CN102678062B - 一种支撑机构及旋挖钻机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种支撑机构，用于旋挖钻机，包括回转台、动臂、收幅油缸、三角架、桅杆和桅杆油缸；所述动臂和收幅油缸的一端分别铰接在所述回转台上、另一端分别铰接在所述三角架上，所述桅杆铰接在所述三角架上；所述桅杆油缸一端铰接在所述桅杆上，另一端铰接在所述三角架上。本发明还提供了一种包含该支撑机构的旋挖钻机。通过本发明提供的技术方案，具有桅杆前倾功能和桅杆后倾功能，有效降低了旋挖钻机的运输高度和实现旋挖钻机的短距离行走和转场，具有桅杆垂直方向的高度和回转半径的调整能力，方便钻机施工中的定位及桅杆较大幅度的左右摆动，所述支撑机构结构简单、合理，稳定性强，适用范围广。

Description

一种支撑机构及旋挖钻机

技术领域

本发明涉及钻机领域，更具体而言，涉及一种旋挖钻机的支撑机构及具有该支撑机构的旋挖钻机。

背景技术

旋挖钻机是目前基础施工中常见的钻孔灌注的施工机械，而支撑机构又是旋挖钻机的重要部件，它是回转台与桅杆及工作机构之间连接的关键部件，通过支撑机构来实现桅杆在吊车或者钻机车上倾斜和转动，承受桅杆的自重及工况中的扭矩和外力。

目前，国内外旋挖钻机的支撑机构包括桅杆和桅杆支撑机构，大部分的桅杆支撑机构主要采用了平行四边形结构、小三角结构、大三角结构。现有技术中平行四边形结构的桅杆支撑机构只能实现向后小于等于90度的倾角，不能实现向前的倾斜；且桅杆油缸的夹角过小导致承受的扭矩大。现有技术中大三角结构的桅杆支撑机构，受力主要由两个斜撑的桅杆油缸承受；虽然可以实现向前倾斜小于等于90度的倾角，但不能实现向后倾斜或者向后的倾斜角度很小；且整个桅杆垂在直方向高度和桅杆及钻具的回转半径调整幅度均较小。

现有技术中上述支撑结构至少存在如下缺点：或者因不能实现大角度的前倾，造成远距离运输时高度无法降低、增加运输难度和运输成本；或者因不能实现大角度的后倾，造成大型钻机在短距离行走和转场时无法降低高度，从而造成大型钻机短距离行走过程中拆卸工作量大，费工、费时；造成大型钻机支撑机构的桅杆油缸承受力大，导致其使用寿命短；或者桅杆在垂直方向高度调整幅度及桅杆回转半径的调节幅度过小，不方便钻机施工中的定位和调整。

因此，需要开发新型的支撑机构，以克服上述现有技术的缺点。

发明内容

为了解决上述技术问题至少之一，本发明提供了一种支撑机构，可用于大型旋挖钻机，在保留了现有技术中支撑机构优点的同时，很好地解决了现有技术中支撑机构的上述缺点。

有鉴于此，一方面，本发明提供了一种支撑机构，包括回转台、动臂、收幅油缸、三角架、桅杆、桅杆油缸和变幅油缸；所述动臂和收幅油缸的一端分别铰接在所述回转台上、另一端分别铰接在所述三角架上，所述桅杆铰接在所述三角架上；所述桅杆油缸一端铰接在所述桅杆上，另一端铰接在所述三角架上；所述变幅油缸的一端铰接在所述回转台上，另一端铰接在所述动臂或三角架上。

本发明给出的支撑机构，由回转台、动臂、收幅油缸和三角架组成一个四边形结构，实现对三角架的支撑，桅杆通过桅杆油缸，实现与三角架的连接，从而实现对桅杆的支撑。本技术方案中，该四边形支撑机构，可有效承载钻机的大扭矩，改善整个桅杆的受力情况，提升钻机施工的稳定性；通过所述桅杆油缸、所述三角形和所述桅杆构成一个三角支撑机构，改善所述桅杆的受力，可有效提高钻机的稳定性和各零部件的使用寿命；通过桅杆油缸的收缩，可以实现桅杆的后倾，且后倾的角度可达90度，可实现短距离行走和转场，且短距离行走和转场时无需进行拆卸；通过收幅油缸的伸出，实现所述三角形以所述动臂为半径进行回转，从而可实现桅杆的前倾，且前倾角度可达90度，从而可以大大降低设备的高度，实现远距离运输，并可降低运输成本和运输难度；通过变幅油缸的驱动，实现所述动臂的摆动，完成所述桅杆垂直方向高度和回转半径的调整，从而方便钻机施工中的定位和调整。

优选地，所述动臂和收幅油缸的另一端分别铰接在所述三角架的两个角上，所述桅杆铰接在所述三角架的另一个角上。

在上述技术方案中，可充分发挥三角架的稳定性，并使得三角架的强度最好。

优选地，所述桅杆油缸与所述三角架的铰接点邻近所述收幅油缸与所述三角架的铰接点。

在上述技术方案中，可以使得桅杆油缸和桅杆之间的夹角最大，从而减小桅杆油缸所承受的载荷、提高桅杆油缸的使用寿命。

优选地，所述桅杆通过转盘与所述三角架相铰接。

在上述技术方案中，桅杆通过转盘铰接在三角架上，可以实现桅杆向两侧的摆动，方便钻机施工中的定位和调整。

优选地，所述收幅油缸缩回后可在锁止机构的作用下保持缩回状态。

在上述技术方案中，所述收幅油缸缩回后采用锁止机构使其保持缩回状态，可提高所述四边形机构的稳定性，从而提升钻机施工的稳定性。

优选地，所述锁止机构为液压锁止机构，则机构简单、便于实施。

优选地，所述变幅油缸和所述动臂的铰接点，与所述动臂和所述三角架的铰接点重合。

在上述技术方案中，变幅油缸驱动动臂的力臂最大，可使用在大型钻机上，且变幅油缸的尺寸可以不增加，是一种优选的实施方案。

优选地，所述动臂和所述回转台的铰接点，位于所述收幅油缸和所述回转台的铰接点与所述变幅油缸和所述回转台的铰接点之间。

在上述技术方案中，所述动臂和所述回转台的铰接点，位于变幅油缸和收幅油缸与回转台的铰接点之间，可以进一步提高四边形支撑机构的稳定性。

优选地，所述收幅油缸、所述桅杆油缸和所述变幅油缸均成对设置，且两个所述收幅油缸的轴线相平行。

在上述技术方案中，采用成对并对称设置的收幅油缸、桅杆油缸和变幅油缸，可进一步提高整个支撑机构的稳定性，是一种优选的实施方案。

根据本发明，上述技术方案中提供的支撑机构具有如下有益技术效果：桅杆具有前倾功能和后倾功能，改善桅杆油缸的受力情况，有效提高钻机的稳定性和各零部件的使用寿命，桅杆垂直方向的高度和回转半径可以进行调整，从而克服了现有技术的缺陷。

另一方面，本发明提供了一种旋挖钻机，包括钻机和钻机支撑机构，所述钻机支撑机构为上述任一技术方案所述的支撑机构。

本发明提供的上述旋挖钻机，具有上述支撑机构的全部有益效果，即有效降低了旋挖钻机的运输高度，无需拆卸旋即可进行短距离行走和转场，桅杆垂直方向的高度和回转半径可以进行调整，方便了钻机施工中的定位和调整，进而提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明所述支撑机构一实施例在工作状态及桅杆高度调整状态下的示意图；

图2为图1所示支撑机构在桅杆后倾90度状态下的示意图；

图3为图1所示支撑机构在桅杆前倾90度状态下的示意图。

其中，图1至图3中各部件与附图标记间的对应关系如下：

1转台    2、2’动臂    3、3’收幅油    4、4’三角架5、5’桅杆    6、6’桅杆油缸    7、7’变幅油缸8转盘

具体实施方式

下面结合附图说明根据本发明的具体实施方式。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

图1示出了根据本发明所述支撑机构一实施例在工作状态及桅杆高度调整状态下的示意图；图2为图1所示支撑机构在桅杆后倾90度状态下的示意图；图3为图1所示支撑机构在桅杆前倾90度状态下的示意图。其中，图1中的虚线表示支撑机构的一种状态，以及该状态决定桅杆5在垂直方向的一个位置。

如图1至图3所示，根据本发明的实施例的支撑机构，包括回转台1、动臂2、收幅油缸3、三角架4、桅杆5和桅杆油缸6；所述动臂2和收幅油缸3的一端分别铰接在所述回转台1上、另一端分别铰接在所述三角架4上，所述桅杆5铰接在所述三角架4上；所述桅杆油缸6一端铰接在所述桅杆5上，另一端铰接在所述三角架4上。其中，图1中的虚线表示所述支撑机构的另一位置，且相应的部件与实线显示位置的部件标号相对应，并采用加“’”的方式进行区分，例如虚线位置的动臂2’对应于实线位置的动臂2，虚线位置其它部件标号的含义与此相同。

本发明上述实施例给出的支撑机构，由回转台1、动臂2、收幅油缸3和三角架4组成一个四边形结构，实现对三角架4的支撑，桅杆5通过桅杆油缸6，实现与三角架4的连接，从而实现对桅杆6的支撑。该实施例中，四边形支撑机构，可有效承载钻机的大扭矩，改善整个桅杆的受力情况，提升钻机施工的稳定性；通过所述桅杆油缸6、所述三角形4和所述桅杆5构成一个三角支撑机构，改善所述桅杆5的受力，可有效提高钻机的稳定性和各零部件的使用寿命；通过桅杆油缸6的收缩，可以实现桅杆5的后倾，可实现短距离行走和转场，且短距离行走和转场时无需进行拆卸；通过收幅油缸3的伸出，实现所述三角形4以所述动臂2为半径进行回转，从而可实现桅杆5的前倾，从而可以大大降低设备的高度，实现远距离运输，并可降低运输成本和运输难度。

本实施例中，优选地，所述动臂2和收幅油缸3的另一端分别铰接在所述三角架4的两个角上，所述桅杆5铰接在所述三角架4的另一个角上。在上述技术方案中，可充分发挥三角架4的稳定性，并使得三角架4的强度最好。当然，各个角处的铰接点并不一定位于数学意义上的严格的顶点位置，存在误差在所难免，但这仍然落入本实施例所述方案中。

本实施例中，优选地，所述桅杆油缸6与所述三角架4的铰接点邻近所述收幅油缸3与所述三角架4的铰接点。在该技术方案中，可以使得桅杆油缸6和桅杆5之间的夹角较大，从而减小桅杆油缸6所承受的载荷、提高桅杆油缸6的使用寿命。

本实施例中，优选地，所述桅杆5通过转盘8与所述三角架4相铰接。在该技术方案中，桅杆5通过转盘8铰接在三角架4上，可以实现桅杆5向两侧的摆动，从而可方便钻机施工中的定位和调整。本实施例，桅杆5的摆动幅度可达到正负6度左右，至于转盘8的结构现有技术已有介绍或者是本领域技术人员可以理解的，不再赘述；所述“两侧”为桅杆5转动方向的两侧，具体如图1所示纸面的内外，即为本申请所述的“两侧”。

本实施例中，优选地，所述收幅油缸6缩回后可在锁止机构的作用下保持缩回状态。在该技术方案中，所述收幅油缸缩回后采用锁止机构使其保持缩回状态，即收幅油缸6可以在锁止机构的作用下固定，从而相当于四边形的一个固定壁，从而可提高所述四边形机构的稳定性，从而提升钻机施工的稳定性。至于收幅油缸的锁止机构，有很多种选择，例如采用现有技术中的液压锁技术等，这也是本领域技术人员容易想到和理解的。

本实施例中，优选地，还包括变幅油缸7，所述变幅油缸7的一端铰接在所述回转台1上，另一端铰接在所述动臂2上。在该技术方案中，通过所述变幅油缸7的驱动，实现所述动臂2的摆动，完成所述桅杆5垂直方向高度和回转半径的调整，从而方便钻机施工中的定位和调整。

本实施例中，优选地，所述变幅油缸6和所述动臂2的铰接点，与所述动臂2和所述三角架4的铰接点重合。在该技术方案中，变幅油缸7驱动动臂2的力臂最大，可使用在大型钻机上，且变幅油缸的尺寸可以不增加，是一种优选的实施方案。

本实施例中，优选地，所述动臂2和所述回转台1的铰接点，位于所述收幅油缸3和所述回转台1的铰接点与所述变幅油缸7和所述回转台1的铰接点之间。在该技术方案中，所述动臂2和所述回转台1的铰接点，位于变幅油缸3和收幅油缸7与回转台1的铰接点之间，可以进一步提高所述四边形支撑机构的稳定性。

本实施例中，优选地，所述收幅油缸3、所述桅杆油缸6和所述变幅油缸7均成对设置，且两个所述收幅油缸3的轴线相平行。在该技术方案中，采用成对并对称设置的收幅油缸3、桅杆油缸6和变幅油缸7，可进一步提高整个支撑机构的稳定性，是一种优选的实施方案。图1至图3所示实施例的支撑机构，均采用了对称设置的两个收幅油缸3、桅杆油缸6和变幅油缸7。

本发明上述实施例的工作原理是：所述收幅油缸3、所述动臂2、所述回转台1及所述三角架4的一边组成平行四边形机构，形成以收幅油缸3和动臂2为两边对所述三角架4实现支撑，以三角架4、桅杆油缸6和桅杆构成三角形，实现对桅杆的支撑。本发明的巧妙在于，采用收幅油缸3作为四边形的一边，则在正常工作时，收幅油缸3在锁止机构的作用下，保持长度不变，就相当于一个固定长度的连杆；当需要长距离运输时，桅杆油缸6收缩，使得桅杆后倾至水平状态，此时整个设备的高度降低，方便运输；当需要短距离转场时，收幅油缸3伸出，推动三角架绕动臂2转动，从而使得桅杆实现前倾，且前倾的角度可达到90度，在无需拆卸的情况下可进行转场；在工作中当需要调整桅杆5的高度，或者需要调整桅杆的摆动幅度是，或者调整工作位置时，可通过变幅油缸7来推动动臂2、进而推动三角架4转动，并配合转盘8的转动，来实现桅杆5高度调整和钻孔工位的调节。

图2和图3示出了根据本发明的本发明钻机桅杆向后倾90度和本发明钻机桅杆向前倾90度的示意图。

如图2所示，在所述收幅油缸3缩回的情况下，所述桅杆油缸6缩回，所述桅杆5向后倾斜至水平状态，完成桅杆5的后倾功能。如图3所示，在所述桅杆油缸6伸出的情况下，所述收幅油缸3伸出，桅杆5向前倾至水平状态，桅杆5完成前倾功能。

本申请所述的“前倾”，如图3所示，即桅杆5向纸面右侧的倾斜；本申请所述的“后倾”，如图2所示，即桅杆5向纸面左侧的倾斜。

综上，本发明上述实施例提供的支撑机构具有如下有益技术效果：桅杆具有前倾功能和后倾功能，既可适应远距离运输，也可以在无需拆卸情况下的短距离转场；可改善桅杆油缸的受力情况，提高桅杆油缸的使用寿命；可有效提高钻机的稳定性和各零部件的使用寿命；可增大桅杆的左右摆动幅度，桅杆垂直方向高度和回转半径可以进行调整，方便施工中的定位和调整。

将上述的实施例所述的支撑机构应用于旋挖钻机，即得到本发明所述旋挖钻机的一实施例，包括钻机和钻机支撑机构，所述钻机支撑机构为上述实施例所述的支撑机构。

本发明提供的上述旋挖钻机实施例，具有上述支撑机构实施的全部有益效果，即有效降低了旋挖钻机的运输高度，无需拆卸旋即可进行短距离行走和转场，桅杆垂直方向的高度和回转半径可以进行调整，方便了钻机施工中的定位和调整，进而提高了工作效率。

在本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种支撑机构，用于旋挖钻机，其特征在于，

包括回转台(1)、动臂(2)、收幅油缸(3)、三角架(4)、桅杆(5)、桅杆油缸(6)和变幅油缸(7)；

所述动臂(2)和收幅油缸(3)的一端分别铰接在所述回转台(1)上、另一端分别铰接在所述三角架(4)上，所述桅杆(5)通过转盘(8)铰接在所述三角架(4)上；

所述桅杆油缸(6)一端铰接在所述桅杆(5)上，另一端铰接在所述三角架(4)上；

所述变幅油缸(7)的一端铰接在所述回转台(1)上，另一端铰接在所述动臂(2)或三角架(4)上。

2.根据权利要求1所述的支撑机构，其特征在于，

所述动臂(2)和收幅油缸(3)的另一端分别铰接在所述三角架(4)的两个角上，所述桅杆(5)铰接在所述三角架(4)的另一个角上。

3.根据权利要求1所述的支撑机构，其特征在于，

所述桅杆油缸(6)与所述三角架(4)的铰接点和所述收幅油缸(3)与所述三角架(4)的铰接点相邻。

4.根据权利要求1所述的支撑机构，其特征在于，

所述收幅油缸(3)缩回后可在锁止机构的作用下保持缩回状态。

5.根据权利要求4所述的支撑机构，其特征在于，

所述锁止机构为液压锁止机构。

6.根据权利要求1所述的支撑机构，其特征在于，

所述变幅油缸(7)和所述动臂(2)的铰接点，与所述动臂(2)和所述三角架(4)的铰接点重合。

7.根据权利要求1至6任一项所述的支撑机构，其特征在于，

所述动臂(2)和所述回转台(1)的铰接点，位于所述收幅油缸(3)和所述回转台(1)的铰接点与所述变幅油缸(7)和所述回转台(1)的铰接点之间。

8.根据权利要求7所述的支撑机构，其特征在于，

所述收幅油缸(3)、桅杆油缸(6)和所述变幅油缸(7)均成对设置，且两所述收幅油缸(3)的轴线相平行。

9.一种旋挖钻机，包括钻机和钻机支撑机构，其特征在于，所述钻机支撑机构为如权利要求1至8中任一项所述的支撑机构。