CN102425380A - 机械桅杆式坑道钻机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械桅杆式坑道钻机，包括机架座、电机、离合器、变速器、桅杆、传动轴、动力头、两级油缸和油缸托盘；传动轴设置在桅杆上，动力头设置在桅杆上并与桅杆滑动配合；传动轴穿过动力头并可带动钻杆主轴转动；一级油缸的活塞杆竖直向下并固定在桅杆的底部；油缸托盘设在桅杆上与其滑动配合，两级油缸的缸体与油缸托盘固定连接，二级油缸的活塞杆竖直向上并与动力头固定连接。本发明采用两级油缸提升动力头，动力头在桅杆上的爬升的最高高度为两级油缸活塞杆的总长，可增大钻杆的给进高度；一级油缸安装在桅杆的底部，二级油缸通过油缸托盘安装在一级油缸上，驱动动力头沿桅杆爬升的结构简单，重量较轻，且重心较低，整机稳定好。

Description

机械桅杆式坑道钻机

技术领域

本发明涉及一种坑道钻机，尤其涉及一种在坑道（隧道）内进行钻孔施工的机械桅杆式坑道钻机。

背景技术

在水电站施工廊道内进行固结灌浆、围幕灌浆的施工中，需要在廊道的多个横截面内、且在0°～360°的圆周上钻进若干个一定直径及深度的孔；在公路、铁路隧道施工中，在煤矿坑道施工以及地质灾害治理等多个领域，都需要在坑道内多个方向、方位钻孔。在现有的廊道或隧道施工中，要求该廊道或隧道的高度较高。为了满足现有廊道或隧道施工要求，现有技术中常采用一种链条提升动力头的坑道钻机。  

该链条提升动力头的坑道钻机包括机架座以及设在机架座上的电机、离合器、变速器、桅杆、传动轴、传动链条和动力头。传动轴设置在桅杆上并与桅杆平行，动力头设置在桅杆上并与桅杆滑动配合；电机依次通过离合器和变速器将动力传递给传动轴；传动轴穿过动力头并可带动动力头上的钻杆主轴转动。传动链条绕过桅杆的顶部和底部，传动链条的一侧设置在提升链轮与传动链轮之间，通过给进液压马达与提升链轮连接，达到提升链轮转动，提升链轮转动时带动传动链条传动。而动力头与传动链条连接，传动链条可带动动力头向上移动，进而带动该动力头上的钻杆前进钻孔，实现动力头的进给运动。

上述结构的坑道钻机在施工中主要存在下述不足：一、在桅杆上设置提升链轮、传动链轮和传动链条，且传动链条绕过桅杆的顶部和底部，不但结构复杂，重量较大，增加了钻机自身负荷；二、设置的提升链轮、传动链轮和传动链条的重量均加载在桅杆上，而桅杆设置在机架座的上方，将导致整机重心上移，整个钻机的稳定较差；三、动力头的两端安装在桅杆上并可沿桅杆上下滑动，滑动配合增大了动力头与桅杆配合面之间的摩擦，缩短了动力头和桅杆的使用寿命。

发明内容

针对现有技术中的不足之处，本发明提供了一种既可增大钻杆的给进高度，且结构简单，重量较轻，重心较低，整机稳定好的机械桅杆式坑道钻机。

本发明提供的机械桅杆式坑道钻机，包括机架座以及设在机架座上的电机、离合器、变速器、桅杆、传动轴、动力头、一级油缸、二级油缸和油缸托盘；所述传动轴设置在桅杆上并与桅杆平行，所述动力头设置在桅杆上并与桅杆滑动配合；所述电机依次通过离合器和变速器将动力传递给传动轴；所述传动轴穿过动力头并可带动动力头上的钻杆主轴转动；所述一级油缸的活塞杆竖直向下，一级油缸的活塞杆的底部固定在桅杆的底部；所述油缸托盘设在桅杆上并与桅杆滑动配合，一级油缸和二级油缸的缸体分别与油缸托盘固定连接，二级油缸的活塞杆竖直向上并与动力头固定连接。

作为本发明的一种优选方案，所述桅杆包括相互平行、且竖直设置的左轨道和右轨道；所述传动轴竖直设置在左轨道和右轨道之间，所述动力头安装在左轨道和右轨道上并与左轨道和右轨道滑动配合。

作为本发明的另一种优选方案，所述一级油缸和二级油缸分别为左右两套，所述油缸托盘安装在左轨道和右轨道上；左侧的一级油缸和二级油缸的缸体分别与油缸托盘的左侧固定连接，左侧的二级油缸的活塞杆的顶部与动力头的左侧固定连接；右侧的一级油缸和二级油缸的缸体分别与油缸托盘的右侧固定连接，右侧的二级油缸的活塞杆的顶部与动力头的右侧固定连接。

作为本发明的又一种优选方案，所述动力头的左右两侧分别设有滚轮，所述左侧的滚轮卡在左轨道上并与左轨道滚动配合，右侧的滚轮卡在右轨道上并与右轨道滚动配合。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、采用两级油缸提升动力头，动力头在桅杆上的爬升的最高高度为两级油缸活塞杆的总长，可增大钻杆的给进高度。 

2、一级油缸安装在桅杆的底部，二级油缸通过油缸托盘安装在一级油缸上，驱动动力头沿桅杆爬升的结构简单，重量较轻，且重心较低，整机稳定好。

3、动力头的两端通过滚轮与桅杆滚动配合，动力头上升或下降，滚轮只需沿桅杆上下滚动，摩擦力较小，延长了动力头和桅杆的使用寿命。

附图说明

图1为机械桅杆式坑道钻机的主视图；

图2为机械桅杆式坑道钻机的左视图；

图3为桅杆的结构示意图；

图4为动力头的剖面视图；

图5为动力头的左视图；

图6为油缸托盘的主视图；

图7为图6中沿A—A方向的剖面视图；

图8为变速器的结构剖面图；

图9为变速器与传动轴配合的结构示意图。

附图中：1—机架座； 2—电机； 3—离合器； 4—变速器； 5—桅杆； 51—左轨道； 52—右轨道； 6—传动轴； 7—动力头； 71—滚轮； 72—钻杆主轴； 73—箱体； 74—六方传动轴套； 75—主动齿轮； 76—从动齿轮； 77—钻杆变径接头； 78—水龙头接头； 8—一级油缸； 9—二级油缸； 10—油缸托盘； 11—左滑板； 12—右滑板； 13—连接板； 14—压盖； 15—液压系统。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。

如图1、2所示，机械桅杆式坑道钻机包括机架座1以及设在机架座1上的电机2、离合器3、变速器4、桅杆5、传动轴6、动力头7、一级油缸8、二级油缸9和油缸托盘10。

其中，桅杆5的结构如图3所示，桅杆5包括左轨道51和右轨道52，左轨道51和右轨道52通过其顶部和底部的连接板组装为一体，且左轨道51和右轨道52相互平行。本实施例中，左轨道51和右轨道52的底部安装在变速器4的箱体左右两侧的托架上。

图4为动力头的剖面视图，图5为动力头的左视图，如图所示，动力头7包括箱体73、滚轮71、钻杆主轴72、六方传动轴套74、主动齿轮75和从动齿轮76。钻杆主轴72和六方传动轴套74均通过轴承平行安装在箱体73内，主动齿轮75套在六方传动轴套74上，从动齿轮76套在钻杆主轴72上，主动齿轮75与从动齿轮76齿啮合。滚轮71为两套，分别可转动的安装在箱体73的两侧，左侧的滚轮71卡在左轨道51上并与左轨道51滚动配合，右侧的滚轮71卡在右轨道52上并与右轨道52滚动配合。钻杆主轴72的顶端安装有钻杆变径接头77，钻杆主轴72的底端安装有水龙头接头78。

图6为油缸托盘的主视图，图7为图6中沿A—A方向的剖面视图，如图所示，油缸托盘10包括左滑板11、右滑板12和连接板13。左滑板11安装在左轨道51上并可沿左轨道51上下滑动，右滑板12安装在右轨道52上并可沿右轨道52上下滑动。左滑板11和右滑板12通过连接板13连接为一体。一级油缸8和二级油缸9分别为左右两套，左侧的一级油缸8和二级油缸9的缸体分别与油缸托盘10的左滑板11固定连接，左侧的一级油缸8的活塞杆竖直向下并固定在桅杆5的底部，左侧的二级油缸9的活塞杆竖直向上，左侧的二级油缸9的顶部与动力头7的箱体73的左侧固定连接；右侧的一级油缸8和二级油缸9的缸体分别与油缸托盘10的右滑板12固定连接，右侧的一级油缸8的活塞杆竖直向下并固定在桅杆5的底部，右侧的二级油缸9的活塞杆竖直向上，右侧的二级油缸9的活塞杆的顶部与动力头7的箱体73的右侧固定连接。

传动轴6设置在左轨道51和右轨道52之间，并与左轨道51和右轨道52平行，传动轴6的顶部通过轴承和轴承座安装在桅杆5的顶部。传动轴6的底部通过轴承安装在与变速器4的箱体连接的压盖14上（变速器的结构如图8所示，变速器与传动轴配合的结构如图9所示）。本实施例中，传动轴为横截面呈六方的六方传动轴，传动轴6穿过动力头7上的六方传动轴套74。电机2依次通过离合器3和变速器4将动力传递给传动轴6。

使用该机械桅杆式坑道钻机时，电机2依次通过离合器3和变速器4将动力传递给传动轴6，传动轴6带动六方传动轴套74转动，六方传动轴套74带动主动齿轮75传动，主动齿轮75驱动从动齿轮76旋转，从动齿轮进而带动钻杆主轴72一起转动，钻杆主轴72同步带动其上钻杆转动。动力头进给时，液压系统15向一级油缸8供油，一级油缸8的活塞杆伸出，因一级油缸8的活塞杆的底端固定在桅杆5的底部，一级油缸8的缸体向上移动，进而驱动油缸托盘10沿桅杆5向上移动，油缸托盘10向上移动的同时也带动二级油缸9和二级油缸顶部的动力头7向上移动，移动到合适的位置后，液压系统15向二级油缸9供油，二级油缸9的活塞杆伸出，再次驱动动力头7沿桅杆5向上移动，到达两级进给的目的。动力头7后退时，只需通过液压系统15卸掉一级油缸8和二级油缸9内的压力油。通过两级油缸实现动力头7进给或后退，不但结构上更简单，而且重量轻，重心更低，整个坑道钻机更稳定。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种机械桅杆式坑道钻机，包括机架座（1）以及设在机架座（1）上的电机（2）、离合器（3）、变速器（4）、桅杆（5）、传动轴（6）和动力头（7）；所述传动轴（6）设置在桅杆（5）上并与桅杆（5）平行，所述动力头（7）设置在桅杆（5）上并与桅杆（5）滑动配合；所述电机（2）依次通过离合器（3）和变速器（4）将动力传递给传动轴（6）；所述传动轴（6）穿过动力头（7）并可带动动力头（7）上的钻杆主轴（72）转动；其特征在于：还包括一级油缸（8）、二级油缸（9）和油缸托盘（10）；所述一级油缸（8）的活塞杆竖直向下，一级油缸（8）的活塞杆的底部固定在桅杆（5）的底部；所述油缸托盘（10）设在桅杆（5）上并与桅杆（5）滑动配合，一级油缸（8）和二级油缸（9）的缸体分别与油缸托盘（10）固定连接，二级油缸（9）的活塞杆竖直向上并与动力头（7）固定连接。

2.根据权利要求1所述的机械桅杆式坑道钻机，其特征在于：所述桅杆（5）包括相互平行、且竖直设置的左轨道（51）和右轨道（52）；所述传动轴（6）竖直设置在左轨道（51）和右轨道（52）之间，所述动力头（7）安装在左轨道（51）和右轨道（52）上并与左轨道（51）和右轨道（52）滑动配合。

3.根据权利要求2所述的机械桅杆式坑道钻机，其特征在于：所述一级油缸（8）和二级油缸（9）分别为左右两套，所述油缸托盘（10）安装在左轨道（51）和右轨道（52）上；左侧的一级油缸（8）和二级油缸（9）的缸体分别与油缸托盘（10）的左侧固定连接，左侧的二级油缸（9）的活塞杆的顶部与动力头（7）的左侧固定连接；右侧的一级油缸（8）和二级油缸（9）的缸体分别与油缸托盘（10）的右侧固定连接，右侧的二级油缸（9）的活塞杆的顶部与动力头（7）的右侧固定连接。

4.根据权利要求2或3所述的机械桅杆式坑道钻机，其特征在于：所述动力头（7）的左右两侧分别设有滚轮（71），所述左侧的滚轮（71）卡在左轨道（51）上并与左轨道（51）滚动配合，右侧的滚轮（71）卡在右轨道（52）上并与右轨道（52）滚动配合。

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