CN104439407B - 一种钻具精确定位机构及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于炼铁工艺中高炉钻孔钻具设备领域，具体涉及一种钻具精确定位机构及使用方法。一种钻具精确定位机构，其特征在于：它主要由吊挂架、前端支架、后端支架、轨道梁和冲钻进退机构构成；所述吊挂架固定连接在悬臂的一端，所述前端支架的上端和后端支架的上端分别铰接在吊挂架的前端和后端；所述前端支架的下端和后端支架的下端与轨道梁的上表面固定连接，并且与之垂直；所述冲钻进退机构安装在轨道梁上，冲钻进退机构上安装有钻具，所述钻具的钻头与轨道梁相互平行。该机构结构简单可靠，调整手段丰富且方便，实现了钻具的空间精确定位。

Description

一种钻具精确定位机构及使用方法

技术领域

本发明属于炼铁工艺中高炉钻孔钻具设备领域，具体涉及一种钻具精确定位机构及使用方法。

背景技术

炼铁工艺中，适宜稳定的高炉铁口角度十分重要。铁口角度是指出铁时铁口孔道中心线（图1中KP）与水平面间的夹角，而对钻具的精确定位是保证稳定的铁口角度的必要条件。如果钻具相对于铁口孔道中心线有偏离（包括平移偏离和角度偏离）尤其是角度偏离，由于铁口孔道的深度可达四五米，那么就会放大定位误差，这样钻出来的铁口孔道就会严重偏离高炉炉体中心，喷射出来的高温铁水会直接冲蚀铁水沟，甚至偏离铁水沟，造成重大事故；同时，随着高炉炉龄的增加，炉底衬砖被逐渐侵蚀，最低铁水液面下移，在这种情况下就需要适当增加铁口角度以出净渣铁，维护好铁口；另外，钻机是在高温的环境下工作，各机构之间可能会有一定的相对形变，这就要求对于钻具的定位具有一定的调整能力和富裕量，这样才能使钻具长期精确定位。

发明内容

针对于上述问题，本发明的目的在于提供一种钻具精确定位机构及使用方法，该机构结构简单可靠，调整手段丰富且方便，实现了钻具的空间精确定位。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

一种钻具精确定位机构，其特征在于：它主要由吊挂架、前端支架、后端支架、轨道梁和冲钻进退机构构成；所述吊挂架固定连接在悬臂的一端，所述前端支架的上端和后端支架的上端分别铰接在吊挂架的前端和后端；所述前端支架的下端和后端支架的下端与轨道梁的上表面固定连接，并且与之垂直；所述冲钻进退机构安装在轨道梁上，冲钻进退机构上安装有钻具，所述钻具的钻头与轨道梁相互平行。

所述前端支架和后端支架与轨道梁之间通过螺栓连接，并且前端支架和后端支架与轨道梁之间还设有垫片，垫片数量可调整。

所述前端支架和后端支架的上端均固定连接有铰接底座，并且通过铰接底座与吊挂架铰接；所述前端支架和后端支架的上端面中心处设有圆柱体定位块，所述铰接底座上与圆柱体定位块相对应处位置开设有与之对应大小的孔槽，并且圆柱体定位块嵌入在孔槽内。

所述悬臂一端设有一块梯形截面的连接块，所述吊挂架上设有一个与之匹配的梯形孔；所述连接块插在梯形孔内，并且其端部穿过梯形孔，在所述端部面上设有一块调节连接板；所述调节连接板中部设有第二圆孔，所述连接块上与之对应位置设有螺栓孔，第二圆孔内设有第二螺栓，并且拧在连接块上的螺栓孔内与之固定连接；所述调节连接板的两侧均设有第一圆孔，所述吊挂架上与之对应位置设有螺栓孔，所述第一圆孔内设有第一螺栓，并且拧在吊挂架上的螺栓孔内与之固定连接；所述调节连接板的两侧均设有第三圆孔，第三圆孔内部设有内螺纹，每个第三圆孔内都拧有第三螺栓，并且第三螺栓的端部抵在吊挂架上。

所述吊挂架为三角形，前端支架、后端支架和悬臂分别位于三个角处。

一种钻具精确定位机构调整竖直方向角度的方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、首先调整前端支架和后端支架的角度：分别转动前端支架和后端支架，使之与竖直方向的角度与铁口角度α相等；

S2、再调整前端支架和后端支架的长度：通过调整垫片数量或者更换一定长度的前端支架和后端支架实现；

S3、最后安装轨道梁：用螺栓分别将前端支架和后端支架与轨道梁垂直固定连接。

一种钻具精确定位机构调整竖直方向平移的方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、首先将轨道梁从前端支架和后端支架上拆卸下来，并且保证前端支架和后端支架与竖直方向的角度不变；

S2、再同时增加或减少前端支架和后端支架与轨道梁之间垫片的数量；或者更换增长量或减短量相同的前端支架和后端支架；

S3、最后再用螺栓分别将前端支架和后端支架与轨道梁垂直固定连接。

一种钻具精确定位机构调整水平方向平移的方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、首先分别将第一螺栓和第三螺栓拆下，第二螺栓保持不动；

S2、再沿悬臂轴向在连接块上移动吊挂架，使钻具砖头的轴线与铁口孔道中心线重合；

S3、再在调节连接板上拧入第三螺栓，直到第三螺栓的端部抵在吊挂架上；

S4、最后拧入第一螺栓将调节连接板与吊挂架固定连接。

本发明的有益效果是：

（1）本发明的机构结构简单可靠，调整手段丰富且方便，实现了钻具的空间精确定位；而且在不增加整机动力源的情况下就可以实现钻具的空间精确定位的目的，在铁口角度在初次安装定位完毕后，一般不予调整，一般以年为单位时间进行调整，调整幅度为1°或2°，因此没有必要为实现铁口角度的调整而设置单独的动力源，以免增加整机的故障点，降低了故障率；

（2）本发明中通过垫片可以对前后端支架进行长度的微调，不用整个更换前后端支架，使用更加方便，也节省了材料；

（3）由于工艺上要求的铁口角度是锐角，那么铰接底座与前端支架和后端支架之间可能会受到剪切力作用，圆柱体定位块可以很好的解决这个问题；

（4）本发明中吊挂架与悬臂的连接方式可以实现钻具在水平方向平移调整；

（5）本发明中吊挂架为三角形，增加结构的稳定性。

附图说明

图1是一种钻具精确定位机构的使用状态示意图（图中铁口角度为α）。

图2是一种钻具精确定位机构的整体结构示意图。

图3是一种钻具精确定位机构中调节连接板的示意图。

图4是图2中一种钻具精确定位机构的俯视示意图。

图5是一种钻具精确定位机构中前端支架与铰接底座连接处的内部结构示意图。

图中：1-吊挂架，2-前端支架，3-后端支架，4-垫片，5-轨道梁，6-冲钻进退机构，7-钻具，8-铰接底座，9-悬臂，10-调节连接板，11-第一圆孔，12-第二圆孔，13-第三圆孔，14-第一螺栓，15-第二螺栓，16-第三螺栓，17-连接块，18-圆柱体定位块；KP-铁口孔道中心线。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例和附图对本发明的技术方案做进一步的说明（如图1-5）。

如图1、2所示，一种钻具精确定位机构，它主要由吊挂架1、前端支架2、后端支架3、轨道梁5和冲钻进退机构6构成；所述吊挂架1固定连接在悬臂9的一端（所述悬臂9为现有外部固定支撑设备，其另一端通过回转机构与固定在地面上的底座相连接；本结构工作时悬臂9始终保持固定不动），所述前端支架2的上端和后端支架3的上端分别铰接在吊挂架1（下部）的前端和后端；所述前端支架2的下端和后端支架3的下端与轨道梁5的上表面固定连接，并且与之垂直；所述冲钻进退机构6安装在轨道梁5（下表面的轨道）上，冲钻进退机构6上安装有钻具7，所述钻具7的钻头与轨道梁5相互平行（所述冲钻进退机构6由冲击器和进退机构构成，所述进退机构可以在轨道梁5的轨道上作前进后退运动，所述冲击器固定安装在进退机构上，跟随进退机构一起运动，所述钻具7就安装在冲击器上）。

如图2所示，所述前端支架2和后端支架3与轨道梁5之间通过螺栓连接，并且前端支架2和后端支架3与轨道梁5之间还设有垫片4，垫片4数量可调整（所述垫片4与前端支架2和后端支架3可以看作成一体，调整垫片4数量相当于调整前端支架2和后端支架3的长度）。

如图2、5所示，所述前端支架2和后端支架3的上端均固定连接有铰接底座8，并且通过铰接底座8与吊挂架1铰接；所述前端支架2和后端支架3的上端面中心处设有圆柱体定位块18，所述铰接底座8上与圆柱体定位块18相对应处位置开设有与之对应大小的孔槽，并且圆柱体定位块18嵌入在孔槽内。

如图2、3、4所示，所述悬臂9一端设有一块梯形截面的连接块17，所述吊挂架1上设有一个与之（即指连接块17的梯形截面）匹配的梯形孔；所述连接块17插在梯形孔内，并且其端部穿过梯形孔，在所述端部面上设有一块调节连接板10；所述调节连接板10中部设有（四个）第二圆孔12（共同构成一个梯形），所述连接块17（端部面）上与之对应位置设有（四个）螺栓孔，第二圆孔12内设有第二螺栓15，并且拧在连接块17上的螺栓孔内与之固定连接；所述调节连接板10的两侧均设有（一对）第一圆孔11，所述吊挂架1上与之对应位置设有（对应个数的）螺栓孔，所述第一圆孔11内设有第一螺栓14（吊挂架1上的螺栓孔的深度大于或等于第一螺栓14的长度），并且拧在吊挂架1上的螺栓孔内与之固定连接；所述调节连接板10的两侧均设有（一个）第三圆孔13，第三圆孔13内部设有内螺纹，每个第三圆孔13内都拧有第三螺栓16，并且第三螺栓16的端部抵在吊挂架1上。

如图2所示，所述吊挂架1为三角形，前端支架2、后端支架3和悬臂9分别位于三个角处。

一种钻具精确定位机构调整竖直方向角度的方法，包括以下步骤：

S1、首先调整前端支架2和后端支架3的角度：分别转动前端支架2和后端支架3，使之与竖直方向（即铅垂方向）的角度与铁口角度α相等；

S2、再调整前端支架2和后端支架3的长度：通过调整垫片4数量或者更换一定长度的前端支架2和后端支架3实现；

S3、最后安装轨道梁5：用螺栓分别将前端支架2和后端支架3与轨道梁5垂直固定连接。

一种钻具精确定位机构调整竖直方向平移的方法，包括以下步骤：

S1、首先将轨道梁5从前端支架2和后端支架3上拆卸下来，并且保证前端支架2和后端支架3与竖直方向（即铅垂方向）的角度不变；

S2、再同时增加或减少前端支架2和后端支架3与轨道梁5之间垫片4的数量；或者更换增长量或减短量相同的前端支架2和后端支架3；

S3、最后再用螺栓分别将前端支架2和后端支架3与轨道梁5垂直固定连接。

一种钻具精确定位机构调整水平方向平移的方法，包括以下步骤：

S1、首先分别将第一螺栓14和第三螺栓16拆下，第二螺栓15保持不动；

S2、再沿悬臂9轴向在连接块17上移动吊挂架1，使钻具7砖头的轴线与铁口孔道中心线重合；

S3、再在调节连接板10上拧入第三螺栓16，直到第三螺栓16的端部抵在吊挂架1上；

S3、最后拧入第一螺栓14将调节连接板10与吊挂架1固定连接。

以上说明仅为本发明的应用实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种钻具精确定位机构，其特征在于：它主要由吊挂架（1）、前端支架（2）、后端支架（3）、轨道梁（5）和冲钻进退机构（6）构成；所述吊挂架（1）固定连接在悬臂（9）的一端，所述前端支架（2）的上端和后端支架（3）的上端分别铰接在吊挂架（1）的前端和后端；所述前端支架（2）的下端和后端支架（3）的下端与轨道梁（5）的上表面固定连接，并且与之垂直；所述冲钻进退机构（6）安装在轨道梁（5）上，冲钻进退机构（6）上安装有钻具（7），所述钻具（7）的钻头与轨道梁（5）相互平行。

2.根据权利要求1所述的一种钻具精确定位机构，其特征在于：所述前端支架（2）和后端支架（3）与轨道梁（5）之间通过螺栓连接，并且前端支架（2）和后端支架（3）与轨道梁（5）之间还设有垫片（4），垫片（4）数量可调整。

3.根据权利要求1所述的一种钻具精确定位机构，其特征在于：所述前端支架（2）和后端支架（3）的上端均固定连接有铰接底座（8），并且通过铰接底座（8）与吊挂架（1）铰接；所述前端支架（2）和后端支架（3）的上端面中心处设有圆柱体定位块（18），所述铰接底座（8）上与圆柱体定位块（18）相对应处位置开设有与之对应大小的孔槽，并且圆柱体定位块（18）嵌入在孔槽内。

4.根据权利要求1所述的一种钻具精确定位机构，其特征在于：所述悬臂（9）一端设有一块梯形截面的连接块（17），所述吊挂架（1）上设有一个与之匹配的梯形孔；所述连接块（17）插在梯形孔内，并且其端部穿过梯形孔，在所述端部面上设有一块调节连接板（10）；所述调节连接板（10）中部设有第二圆孔（12），所述连接块（17）上与之对应位置设有螺栓孔，第二圆孔（12）内设有第二螺栓（15），并且拧在连接块（17）上的螺栓孔内与之固定连接；所述调节连接板（10）的两侧均设有第一圆孔（11），所述吊挂架（1）上与之对应位置设有螺栓孔，所述第一圆孔（11）内设有第一螺栓（14），并且拧在吊挂架（1）上的螺栓孔内与之固定连接；所述调节连接板（10）的两侧均设有第三圆孔（13），第三圆孔（13）内部设有内螺纹，每个第三圆孔（13）内都拧有第三螺栓（16），并且第三螺栓（16）的端部抵在吊挂架（1）上。

5.根据权利要求4所述的一种钻具精确定位机构，其特征在于：所述吊挂架（1）为三角形，前端支架（2）、后端支架（3）和悬臂（9）分别位于三个角处。

6.根据权利要求1所述的一种钻具精确定位机构调整竖直方向角度的方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、首先调整前端支架（2）和后端支架（3）的角度：分别转动前端支架（2）和后端支架（3），使之与竖直方向的角度与铁口角度α相等；

S2、再调整前端支架（2）和后端支架（3）的长度：通过调整垫片（4）数量或者更换一定长度的前端支架（2）和后端支架（3）实现；

S3、最后安装轨道梁（5）：用螺栓分别将前端支架（2）和后端支架（3）与轨道梁（5）垂直固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种钻具精确定位机构调整竖直方向平移的方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、首先将轨道梁（5）从前端支架（2）和后端支架（3）上拆卸下来，并且保证前端支架（2）和后端支架（3）与竖直方向的角度不变；

S2、再同时增加或减少前端支架（2）和后端支架（3）与轨道梁（5）之间垫片（4）的数量；或者更换增长量或减短量相同的前端支架（2）和后端支架（3）；

S3、最后再用螺栓分别将前端支架（2）和后端支架（3）与轨道梁（5）垂直固定连接。

8.根据权利要求4所述的一种钻具精确定位机构调整水平方向平移的方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、首先分别将第一螺栓（14）和第三螺栓（16）拆下，第二螺栓（15）保持不动；

S2、再沿悬臂（9）轴向在连接块（17）上移动吊挂架（1），使钻具（7）钻头的轴线与铁口孔道中心线重合；

S3、再在调节连接板（10）上拧入第三螺栓（16），直到第三螺栓（16）的端部抵在吊挂架（1）上；

S4、最后拧入第一螺栓（14）将调节连接板（10）与吊挂架（1）固定连接。