CN102003143A - 集成驱动的多方位液压凿岩钻机 - Google Patents
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Abstract
集成驱动的多方位液压凿岩钻机，公开了一种集成驱动的多方位机械钻探设备，由机架、钻凿机构、接卸钻杆机构、钻孔角度调节机构履带式行走机构、空压机、发动机、液压系统、电控系统、除尘系统等部分组成，机架下面设有所述的履带架可摆角的履带式行走机构，机架上面设置有所述的空压机、液压控制系统、电器控制系统、动力系统、除尘系统，机架右前端设置有折叠式臂架或伸缩式臂架，在臂架前端设置有旋转头及钻凿机构，在钻凿机构的钻架上面设置有接卸钻杆机构、卷管机构、推进机构、液压凿岩机。本发明集成驱动、可多方位钻孔，同时能耗低、效率高、结构紧凑，操纵轻便灵活、维护简便。
Description
技术领域
本发明涉及钻探机械，尤其涉及动力驱动技术及液压凿岩钻机。
背景技术
液压凿岩钻机主要用于冶金、煤炭、建材、铁路、水电建设、国防施工等工程爆破孔钻凿作业及水电、交通、能源、城建基坑支护的岩土锚固工程中。
柴油机动力的液压钻机所需动力驱动部分主要包括空压机、液压油泵、散热器、除尘风机、空调器等，属多功率流传动系统，现有柴油动力的液压钻机大多采用双发动机驱动或采用分动箱输出，结构复杂，机器庞大，传动效率低，维护成本高。
多方位液压钻机，即钻孔范围大，多角度钻孔，对工作面适应能力强。传统的多方位钻机主要侧重在钻凿下向孔，主要是纵向钻孔角度调节，而横向钻孔角度只能在小范围调整；钻机底盘为刚性底盘，用支腿调节平台，对作业面适应性差；钻臂为直臂，钻孔作业范围小。
液压凿岩钻机以液压凿岩机为核心，液压驱动冲击凿岩，与压缩空气为冲击动力凿岩的潜孔钻机相比，具有能耗低、效率高、结构紧束、机动性能好、使用维护成本低等优点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种集成驱动、钻孔范围大、能耗低、效率高、结构紧凑、使用维护成本低、可多方位钻孔的液压凿岩钻机。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
集成驱动的多方位液压凿岩钻机，由机架、臂架、钻凿机构、接卸钻杆机构、钻孔角度调节机构、履带式行走机构、卷管机构、空压机、动力系统、液压控制系统、电器控制系统、除尘系统等部分组成。
其中，机架下面设有履带架可摆角的履带式行走机构，所述的机架上面设置有空压机、液压控制系统、电器控制系统、动力系统、除尘系统，机架右前端设置有折叠式臂架或伸缩式臂架，在臂架前端设置有旋转头及钻凿机构，在钻凿机构的钻架上面设置有接卸钻杆机构、卷管机构、推进机构、液压凿岩机。
在本发明中，发动机安装在机架上，空压机通过联轴器安装在飞轮壳端，液压泵组通过联轴器安装于发动机主轴另一端，集成散热器(包括发动机散热器、液压油散热器、空压机散热器、空调器散热器)安装在机架后部，通过联轴器与发动机相连。
所述的臂架通过铰接销轴和臂架座、摆臂油缸安装在臂架支座上，大臂油缸和小臂油缸驱动大臂和小臂绕铰接销轴上下转动，控制臂架进行伸展或折回，所述的摆臂油缸驱动用以驱动臂架绕铰接销轴左右摆动。
在本发明中，所述钻杆机构的钻孔角度调节机构由旋转头、仰俯油缸、大臂油缸、小臂油缸、摆角油缸、臂架等组成，旋转头一端通过铰轴与所述的小臂铰接，通过所述的仰俯油缸驱动旋转头绕铰轴转动，实现钻架仰俯，旋转头另一铰轴与钻凿机构相连，通过摆角油缸驱动实现钻凿机构摆角。
所述卷管机构安装于钻架上，与推进器的推进油缸缸筒相连，随推进油缸运动而在钻架上移动。
所述钻凿机构由推进器、液压凿岩机、滑架、钻架等组成，滑架通过铰轴与旋转头及摆角油缸相连；钻架通过导轨与滑架相连，通过补偿油缸可实现钻架与滑架相对移动，送杆机构由上下机械手组成，安装于钻架侧边，每个机械手由夹持机构、夹持油缸和送杆油缸组成。
所述接卸钻杆机构由卡杆器、钻杆库、换杆机构等组成，卡杆器固定在钻架下端，钻杆库、换杆机构安装于钻架侧边，换杆机构的机械手夹住钻杆，在换杆油缸驱动下换杆机构摆至钻杆库或钻具回转机构中心接杆或卸杆。
液压驱动履带行走机构与机架及履带摆角油缸铰接，履带摆角油缸一端与机架铰接，另一端与履带架铰接。履带摆角油缸伸出或缩回，履带回可绕铰轴相对架摆动。
本发明采用液压驱动履带行走、液压回转、液压冲击钻孔，空气压缩机提供压缩空气用于排渣，钻机同时配有干式与湿式两套除尘系统。
本发明的钻凿孔径为64～127毫米，深度可至25米。
有益效果：本发明为集成驱动多方位液压凿岩钻机，集钻凿机构(钻架及与安装在上的所有部件)、空压机、内燃动力于一体，具有如下优点：
1、集成驱动，空压机、液压泵组、冷却风扇、空调器等由一台发动机直接驱动，共用一个动力，结构紧凑、能量效率高、使用维护成本低；
2、设置折叠式臂架结构或伸缩式臂架结及其摆臂机构，钻孔工作区域大；
3、由旋转头、仰俯油缸、摆角滑动缸及摆角机构组成的钻孔角度调节机构，可下向钻孔、上向钻孔、横向钻孔，实现多方位钻孔；
4、设有由卡杆器、钻杆库、送杆机构组成的钻杆自动接卸机构，接卸钻杆轻便、高效；
5、设置履带架摆动机构，使钻机在复杂的作业面上具有较好的适应性。
附图说明
图1为本发明的主视图；
图2为本发明的俯视图；
图3为本发明的斜视图；
图4为本发明的臂架部件图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图1和图2的集成驱动的多方位液压凿岩钻机，机架1上设置发动机4，空压机2安装于发动机飞轮壳上，通过联轴器3与发动机4主轴相连，液压泵组9安装于发动机后支座8上，通过联轴器7与发动机4主轴一端相连；集成散热器12(包括发动机散热器12a、空压机散热器12b、空调器散热器12c、液压油散热器12d)的风扇叶10通过联轴器6与发动机输出轴相连，联轴器6风扇端安装在轴承座10中。空调器5安装于发动机上，由发动机输出轴通过皮带传动实现驱动。
参见图1至图3的集成驱动的多方位液压凿岩钻机，臂架13由大臂13d、大臂油缸13e、小臂13a、小臂油缸13c、仰俯油缸13b组成，各件相互铰接，大臂油缸13e连接臂架13进行控制上下运行，小臂油缸13c控制臂架13进行伸展折回操作；臂架13前端有小臂13a、仰俯油缸13b通过铰轴J12、J14与旋转头14铰接，仰俯油缸13b通过旋转头14带动滑架16及安装其上面的钻架22仰俯；臂架13尾端的大臂13d、大臂油缸13e通过铰轴J1、J2与臂架座17铰接，臂架座17与安装于机架1上的臂架支座19铰接，摆臂油缸18一端与机架1铰接，另一端与臂架座铰接，摆臂油缸18控制臂架13绕铰轴J3左右摆动；滑架16与旋转头14通过铰轴J18铰接，摆角油缸15一端与滑架16通过铰轴J19铰接，另一端通过弧形板15a、连杆15b与旋转头14铰接；钻架19通过导轨安装于滑架16上，摆角油缸15控制滑架16及钻架22横向摆动。
参见图4的臂架部件图，臂架的另一实施方案是：臂架由直臂13.1a、滑动臂13.1b、仰俯油缸13.1c、举升油缸13.1d、伸缩油缸13.1e组成，直臂13.1a与滑动臂13.1b通过导轨联接，其它件相互铰接，伸缩油缸13.1e控制滑动臂13.1b及钻架向前伸缩。
参见图3，在机架21下面设有履带式行走机构，履带式行走机构履带架39与机架通过铰轴J1铰接，调平油缸21一端通过铰轴J7与履带架39铰接，另一端通过铰轴J6与机架1铰接，调平油缸21控制驱动履带式行走机构的履带架20绕铰轴J1摆动。
参见图1至图3，补偿油缸23通过铰轴J20、J21与钻架22、滑架16铰接，补偿油缸16a用以控制钻架22相对滑架16移动。推进器23由推进油缸23a、钢丝绳23d、滑轮23c和导向器23b组成，安装在钻架22的中间；液压凿岩机24通过滑板25安装于钻架22上面，在推进器23的油缸钢丝绳驱动可在钻架12上移动。卷管机构26安装于钻架22上，与推进器23的推进油缸23a相连，在推进油缸23a驱动下在钻架22上滑动。
接卸钻杆机构的卡杆器29固定在钻架22下部、扶钎器28及安装于下部的防尘罩27通过滑箱30安装于钻架22下端，在与钻架及滑箱铰接的油缸31的的作用下可上下滑动；接卸钻杆机构的钻杆库32由转位马达32a、上托箱32b、下托箱32e、钻杆32c、钻杆库架32d组成，钻杆库6通过上托箱32b、下托箱32e安装在钻架侧部；送杆机构由上机械手33、下机械手34组成，安装于钻架22侧边，每个机械手由夹持机构33c、夹持油缸33b和送杆油缸33a组成。
电控箱35、燃油箱36、液压油箱37、除尘器38安装于机架1右侧。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.集成驱动的多方位液压凿岩钻机，由机架、钻凿机构、钻孔角度调节机构、履带式行走机构、空压机、发动机、电控系统、液压系统、除尘系统组成，其特征在于，所述机架下面设有履带架可摆角的履带式行走机构，机架上面设置有空压机、液压控制系统、电器控制系统、动力系统、除尘系统，所述的机架右前端设置有折叠式臂架或伸缩式臂架，在臂架前端设置有旋转头及钻凿机构，在钻凿机构的钻架上面设置有接卸钻杆机构、卷管机构、推进机构、液压凿岩机；所述空压机通过联轴器安装在飞轮壳端，液压泵组通过联轴器安装于发动机主轴另一端，集成散热器安装在机架后部，通过联轴器与发动机相连。
2.根据权利要求1所述的集成驱动的多方位液压凿岩钻机，其特征在于，所述集成散热器包括发动机散热器、空压机散热器、液压油散热器和空调器散热器。
3.根据权利要求1所述的集成驱动的多方位液压凿岩钻机，其特征在于，履带摆角油缸一端与机架铰接，另一端与履带架铰接，履带摆角油缸伸出或缩回，履带回可绕铰轴相对架摆动。
4.根据权利要求1所述的集成驱动的多方位液压凿岩钻机，其特征在于，所述接卸钻杆机构中，卡杆器固定在钻架下端，钻杆库、换杆机构安装于钻架侧边，换杆机构的机械手夹住钻杆，在换杆油缸驱动下换杆机构摆至钻杆库或钻具回转机构中心接杆或卸杆。
5.根据权利要求1所述的集成驱动的多方位液压凿岩钻机，其特征在于，送杆机构由上下机械手组成，安装于钻架侧边，每个机械手由夹持机构、夹持油缸和送杆油缸组成。
6.根据权利要求1所述的集成驱动的多方位液压凿岩钻机，其特征在于，卷管机构安装于钻架上，与推进器的推进油缸缸筒相连。
7.根据权利要求1所述的集成驱动的多方位液压凿岩钻机，其特征在于，钻机同时配有干式与湿式两套除尘系统。
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