CN103195359A - 液压动力头工程钻机 - Google Patents

Abstract

一种液压动力头工程钻机，包括底座，在底座上设有中机架，在中机架的前部设有孔口，在中机架的孔口左右两侧分别设有向上设置的桅杆支座，在桅杆支座上均铰接有桅杆体，在桅杆体的下部与中机架之间设有起塔油缸；在两个桅杆体的内侧设有导轨，在两导轨之间安装有液压马达驱动的动力头，在动力头的箱体两侧安装有与桅杆体平行设置的动力头给进油缸，所述动力头给进油缸的活塞杆下端通过支座销轴与桅杆支座铰接；在动力头的上方两桅杆体之间设有油缸扶正组件。本发明具有传动简捷、加工件少、自动化程度高、操作简单、维修方便、施工效率高等优点，具有良好的市场前景，是用于替代传统工程钻机作为基础桩孔施工及煤田通风口钻进的优选设备。

Description

液压动力头工程钻机

技术领域

 本发明涉及一种工程钻孔类设备，特别是一种液压动力头工程钻机。

背景技术

基础桩孔被广泛应用于公路、桥梁、高层建筑的地基施工中，由于施工场地地层、地质结构的不同及复杂性，对桩孔施工钻机的选用是不同的，除沿海一带由于淤泥层深而广泛选用夯桩机外，一般选用旋转钻进的工程钻机作为施工设备。近年来，由于施工设备的不断发展和进步，以及市场对钻机施工要求的提高，包括安全、环境因素的影响，直接导致传统机械类工程钻机市场份额不断萎缩，而新型自动化程度较高的液压型工程钻机逐渐被市场认可。纵观国内工程钻机的发展历程与现状以及液压传动技术在工程机械中的广泛应用，传统机械类工程钻机存在着传动链长、加工件较多、操作复杂、制造周期长、维修不便、施工效率低、工人劳动强度大等缺陷，所以利用液压驱动替代传统机械传动链，研发新型的工程钻机就显得十分重要和紧迫。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出一种传动简捷，自动化程度高，降低工人劳动强度，提高施工效率的液压动力头工程钻机。

本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的，一种液压动力头工程钻机，包括底座，在底座上设有中机架，在中机架的左右两侧安装有步履油缸组件，在中机架的后部安装有动力装置，在中机架的前部设有孔口，其特点是：在孔口左右两侧的中机架上分别设有向上设置的桅杆支座，在桅杆支座上均铰接有桅杆体，在桅杆体的下部与中机架之间设有起塔油缸，所述两桅杆体的顶部通过上横梁相连，在其中一个桅杆体的顶部装有卷扬吊车组件；在两个桅杆体的内侧设有相向设置的导轨，在两导轨之间安装有液压马达驱动的动力头，在动力头的箱体两侧安装有与桅杆体平行设置的动力头给进油缸，所述动力头给进油缸的活塞杆下端通过支座销轴与桅杆支座铰接；在动力头的上方两桅杆体之间设有油缸扶正组件，油缸扶正组件包括横向安装在两桅杆体导轨之间的扶正座，扶正座与动力头给进油缸的缸体相接；在中机架的孔口处设有夹持卸扣器组件，在孔口的两侧设有滑道，夹持卸扣器组件装在孔口滑道上，在中机架的中部设有与夹持卸扣器组件相接的平推油缸。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述夹持卸扣器组件包括夹持器和卸扣器，卸扣器安装在夹持器的上方，在夹持器与卸扣器上均设有与钻具配合的开口，所述卸扣器包括与夹持器固定相连的卸扣器座，在卸扣器座内安装有围绕卸扣器开口旋转的卸扣体，在卸扣器座与卸扣体之间安装有卸扣油缸，卸扣油缸的缸体与卸扣器座铰接，卸扣油缸的活塞杆与卸扣体铰接。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，在动力头的箱体内安装有输入轴和芯轴，在芯轴上套装有大齿轮，在输入轴上套装有与芯轴上的大齿轮啮合的输入轴齿轮，所述输入轴的两端均安装有液压驱动马达。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述卷扬吊车组件包括通过转盘安装在桅杆体顶部的吊臂，所述吊臂包括内臂和伸缩外臂，在内臂与桅杆体之间安装有摆角油缸，在内臂的端部固定有液压马达驱动的卷筒，在伸缩外臂的端部装有滑轮组件，滑轮组件包括动滑轮组、吊钩以及与吊臂固定的定滑轮组。

与现有技术相比，本发明利用步履油缸组件，实现了钻机对正孔口以及钻机的自动行走，提高了钻机的自动化程度；利用桅杆体代替了钻塔，将动力头安装在两个桅杆体内侧且相向设置的导轨上，通过安装在动力头箱体两侧的动力头给进油缸，使得动力头实现了长行程的工作给进；利用安装在动力头输入轴两端的液压驱动马达，增大了动力头芯轴的输出扭矩，与传统机械相比，省去了繁杂的机械传动链，缩短了加工件的制造周期，提高了经济效益；利用安装在动力头上方的油缸扶正组件，保证了动力头在快速提升及工作给进时的稳定性和安全性；利用安装在中机架的孔口处的夹持卸扣器组件，极大的方便了钻杆、钻具的拆卸；利用安装在桅杆体顶部的卷扬吊车组件，实现了钻具的吊装。本发明具有传动简捷、加工件少、自动化程度高、操作简单、维修方便、施工效率高等优点，具有良好的市场前景，是用于替代传统工程钻机作为基础桩孔施工及煤田通风口钻进的优选设备。

附图说明

图1为本发明的结构示意图;

图2为图1的左视图；

图3为夹持卸扣器组件的结构示意图；

图4为A向视图；

图5为动力头的结构示意图；

图6为卷扬吊车组件的结构示意图；

图7为图6的俯视图。

具体实施方式

一种液压动力头工程钻机，包括底座1，在底座1上设有中机架2，在中机架2的左右两侧安装有步履油缸组件，在中机架2的后部安装有动力装置3，在中机架2的前部设有孔口，在孔口左右两侧的中机架2上分别设有向上设置的桅杆支座8，在桅杆支座8上均铰接有桅杆体7，在桅杆体7的下部与中机架2之间设有起塔油缸5，所述两桅杆体7的顶部通过上横梁15相连，在其中一个桅杆体的顶部装有卷扬吊车组件6；在两个桅杆体7的内侧设有相向设置的导轨，在两导轨之间安装有液压马达驱动的动力头12，在动力头的箱体27两侧安装有与桅杆体7平行设置的动力头给进油缸36，所述动力头给进油缸的活塞杆下端通过支座销轴与桅杆支座8铰接；在动力头12的上方两桅杆体7之间设有油缸扶正组件，油缸扶正组件包括横向安装在两桅杆体导轨之间的扶正座13，扶正座13与动力头给进油缸的缸体相接；在中机架2的孔口处设有夹持卸扣器组件11，在孔口的两侧设有滑道，夹持卸扣器组件11装在孔口滑道上，在中机架2的中部设有与夹持卸扣器组件11相接的平推油缸9。所述动力装置3为电机或者柴油机，带动双联油泵，用所产生的高压油来驱动动力头上的两个液压马达，从而实现液压动力的低速大扭矩，同时给钻机其他所有油缸提供高压油。所述中机架2及底座1均用大规格槽钢与钢板组焊而成。利用桅杆体7代替了传统的钻塔，通过起塔油缸5来实现桅杆体7的起落，极大的方便了钻机的运输。利用步履油缸组件，在不使用吊车情况下，极大的方便了钻机移孔，有效的降低了生产成本及工人的劳动强度，钻机单步行走可达1.5米。所述油缸扶正组件包括横向安装在两桅杆体7导轨之间的扶正座13，在扶正座13上设有与桅杆体7平行设置的导向杆14，导向杆14下端与动力头的箱体27相接，导向杆14的上端与动力头给进油缸的缸体相接，从而实现对动力头给进油缸36的扶正和支撑作用。

所述夹持卸扣器组件11包括夹持器16和卸扣器，卸扣器安装在夹持器16的上方，在夹持器16与卸扣器上均设有与钻具配合的开口，所述卸扣器包括与夹持器16固定相连的卸扣器座18，在卸扣器座18内安装有围绕卸扣器开口旋转的卸扣体17，在卸扣器座18与卸扣体17之间安装有卸扣油缸21，卸扣油缸的缸体与卸扣器座18铰接，卸扣油缸的活塞杆与卸扣体17铰接。钻机钻进时，夹持卸扣器组件11处于离开孔口的位置；当换装钻杆时，在平推油缸9的推动下，夹持卸扣器组件11沿孔口两侧的滑道移至孔口的中心处，此时将设置在夹持器16和卸扣体17上的夹紧油缸19活塞杆同时伸出，夹紧油缸19的活塞杆与夹持器16和卸扣体17上的卡瓦座梯形扣相连，通过安装在卡瓦座上的卡瓦20将上下两根钻杆分别夹紧，在卸扣油缸21的配合下，使卸扣体17沿卸扣器的开口旋转一定的角度，从而松开钻杆，实现卸扣的目的。

在动力头的箱体27内安装有输入轴23和芯轴25，在芯轴25上套装有大齿轮26，在输入轴23上套装有与芯轴25上的大齿轮26啮合的输入轴齿轮24，所述输入轴23的两端均安装有液压驱动马达22。所述动力头12是一款在输入端用双液压驱动马达来传递动力的一级齿轮减速装置。输入轴齿轮24的两端内花键分别与两个液压驱动马达22的外花键相配合。考虑到芯轴25输出扭矩较大，大齿轮26与芯轴25的配合选过盈配合及对键联接，保证安全和可靠性。在动力头的芯轴下端通过过渡接头安装有吊具组件，吊具组件的下端与钻杆相连，配合动力头给进油缸36来完成钻具的吊装，用于取代原钻机上的机械主卷扬和滑轮组件。通过大齿轮与输入轴齿轮的啮合，来实现动力的传递，从而达到扭矩的输出。安装在动力头箱体27两侧的动力头给进油缸36，使动力头12一次可以完成5m的钻进深度，动力头12利用油缸扶正组件在两个桅杆体7的导轨上移动，从而保证了钻机在钻进过程中的平稳性以及桩孔的垂直度要求。所述动力头给进油缸是一款设计缸体直径160mm行程达5000mm的超大行程法兰式油缸，单个起重可达50吨，动力头给进油缸的缸体与动力头的箱体27法兰联接，动力头给进油缸的活塞杆通过支座销轴与桅杆支座铰接。在动力头给进油缸36上安装有平衡阀，用于保证两个动力头给进油缸36的同步运动，同时配合萨奥阀组及先导手柄老控制液压油进入的流量大小，从而实现动力头的快速提升及工作给进。所述双联油泵的工作为系统提供高压大流量液压油。其中大泵通过萨奥三联阀由先导手柄控制，给动力头的液压驱动马达提供高压油，以实现动力头的快慢速回转，从而实现动力头的大扭矩低速回转和小扭矩高速回转，用于完成钻机施工过程中不同工况的要求，高低转速之间实现无级调速；小泵通过萨奥两联阀，由先导手柄控制，结合萨奥三联阀，对动力头给进油缸的液压油进行控制，用于完成动力头的快速下降和上升以及施工过程中的正常给进。另小泵还通过萨奥两联阀给钻机所有附属动作，包括钻机行走的步履油缸组件，钻机桅杆体起落的起塔油缸等。所有液压油经系统循环后，通过液压油散热器及过滤器后回到油箱。

所述动力头12作为输出部件，保证其零件质量、装配质量以及液压驱动马达、支承轴承的可靠性非常重要。动力头的箱体27采用16Mn厚钢板组焊，整体强度高。输出轴齿轮24用20CrMnTi整体渗碳淬火，大齿轮26用42CrMo调质后齿面淬火，芯轴用45钢调质，从而在用材、热处理方法保证了零件的可靠性。

所述卷扬吊车组件6包括通过转盘安装在桅杆体7顶部的吊臂，所述吊臂包括内臂28和伸缩外臂29，在内臂28与桅杆体7之间安装有摆角油缸35，在内臂28上设有与伸缩外臂29相接的前推油缸34，在内臂28的端部固定有液压马达驱动的卷筒33，在伸缩外臂29的端部装有滑轮组件，滑轮组件包括动滑轮组32、吊钩31以及与吊臂固定的定滑轮组30，在内臂28上设有与卷筒33和定滑轮组30配合的滚轮。在钻机施工中，利用摆角油缸35和前推油缸34的配合，可实现吊钩31正对孔口中心，再通过液压马达驱动卷筒33转动，在滑轮组件的配合下实现钻具的吊装。

所述桅杆体7为长8300mm，截面尺寸680mm×370mm的组焊件，两个桅杆体7的导轨面为45钢板淬火，桅杆体7的下端与桅杆支座8铰接，在桅杆体7的上、中、下部设有腰带，腰带与桅杆体7的两侧面及正面定位连接，以保证两桅杆体7内侧导轨的间的尺寸一致。在中机架2的中部设有桅杆支架4，在桅杆体7下落时起支撑的作用。

在中机架2的前方固定有液压操纵柜总成10，所有液压系统的操作手柄均统一安装在液压操纵柜总成10内，极大的方便了钻机的操作，有效的降低了工人的劳动强度，提高了操作效率。 

Claims (4)

1.一种液压动力头工程钻机，包括底座，在底座上设有中机架，在中机架的左右两侧安装有步履油缸组件，在中机架的后部安装有动力装置，在中机架的前部设有孔口，其特征在于：在孔口左右两侧的中机架上分别设有向上设置的桅杆支座，在桅杆支座上均铰接有桅杆体，在桅杆体的下部与中机架之间设有起塔油缸，所述两桅杆体的顶部通过上横梁相连，在其中一个桅杆体的顶部装有卷扬吊车组件；在两个桅杆体的内侧设有相向设置的导轨，在两导轨之间安装有液压马达驱动的动力头，在动力头的箱体两侧安装有与桅杆体平行设置的动力头给进油缸，所述动力头给进油缸的活塞杆下端通过支座销轴与桅杆支座铰接；在动力头的上方两桅杆体之间设有油缸扶正组件，油缸扶正组件包括横向安装在两桅杆体导轨之间的扶正座，扶正座与动力头给进油缸的缸体相接；在中机架的孔口处设有夹持卸扣器组件，在孔口的两侧设有滑道，夹持卸扣器组件装在孔口滑道上，在中机架的中部设有与夹持卸扣器组件相接的平推油缸。

2.根据权利要求1所述的液压动力头工程钻机，其特征在于：所述夹持卸扣器组件包括夹持器和卸扣器，卸扣器安装在夹持器的上方，在夹持器与卸扣器上均设有与钻具配合的开口，所述卸扣器包括与夹持器固定相连的卸扣器座，在卸扣器座内安装有围绕卸扣器开口旋转的卸扣体，在卸扣器座与卸扣体之间安装有卸扣油缸，卸扣油缸的缸体与卸扣器座铰接，卸扣油缸的活塞杆与卸扣体铰接。

3.根据权利要求1所述的液压动力头工程钻机，其特征在于：在动力头的箱体内安装有输入轴和芯轴，在芯轴上套装有大齿轮，在输入轴上套装有与芯轴上的大齿轮啮合的输入轴齿轮，所述输入轴的两端均安装有液压驱动马达。

4.根据权利要求1所述的液压动力头工程钻机，其特征在于：所述卷扬吊车组件包括通过转盘安装在桅杆体顶部的吊臂，所述吊臂包括内臂和伸缩外臂，在内臂与桅杆体之间安装有摆角油缸，在内臂的端部固定有液压马达驱动的卷筒，在伸缩外臂的端部装有滑轮组件，滑轮组件包括动滑轮组、吊钩以及与吊臂固定的定滑轮组。

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