CN103277045B - 一种煤矿架柱式乳化液钻机 - Google Patents

一种煤矿架柱式乳化液钻机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种快速机械移动式煤矿架柱式乳化液钻机，包括钻杆动力头、与钻杆动力头固定连接的横梁、设置在横梁内的钻杆推进机构、用以支撑横梁的支撑立柱，所述的支撑立柱下端通过支撑液压油缸设置在采煤机齿轨上，适用于巷道硐室空间狭小的采煤作业，移动灵活，是探放瓦斯孔、探放水孔、煤体松动孔、电缆孔、打顶炮孔等工程用孔的理想钻具。

Description

一种煤矿架柱式乳化液钻机
技术领域
本发明涉及一种快速机械移动式煤矿架柱式乳化液钻机。
背景技术
现有的煤矿用乳化液钻机对工作面要求比较严格，必须现场条件充足才能工作，适应性不强。鉴于此，需要设计一种不需要借助其他专用辅助设备，能够自身适应工作面现有条件进行钻孔作业钻机。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足而提供一种本发明涉及一种快速机械移动式煤矿架柱式乳化液钻机，尤其适用于井下乳化液动力源充足、巷道硐室空间狭小的采煤作业。
本发明的目的是这样实现的：
一种煤矿架柱式乳化液钻机，包括钻杆动力头、与钻杆动力头固定连接的横梁、设置在横梁内的钻杆推进机构、用以支撑横梁的支撑立柱，所述的支撑立柱下端通过支撑液压油缸设置在采煤机齿轨上。
所述的支撑横梁通过旋转锁紧器和横梁支撑导向套固定设置在支撑立柱上。
所述的支撑立柱上还设置有一横梁支撑导向套，所述的支撑横梁通过旋转锁紧器固定设置在横梁支撑导向套上。
所述的横梁支撑导向套靠下部位设置有一水平豁口、以及与水平豁口垂直相通的竖直豁口，所述的竖直豁口部位设置有导向套锁紧机构，所述的导向套锁紧机构包括一螺母、螺栓、两个夹板，所述的夹板垂直焊接在竖直豁口两边，所述的螺栓穿过两个夹板后通过螺母进行紧固。
所述的螺栓的尾部铰接一便于螺栓拆装的手柄。
所述的旋转锁紧器包括锁紧内锥面、锁紧外锥面、锁紧芯轴、锁紧螺母、横梁支撑平台，所述的锁紧内锥面一侧面通过焊接的方式与横梁支撑导向套连接，另一侧面设置有内锥面，所述的锁紧外锥面设置有与内锥面对应的外锥面，所述的锁紧芯轴一端依次穿过锁紧外锥面、锁紧内锥面，且焊接在横梁支撑导向套上，另一端套装有锁紧螺母，所述的横梁支撑平台同焊接的方式固定在锁紧外锥面上。
所述的内锥面是由环形凸起和圆台结构围成的内锥面结构，所述的圆台结构设置在环形凸起的中心部位，所述的圆台结构的侧面与底面夹角为45°。
所述的锁紧内锥面与横梁支撑导向套之间设置有连接筋板，所述的锁紧内锥面、锁紧芯轴一端均焊接在该连接筋板上。
所述的横梁支撑导向套上还设置有一横梁升降装置，所述的横梁升降装置为一具备自锁功能的涡轮蜗杆传动机构。
所述的横梁上还设置有一便于钻杆装卸的钻杆夹持器。
所述的支撑立柱内插装有一能够调节支撑立柱伸缩的调节插销。
所述的支撑立柱的下端还设置有液压推进式钻机移位装置。
所述的液压推进式钻机移位装置包括扶手、滑靴、推移缸体、锁紧卡扣、卡板和缸体支撑插销，所述的滑靴在采煤机的齿轨上滑动，所述的滑靴与推移缸体铰接，所述的推移缸体通过缸体支撑插销固定在采煤机齿轨上，所述的滑靴上设置有与支撑立柱套装的卡板，所述的卡板上设置有将支撑立柱与卡板紧固的锁紧卡扣，所述的扶手通过焊接的方式与设置在卡板一侧。
本发明具有如下的优点：机构紧凑，适用于井下乳化液动力源充足、巷道硐室空间狭小的采煤作业；分利用井下采煤工作面现有乳化液设备动力源，具有一机多用、操作简单、移动方便、固定牢固、安全可靠、维修工作量少、体积小等优点，适用于巷道硐室空间狭小的采煤作业，移动灵活，是探放瓦斯孔、探放水孔、煤体松动孔、电缆孔、打顶炮孔等工程用孔的理想钻具。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的侧视结构示意图。
图3为钻杆动力头的结构示意图。
图4为钻杆动力头的侧视结构示意图。
图5为钻杆动力头的立体结构示意图。
图6为旋转锁紧器与横梁支撑导向套连接的结构示意图。
图7为旋转锁紧器与横梁支撑导向套连接的侧面结构示意图。
图8为旋转锁紧器与横梁支撑导向套连接的俯视结构示意图。
图9为图8的B-B剖面示意图。
图10为支撑横梁的结构示意图。
图11为支撑横梁的侧视结构示意图。
图12为支撑横梁的俯视结构示意图。
图13为液压推进式钻机移位装置的结构示意图。
图14为液压推进式钻机移位装置的侧视结构示意图。
图15为液压推进式钻机移位装置的俯视结构示意图。
图16为内锥面的结构示意图。
图17为内锥面的侧视剖面结构示意图。
图18为外锥面的结构示意图。
图19为外锥面的侧视剖面结构示意图。
图20为A部分的放大图。
图21为B部分的放大图。
图22为C部分的放大图。
图23为D部分的放大图。
具体实施方式
如图1、2、6、7、8、9、13、14、15、16、17、18、19所示，一种煤矿架柱式乳化液钻机，包括钻杆动力头1、与钻杆动力头１固定连接的横梁９、设置在横梁９内的钻杆推进机构２、用以支撑横梁９的支撑立柱３，所述的支撑立柱３下端通过支撑液压油缸１０设置在采煤机齿轨１３上。
所述的支撑横梁９通过旋转锁紧器８和横梁支撑导向套7固定设置在支撑立柱３上。
所述的支撑立柱３上还设置有一横梁支撑导向套７，所述的支撑横梁９通过旋转锁紧器８固定设置在横梁支撑导向套７上。
所述的横梁支撑导向套7靠下部位设置有一水平豁口7.1、以及与水平豁口垂直相通的竖直豁口7.2，所述的竖直豁口7.2部位设置有导向套锁紧机构11，所述的导向套锁紧机构11包括一螺母7.3、螺栓7.4、两个夹板7.5，所述的夹板7.5垂直焊接在竖直豁口7.2两边，所述的螺栓7.4穿过两个夹板7.5后通过螺母7.3进行紧固。
所述的螺栓7.4的尾部铰接一便于螺栓7.4拆装的手柄7.6。
所述的旋转锁紧器8包括锁紧内锥面8.1、锁紧外锥面8.2、锁紧芯轴8.3、锁紧螺母8.4、横梁支撑平台8.5，所述的锁紧内锥面8.1一侧面通过焊接的方式与横梁支撑导向套7连接，另一侧面设置有内锥面8.1.1，所述的锁紧外锥面8.2设置有与内锥面8.1.1对应的外锥面8.2.1，所述的锁紧芯轴8.3一端依次穿过锁紧外锥面8.2、锁紧内锥面8.1，且焊接在横梁支撑导向套7上，另一端套装有锁紧螺母8.4，所述的横梁支撑平台8.5同焊接的方式固定在锁紧外锥面8.2上。
所述的内锥面8.1.1是由环形凸起8.1.1.1和圆台结构8.1.1.2围成的内锥面结构，所述的圆台结构8.1.1.2设置在环形凸起8.1.1.1的中心部位，所述的圆台结构8.1.1.2的侧面与底面夹角为45°。
所述的锁紧内锥面8.1与横梁支撑导向套7之间设置有连接筋板8.6，所述的锁紧内锥面8.1、锁紧芯轴8.3一端均焊接在该连接筋板8.6上。
所述的横梁支撑导向套７上还设置有一横梁升降装置６，所述的横梁升降装置６为一具备自锁功能的涡轮蜗杆传动机构。
所述的横梁９上还设置有一便于钻杆装卸的钻杆夹持器５。
所述的支撑立柱３内插装有一能够调节支撑立柱３伸缩的调节插销４。
所述的支撑立柱３的下端还设置有液压推进式钻机移位装置12。
所述的液压推进式钻机移位装置12包括扶手12.1、滑靴12.2、推移缸体12.3、锁紧卡扣12.4、卡板12.6和缸体支撑插销12.7，所述的滑靴12.2在采煤机的齿轨12.5上滑动，所述的滑靴12.2与推移缸体12.3铰接，所述的推移缸体12.3通过缸体支撑插销12.7固定在采煤机齿轨12.5上，所述的滑靴12.2上设置有与支撑立柱3套装的卡板12.6，所述的卡板12.6上设置有将支撑立柱3与卡板12.6紧固的锁紧卡扣12.4，所述的扶手12.1通过焊接的方式设置在卡板12.6一侧。
如图3、4、5、20、21、22、23所示，钻杆动力头主要组件有非圆齿轮轮系乳化液马达1.9、小车架1.5、轴承座1.19、水套1.14、传动轴1.30、钻杆接头1.22和矿用U型卡销式快接头；
非圆齿轮轮系乳化液马达1.9、小车架1.5和轴承座1.19三者通过连接螺栓1.23装配在一起；
传动轴1.30通过双向推力轴承1.6和球滚动轴承1.17安装轴承座1.19上，水套1.14位于双向推力轴承1.6和球滚动轴承1.17之间，水套1.14通过YX型密封圈1.13、O型密封圈1.16分别于传动轴1.30、轴承座1.19产生密封效果；
端盖1.20起到压紧轴承的作用；传动轴1.30和钻杆接头1.22通过O型密封圈1.1产生密封效果；
非圆齿轮轮系乳化液马达1.9和传动轴1.30通过连接键1.7进行连接。
工作原理：
高压大流量乳化液通过矿用U型卡销式快接头1.10进入非圆齿轮轮系乳化液马达1.9，使乳化液马达转动，从而带动传动轴1.30转动，传动轴1.30带动钻杆接头1.22旋转，钻杆接头1.22在转矩传递给钻杆，从而实现了钻孔作用。
在钻孔作业时由钻杆产生的轴向力由双向推力轴承1.6传递给小车架1.5，产生的径向力有球滚动轴承1.17传递给小车架1.5，确保了非圆齿轮轮系乳化液马达1.9只负责产生转矩不承受其他外力的破坏，提高了马达使用寿命。
由于上述密封件的作用，高压水流通过矿用U型卡销式快接头1.15进入到水套1.14内部，再通过传递轴1.30进入钻杆接头1.22，最终进入钻杆达到钻杆钻头部位，起到除尘降温等作用。
如图10、11、12所示，横梁主要组件有后链轮组9.1、推移油缸9.2、推移油缸固定板9.3、动链轮9.4、钻杆动力头1、链条固定接头安装板9.6、钻杆夹持器9.7、前链轮组9.8、边链条9.10、中链条9.11和横梁体9.9。
推移油缸9.2通过后链轮组9.1、前链轮组9.8、边链条9.10、中链条9.11与钻杆动力头1前后连接，形成了一个增行程链传动结构。
在增行程链传动机构的作用下，钻杆动力头1通过自身的卡板安装在横梁9.9上，可以在横梁体9.9上沿长度方向上来回滑动，实现进钻和退钻作业。钻杆动力头1自身的旋转实现钻杆的转动。

Claims (4)

1.一种煤矿架柱式乳化液钻机，其特征在于：包括钻杆动力头（1）、与钻杆动力头（１）固定连接的横梁（９）、设置在横梁（９）内的钻杆推进机构（２）、用以支撑横梁（９）的支撑立柱（３），所述的支撑立柱（３）下端通过支撑液压油缸（１０）设置在采煤机齿轨（１３）上；所述的横梁（９）通过旋转锁紧器（８）和横梁支撑导向套（7）固定设置在支撑立柱（３）上；所述的支撑立柱（３）上还设置有一横梁支撑导向套（７），所述的横梁（９）通过旋转锁紧器（８）固定设置在横梁支撑导向套（７）上；所述的横梁支撑导向套（7）靠下部位设置有一水平豁口（7.1）、以及与水平豁口垂直相通的竖直豁口（7.2），所述的竖直豁口（7.2）部位设置有导向套锁紧机构（11），所述的导向套锁紧机构（11）包括一螺母（7.3）、螺栓（7.4）、两个夹板（7.5），所述的夹板（7.5）垂直焊接在竖直豁口（7.2）两边，所述的螺栓（7.4）穿过两个夹板（7.5）后通过螺母（7.3）进行紧固；所述的螺栓（7.4）的尾部铰接一便于螺栓（7.4）拆装的手柄（7.6）；所述的横梁支撑导向套（７）上还设置有一横梁升降装置（６），所述的横梁升降装置（６）为一具备自锁功能的涡轮蜗杆传动机构；所述的横梁（９）上还设置有一便于钻杆装卸的钻杆夹持器（５）；所述的支撑立柱（３）内插装有一能够调节支撑立柱（３）伸缩的调节插销（４）；所述的支撑立柱（３）的下端还设置有液压推进式钻机移位装置（12）；所述的旋转锁紧器（8）包括锁紧内锥面（8.1）、锁紧外锥面（8.2）、锁紧芯轴（8.3）、锁紧螺母（8.4）、横梁支撑平台（8.5），所述的锁紧内锥面（8.1）一侧面通过焊接的方式与横梁支撑导向套（7）连接，另一侧面设置有内锥面（8.1.1），所述的锁紧外锥面（8.2）设置有与内锥面（8.1.1）对应的外锥面（8.2.1），所述的锁紧芯轴（8.3）一端依次穿过锁紧外锥面（8.2）、锁紧内锥面（8.1），且焊接在横梁支撑导向套（7）上，另一端套装有锁紧螺母（8.4），所述的横梁支撑平台（8.5）采用焊接的方式固定在锁紧外锥面（8.2）上。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿架柱式乳化液钻机，其特征在于：所述的内锥面（8.1.1）是由环形凸起（8.1.1.1）和圆台结构（8.1.1.2）围成的内锥面结构，所述的圆台结构（8.1.1.2）设置在环形凸起（8.1.1.1）的中心部位，所述的圆台结构（8.1.1.2）的侧面与底面夹角为45°。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿架柱式乳化液钻机，其特征在于：所述的锁紧内锥面（8.1）与横梁支撑导向套（7）之间设置有连接筋板（8.6），所述的锁紧内锥面（8.1）、以及锁紧芯轴（8.3）一端均焊接在该连接筋板（8.6）上。
4.根据权利要求1所述的一种煤矿架柱式乳化液钻机，其特征在于：所述的液压推进式钻机移位装置（12）包括扶手（12.1）、滑靴（12.2）、推移缸体（12.3）、锁紧卡扣（12.4）、卡板（12.6）和缸体支撑插销（12.7），所述的滑靴（12.2）在采煤机的齿轨（12.5）上滑动，所述的滑靴（12.2）与推移缸体（12.3）铰接，所述的推移缸体（12.3）通过缸体支撑插销（12.7）固定在采煤机齿轨（12.5）上，所述的滑靴（12.2）上设置有与支撑立柱（3）套装的卡板（12.6），所述的卡板（12.6）上设置有将支撑立柱（3）与卡板（12.6）紧固的锁紧卡扣（12.4），所述的扶手（12.1）通过焊接的方式设置在卡板（12.6）一侧。
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