提供动力。

动力总成9驱动双联齿轮泵13输出液压动力，进而驱动液压执行元件工作；钻机钻孔的动力来源于柴油机11通过皮带传动将动力传递至变速箱26，经过变速箱26变速传递给牛头齿轮箱24，牛头齿轮箱24输出轴法兰与伞齿轮箱19的万向节法兰19-3连接，经过第一伞齿轮19-5传递给第二伞齿轮19-6，动力经过第二伞齿轮19-6将动力传递第二伞齿轮传动轴19-8最后传递给第二输入齿轮19-7，第二输入齿轮19-7与第二输出齿轮19-9啮合，动力经过两个齿轮啮合传动至六角方管5，六角方管5与第一输入齿轮1-3连接，经过中间齿轮和中间轴驱动输出齿轮转动，最后驱动钻头连接杆1-1上的钻头工作。

第一操作阀总成25的操作手柄为一个多路阀组，用于控制四个支腿油缸17和液压卷扬机21。第二操作阀总成28的操作手柄为一个多路阀组，用于控制动力头锁紧油缸3、动力头开合油缸6、动力头推进机构7、两个行走液压马达10、起塔油缸27。

本钻机采用动力总成、液压控制和机械传动控制***的机液复合形式，将其应用于钻机的动力传动中，使得钻机在工作中具有极强的可靠性，同时可使整机轻便，结构更加紧凑。

本实用新型实施例中的整机各部件连接结构都采用螺栓或者销轴进行连接，方便高海拔复杂山区的组装和运输。

本实用新型实施例中的钻机主要是由行走机构、液压动力***、机械传动机构、操纵机构、推进机构、动力头总成旋转机构等构成。

本实用新型实施例中的行走机构设置于钻机平台总成框架底部，行走机构为履带式的结构，方便整机运输，用回转支撑结构与两边履带相连接，行走机构的动力主要是来自于液压行走马达，用其带动履带其他的部件进行运动，从而实现整机的移动。

本实用新型实施例中的液压动力***设于钻机平台总成上方，用动力总成驱动外啮合双联齿轮泵输出液压动力用于双边行走液压马达、支腿油缸、动力头推进油缸、动力头固定油缸执行元件，使得其布置结构更加紧凑，动力比配性好。

本实用新型实施例中的机械传动机构设于位于钻机平台总成上方，利用动力总成作为动力源，通过皮带传动，经变速箱、牛头齿轮箱、伞齿轮箱和动力头总成部分，最终将动力传递给钻头，使其满足工作要求。

本实用新型实施例中的操纵机构设于钻机平台总成上方，各液压执行元件之间设有操纵手柄，便于设备进行操作，整机布置更加的紧凑。

本实用新型实施例中的推进机构设于钻机平台总成上方，推进机构主要是用两个液压推进油缸和链条组成，可以满足动力头总成上下移动。

本实用新型实施例中的动力头总成旋转机构设于桅杆总成部件位置，固定于动力头总成结构上，桅杆总成与桅杆旋转支撑架通过螺栓和固定套进行连接；动力头总成结构主要由动力头锁紧油缸、动力头开合油缸、动力头推进油缸和动力头齿轮传动结构等组成。

本实用新型实施例中的钻机动力总成结构为双联齿轮泵与柴油机采用直连形式，两者连接轴上加装有一个带轮结构，经过皮带传动输出动力，经机械传动***带动钻头工作。

本实用新型实施例中的钻机采用动力总成驱动外啮合双联齿轮泵输出液压动力，进而驱动液压执行元件工作，同时动力总成通过变速箱经过牛头齿轮箱传递动力至伞齿轮箱，后经过六头方管传递动力至动力头总成齿轮箱带动钻头旋转。本钻机采用动力总成、液压控制和机械传动控制***的机液复合应用于钻机的动力传动中。

本实用新型实施例中的动力总成安装在平台上方且带有一个固定支架，防止动力总成中柴油机在工作时候发生振动或发生位移的错动等。

本实用新型实施例中的钻机在桅杆总成装置上安装有一个液压卷扬机，在桅杆总成顶部安装有至天车和提升重物的钢丝绳绕线结构，便于进行重物提升和钻头更换。

本实用新型实施例中的钻机钻头更换主要是在动力头总成上钻头连接位置进行钻头更换，钻头采用螺纹连接的结构，这时需要松开钻头的连接位置，换上合适的钻头，在钻头的加长时，需要在该钻头的加长位置把钻头松开，然后加长的部分通过螺纹进行连接，然后再连接好下方带钻头的钻具。

本实用新型的工作原理是：

场地和设备准备阶段：

钻机在进入工作位置之前，要对工况进行分析，钻机是否采用拆卸部件的形式进行运输，同时也需要适当的进行障碍物的清除，以保证施工场地的平整。

钻机行进至钻孔位置阶段：

当组装好的钻机行进至工作位置前，需要利用动力总成9驱动双联齿轮泵13给双边行走液压马达10供油，行走液压马达10开始工作，行走液压马达10驱动履带行走总成14，带动钻机行走至相关位置，液压行走马达10串联在液压回路之中，使得油液压力满足工作需求。当钻机行进相关位置时，这时将操作阀总成28中液压行走马达10的操作控制手柄回到初始状态；这时控制操作阀总成25中支腿油缸17的操作控制手柄使得支腿油缸17的支撑杆缓慢放下，对钻机起到一个支撑的作用，有利于工作过程中的平稳性，防止其工作过程中受力不均发生倾覆现象，造成安全事故，支腿油缸17放置至相关位置时，将操作阀总成25中支腿油缸17的操作控制手柄回到初始状态，此时支腿油缸17处于支撑工作状态。

钻机工作准备阶段：

当前期工作都准备充足，此时利用起塔油缸27将桅杆总成19顶升至工作状态，起塔油缸27通过起塔油缸27操作阀总成28中起塔油缸27的操作控制手柄进行控制，通过双联齿轮泵13液压回路连接到起塔油缸27，减少液压泵的使用，从而减轻钻机设备的重量，当桅杆总成19运动至工作位置，这时操作阀总成28中起塔油缸27的操作控制手柄回到初始工作状态，这时桅杆总成19处于工作位置；这时需要进行设备的空载试机，观察是否存在安全隐患的问题，解除相关安全隐患；利用液压卷扬机21进行一些钻孔设备和重物的吊装，从而减轻人工的搬运，液压卷扬机21也是通过操作阀总成25中液压卷扬机21的操作控制手柄进行控制，液压卷扬机21所需液压动力是通过双联齿轮泵13液压回路连接至液压卷扬机21。

钻机工作阶段：

钻机工作可以根据钻孔的孔径大小进行选择钻具的直径，根据地质的要求，选择钻杆钻头的类型，主要有螺旋钻、筒钻等钻杆钻头；本钻机设计的最大钻孔的直径为300mm，钻机工作时，采用机械传动***为钻机提供动力。

多功能钻机钻孔时的动力经过动力总成9的皮带传动传递至变速箱26的输入轴，变速箱26经过牛头齿轮箱24传递至伞齿轮箱19，伞齿轮箱19的输入齿轮1(19-7)传递给输出齿轮2(19-9)，从而带动六角方管1-2旋转，六角方管(1-2)带动动力头总成旋转，经过动力头总成(1)传递动力至钻头，为其提供钻孔动力。

钻机钻孔时，动力头总成1的动力头开合油缸6松开，然后动力头推进机构7开始工作，使得动力头总成1在桅杆总成23上移动至工作位置，这时动力头锁紧油缸3将动力头总成锁紧于工作位置，等钻孔的位置需要加深或者进行钻头更换时，动力头开合油缸6再次松开，动力头推进机构7将动力头总成1移动位置，在进行下一步工作，如此往复的循环工作。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种多功能工程钻机，其特征在于，所述多功能工程钻机设置有：

动力总成、履带行走总成、钻机平台总成、桅杆总成、操作阀总成、液压***、操作阀总成和回转支撑总成；

所述履带行走总成设置于钻机平台总成下方，钻机平台总成下方设置回转支撑总成，所述履带行走总成和回转支撑总成之间通过销轴连接；

钻机平台总成上方固定设置有液压油油箱、动力总成、双联齿轮泵、柴油机油箱、桅杆旋转支撑架、伞齿轮箱、桅杆总成、牛头齿轮箱、操作阀总成、变速箱、起塔油缸、操作阀总成和散热器；

所述桅杆总成通过轴和轴承固定于桅杆旋转支撑架上侧，桅杆总成上侧设置有动力头总成和动力头推进机构。

2.如权利要求1所述的多功能工程钻机，其特征在于，所述桅杆旋转支撑架通过螺纹连接固定于钻机平台总成上。

3.如权利要求1所述的多功能工程钻机，其特征在于，所述桅杆总成上设置有动力头总成、至天车总成、动力头推进机构和液压卷扬机；

所述液压卷扬机通过螺纹连接固定于桅杆总成顶部，所述动力头推进机构置于桅杆总成两侧，动力头推进机构尾部通过焊接固定于桅杆总成顶部；至天车总成通过销轴连接于桅杆总成上侧前端，所述动力头总成置于桅杆总成上的移动平台。

4.如权利要求1所述的多功能工程钻机，其特征在于，所述液压***设置有动力头锁紧油缸、动力头开合油缸、动力头推进机构、双边行走液压马达、双联齿轮泵、支腿油缸和液压卷扬机。

5.如权利要求1所述的多功能工程钻机，其特征在于，所述动力总成的柴油机输出轴通过直连的方式与外啮合双联齿轮泵连接；所述柴油机输出轴上安装有带轮结构，柴油机通过带轮结构与变速箱连接，所述变速箱的输出端与牛头齿轮箱传动连接。

6.如权利要求1所述的多功能工程钻机，其特征在于，所述牛头齿轮箱输出轴法兰与伞齿轮箱的万向节法兰连接，所述伞齿轮箱内部设置有相互啮合的第一伞齿轮和第二伞齿轮，第二伞齿轮啮接有第二伞齿轮传动轴，所述第二伞齿轮传动轴啮接有第二输入齿轮，第二输入齿轮与第二输出齿轮啮合，第二输出齿轮啮合有六角方管，六角方管与第一输入齿轮连接，所述第一输入齿轮依次经过中间齿轮和中间轴与第一输出齿轮传动连接，所述第一输出齿轮与钻头连接杆连接。

7.如权利要求1所述的多功能工程钻机，其特征在于，所述操作阀总成设置有第一操作阀总成和第二操作阀总成；

所述第一操作阀总成的操作手柄通过控制油路分别与四个支腿油缸和液压卷扬机连接；

所述第二操作阀总成的操作手柄通过控制油路分别与动力头锁紧油缸、动力头开合油缸、动力头推进机构、两个行走液压马达和起塔油缸连接。

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