CN105888543A - 一种移动式大孔径天井钻机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动式大孔径天井钻机，包括主机总成、动力单元总成和移动式底盘，所述主机总成包括回转头、推进油缸、导向柱、顶撑油缸、俯仰油缸、底座和顶板，所述回转头与所述推进油缸相连接，所述导向柱的两端分别与所述顶板和底座相连接，所述推进油缸的两端分别与所述顶板和底座相连接，所述顶撑油缸与所述顶板相连接，所述移动式底盘包括履带总成、底盘架和支腿组件，所述履带总成与所述底盘架相连接，所述俯仰油缸的两端分别与所述底座和底盘架相连接，所述动力单元总成包括动力单元底架，所述动力单元底架与所述底盘架相连接。本发明动力单元总成、主机总成和移动式底盘一体式设计，整机自主移动，无需拆卸或吊装。

Description

一种移动式大孔径天井钻机

技术领域

本发明属于矿山机械技术领域，特别是涉及一种移动式大孔径天井钻机。

背景技术

传统的天井钻机都是轨轮式底盘，没有自主移动的能力，从井上到井下施工位置必须通过罐笼运输，在井下同一条轨道上变换施工位置时，必须借助外界牵引力。在立机和收机的过程中，必须使用卡轨器固定轨轮式底盘架，依靠卡轨器提供一个平衡力矩让主机顺利立机和收机而不发生倾翻。无论是上下井运输、现场移动和收机立机，轨轮式底盘都显得很繁琐，需要投入很多配套的设施和人力。

为解决天井钻机行走的问题，专利号201420342626.6公开的一种用于天井钻机的灵活型行走机构，它包括主机、主机架、转盘、底盘架和有轨车轮，所述底盘架向两端延伸分别形成第一延伸部和第二延伸部，所述第一延伸部和第二延伸部的两侧通过轮轴固接有轮胎，所述第一延伸部上的轮轴安装有转向节。其通过轮胎实现了天井钻机在无轨路面上的行走，但轮胎式的行走机构对地面平整行和坚实性要求高，以免轮辙过深，增加行驶阻力和转向阻力，影响整机行驶的稳定性。

国外的移动式天井钻机采用的是分体式结构，即动力单元总成、主机总成、移动底盘各部分都是独立的，制造成本很高且在施工现场进行拆卸和组装耗费人力物力。而国内还没有出现移动式天井钻机。可见开发出可自主移动式大孔径天井钻机具有非常重要的意义，是国内行业内技术人员亟需攻克的技术难题。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术的不足，提供了一种移动式大孔径天井钻机，其动力单元总成、主机总成和移动式底盘一体式设计，整机自主移动，无需拆卸或吊装。

为了实现上述目的，本发明提供了一种移动式大孔径天井钻机，包括主机总成、动力单元总成和移动式底盘，所述主机总成包括回转头、推进油缸、导向柱、顶撑油缸、俯仰油缸、底座和顶板，所述回转头与所述推进油缸相连接，所述导向柱的两端分别与所述顶板和底座相连接，所述推进油缸的两端分别与所述顶板和底座相连接，所述顶撑油缸与所述顶板相连接，所述移动式底盘包括履带总成、底盘架和支腿组件，所述履带总成与所述底盘架相连接，所述俯仰油缸的两端分别与所述底座和底盘架相连接，所述动力单元总成包括动力单元底架，所述动力单元底架与所述底盘架相连接，所述支腿组件包括四个支腿，两个所述支腿安装于所述底盘架的支腿油缸安装孔内，另两个所述支腿安装于所述动力单元底架上，安装于所述底盘架上的两个所述支腿可单独调节，安装于所述动力单元底架上的另两个所述支腿同步调节，四个所述支腿的底部支撑于地面上。

进一步的，所述动力单元总成还包括设置于所述动力单元底架上的阀控中心、水冷却器、柴油机泵组、电机泵组、副液压油箱和驾驶室。

进一步的，所述底盘架上设置有所述动力单元总成油管穿出的孔道。

进一步的，所述底盘架通过其上设置的与所述履带总成连接的顶面螺栓孔和侧面螺栓孔，与所述履带总成螺栓连接。

进一步的，所述底盘架通过其上设置的与所述动力单元底架连接的顶面螺栓孔和侧面螺栓孔，与所述动力单元底架螺栓连接。

进一步的，所述底盘架上设置有主机铰接座和俯仰油缸支座，所述底盘架通过所述主机铰接座与所述底座相连接，所述底盘架通过所述俯仰油缸支座与所述俯仰油缸相连接。

进一步的，所述阀控中心有电控操作和手动操作，所述阀控中心通过遥控器控制各执行元件的动作，当电控操作出现故障时可以手动操作。

进一步的，所述履带总成内设置有液压马达，所述液压马达与所述动力单元总成相连接。

进一步的，所述俯仰油缸上安装有平衡阀。

本发明的回转头通过两个低速大扭矩液压马达联合驱动回转钻头或刀盘，实现了本发明的大扭矩输出和大孔径的作业。

本发明的顶撑油缸在钻孔作业时，其活塞杆顶到巷道的顶部，底座的靴板与巷道的底部混凝土通过螺栓固定，这样实现了主机总成在竖直方向的固定，增强了整机施工作业时的稳定性，是防止孔道偏斜的有效手段。

本发明的推进油缸给钻孔施加推进压力和给扩孔施加反提拉力，最大的推进力或者反提力大，同时推进油缸还兼具有导向功能。导向柱主要起导向作用，同时与推进油缸共同承担钻进扩孔时的回转扭矩。俯仰油缸负责收机和立机，俯仰油缸上装有平衡阀，保证收机和立机动作平稳。底座除了支撑上部的重量外，底座下面的靴板通过地脚螺栓与地面混凝土紧固连接，保证施工时整机的稳定。

本发明的支腿组件主要起整机的定位和水平调节作用，整机共有四个支腿，安装于底盘架上的两个支腿可以分别单独调节，便于调整主机总成的水平度。安装于动力单元底架上的另两个支腿同步调节，以配合安装于底盘架上的两个支腿调节整机的平衡。本发明通过调节四个支腿上支腿油缸的伸缩长度，以调节主机总成在竖直方向上的高度以及水平位置，同时在打钻时还能兼顾整机的稳定性。同时通过升高支腿组件以方便移动式底盘进行维修操作。

本发明的移动式底盘实现整机的自主移动，其底盘架与履带总成通过底盘架上设置的与履带总成连接的顶面螺栓孔和侧面螺栓孔相连接在一起，连接后组成行走装置。这样的连接方式避免了纯侧面的连接方式中完全依靠螺栓承受剪力，降低了连接螺栓的强度要求。

本发明的底盘架与动力单元底架通过底盘架上设置的与动力单元底架连接的顶面螺栓孔和侧面螺栓孔相连接在一起，这种过约束的连接方式既满足了设计和使用要求又有效降低了连接螺栓的强度要求。

本发明的底盘架上打了许多孔道，这些孔道方便从动力单元总成出来的油管穿过连接到主机总成的各个执行元件上。阀控中心是整机各个动作的控制中心，既可以电控操作也可以手动操作，且阀控中心安装于人很容易接触的位置，方便手动操作和检修，阀控中心各阀上都带有电磁铁，电控操作就是通过控制阀上的电磁铁来实现阀芯动作。同时电控操作可以通过遥控器遥控来控制各阀的电磁铁，以控制各个执行元件的动作。当阀控中心的电控操作出现故障时可以手动操作。水冷却器是液压系统的冷却中心，液压油在流动的过程中会因为摩擦、节流等原因而发热，水冷却器能够带走液压系统中产生的部分热量，从而保证系统持续正常的运转。动力单元底架是动力单元部分的主要承载部件，其本身也是液压油箱和柴油箱。柴油机泵组主要用于驱动行走，但它也能驱动除回转以外的其他所有动作，在断电的情况下，机器可以自由地移动。电机泵组可以驱动包括行走在内的所有执行元件，是施工当中主要的工作泵组，既能杜绝施工时的噪音污染又能达到节能的目的。驾驶室用于实现整机的行走操作。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明的主机总成、动力单元总成和移动式底盘一体式设计，整机自主移动，移动灵活，无需通过罐笼运输，无需拆卸或吊装，摆脱了现有固定式天井钻机从地面运到地下需通过罐笼来实现，需把主机部分和动力部分分开运输，吊装、拆卸、组装过程费力和费时，给施工带来很大不便。本发明的移动式大孔径天井钻机可以顺着斜坡道自行到施工位置，到施工位置就可以立机开始施工，施工完收机就可以自行移动，不需要任何拆卸和吊装工作，非常便利。通过顶撑油缸和底座实现整机竖直方向上的固定，推进油缸起推进和导向双重作用。通过支腿组件实现主机总成高度和水平位置的调节，同时保证整机在打钻过程中的稳定性。动力单元总成包含双动力驱动，可以非常灵活得选择驱动方式。本发明具有钻孔能力强，回转头输出扭矩大，推进反提力大，最大孔径达3米，最大钻孔深度可达500米。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的三维结构示意图。

图2为本发明实施例中移动式底盘与动力单元总成的装配示意图。

图3为本发明实施例中底盘架的三维结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对发明进一步说明，但不用来限制本发明的范围。

实施例

如图1～3所示，本发明提供的一种移动式大孔径天井钻机，包括主机总成、动力单元总成和移动式底盘8，所述主机总成包括回转头1、推进油缸3、导向柱4、顶撑油缸2、俯仰油缸5、底座6和顶板，所述回转头1与所述推进油缸3相连接，所述导向柱4的两端分别与所述顶板和底座6相连接，所述推进油缸3的两端分别与所述顶板和底座6相连接，所述顶撑油缸2与所述顶板相连接，所述移动式底盘8包括履带总成15、底盘架14和支腿组件13，所述履带总成15与所述底盘架14相连接，所述俯仰油缸5的两端分别与所述底座6和底盘架14相连接，所述动力单元总成包括动力单元底架17，所述动力单元底架17与所述底盘架14相连接，所述支腿组件13包括四个支腿，两个所述支腿安装于所述底盘架14的支腿油缸安装孔25内，另两个所述支腿安装于所述动力单元底架17上，安装于所述底盘架14上的两个所述支腿可单独调节，安装于所述动力单元底架17上的另两个所述支腿同步调节，四个所述支腿的底部支撑于地面上。

本发明的所述底盘架14上设置有所述动力单元总成油管穿出的孔道。这些孔道方便从动力单元总成出来的油管穿过连接到主机总成的各个执行元件上。

本发明的移动式底盘8实现整机的自主移动，本发明的所述底盘架14通过其上设置的与所述履带总成15连接的顶面螺栓孔20和侧面螺栓孔22，与所述履带总成15螺栓连接。这样的连接方式避免了纯侧面的连接方式中完全依靠螺栓承受剪力，降低了连接螺栓的强度要求。

本发明的所述底盘架14通过其上设置的与所述动力单元底架17连接的顶面螺栓孔24和侧面螺栓孔23，与所述动力单元底架17螺栓连接。这种过约束的连接方式既满足了设计和使用要求又有效降低了连接螺栓的强度要求。

本发明的所述底盘架14上设置有主机铰接座19和俯仰油缸支座21。底盘架14通过所述主机铰接座19与所述底座6相连接，所述底盘架14通过所述俯仰油缸支座21与所述俯仰油缸5相连接。

本发明的所述履带总成15内设置有液压马达，所述液压马达与所述动力单元总成相连接。动力单元总成提供的压力油驱动液压马达进而驱动行走。动力单元总成集中了整机很大一部分的重量，使底盘架14与履带总成15连接的底盘总成的重心靠后，整机与支腿组件13配合，提供整机立机和收机时需要的平衡力矩。履带总成15、底盘架14和动力单元总成之间通过螺栓联接成为一个整体，结构紧凑。实现了天井钻机的自主移动能力，且不需要对履带总成15进行反复的拆卸和组装。且动力单元总成包括电机泵组11和柴油机泵组10，具有双动力驱动，可以非常灵活得选择驱动方式。

本发明的回转头1通过两个低速大扭矩液压马达联合驱动回转钻头或刀盘，实现了本发明的大扭矩输出和大孔径的作业。具体地，对应产品，最大输出扭矩可以达到近200千牛米，旋转速度达24r/min，扩孔直径可达3米。

本发明的顶撑油缸2在钻孔作业时，其活塞杆顶到巷道的顶部，底座6的靴板与巷道的底部混凝土通过螺栓固定，这样实现了主机总成在竖直方向的固定，增强了整机施工作业时的稳定性，是防止孔道偏斜的有效手段。

本发明的推进油缸3给钻孔施加推进压力和给扩孔施加反提拉力，最大的推进力或者反提力大，具体地，最大的推进力或者反提力可达210T，同时推进油缸3还兼具有导向功能。导向柱4主要起导向作用，同时与推进油缸3共同承担钻进扩孔时的回转扭矩。俯仰油缸5负责收机和立机，俯仰油缸5上装有平衡阀，保证收机和立机动作平稳。底座6除了支撑上部的重量外，底座6下面的靴板通过地脚螺栓与地面混凝土紧固连接，保证施工时整机的稳定。

本发明的支腿组件13主要起整机的定位和水平调节作用，整机共有四个支腿，安装于底盘架14上的两个支腿可以分别单独调节，便于调整主机总成的水平度。安装于动力单元底架17上的另两个支腿同步调节，以配合安装于底盘架14上的两个支腿调节整机的平衡。本发明通过调节四个支腿上支腿油缸的伸缩长度，以调节主机总成在竖直方向上的高度以及水平位置，同时在打钻时还能兼顾整机的稳定性。同时通过升高支腿组件13以方便移动式底盘8进行维修操作。

本发明的底盘架14上打了许多孔道，这些孔道方便从动力单元总成出来的油管穿过连接到主机总成的各个执行元件上。本发明的动力单元总成还包括设置于所述动力单元底架17上的阀控中心9、水冷却器16、柴油机泵组10、电机泵组11、副液压油箱18和驾驶室12。阀控中心9是整机各个动作的控制中心，既可以电控操作也可以手动操作，且阀控中心9安装于人很容易接触的位置，方便手动操作和检修，阀控中心9各阀上都带有电磁铁，电控操作就是通过控制阀上的电磁铁来实现阀芯动作。同时电控操作可以通过遥控器遥控来控制各阀的电磁铁，以控制各个执行元件的动作。当阀控中心9的电控操作出现故障时可以手动操作。水冷却器16是液压系统的冷却中心，液压油在流动的过程中会因为摩擦、节流等原因而发热，水冷却器16能够带走液压系统中产生的部分热量，从而保证系统持续正常的运转。动力单元底架17是动力单元部分的主要承载部件，其本身也是液压油箱和柴油箱。柴油机泵组10主要用于驱动行走，但它也能驱动除回转以外的其他所有动作，在断电的情况下，机器可以自由地移动。电机泵组11可以驱动包括行走在内的所有执行元件，是施工当中主要的工作泵组，既能杜绝施工时的噪音污染又能达到节能的目的。驾驶室12用于实现整机的行走操作。

本发明的主机总成、动力单元总成和移动式底盘8一体式设计，整机自主移动，移动灵活，无需通过罐笼运输，无需拆卸或吊装，摆脱了现有固定式天井钻机从地面运到地下需通过罐笼来实现，需把主机部分和动力部分分开运输，吊装、拆卸、组装过程费力和费时，给施工带来很大不便。本发明的移动式大孔径天井钻机可以顺着斜坡道自行到施工位置，到施工位置就可以立机开始施工，施工完收机就可以自行移动，不需要任何拆卸和吊装工作，非常便利。通过顶撑油缸2和底座6实现整机竖直方向上的固定，推进油缸3起推进和导向双重作用。通过支腿组件13实现主机总成高度和水平位置的调节，同时保证整机在打钻过程中的稳定性。动力单元总成包含双动力驱动，可以非常灵活得选择驱动方式。本发明具有钻孔能力强，回转头输出扭矩大，推进反提力大，最大孔径达3米，最大钻孔深度可达500米。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (9)

1.一种移动式大孔径天井钻机，其特征在于：包括主机总成、动力单元总成和移动式底盘，所述主机总成包括回转头、推进油缸、导向柱、顶撑油缸、俯仰油缸、底座和顶板，所述回转头与所述推进油缸相连接，所述导向柱的两端分别与所述顶板和底座相连接，所述推进油缸的两端分别与所述顶板和底座相连接，所述顶撑油缸与所述顶板相连接，所述移动式底盘包括履带总成、底盘架和支腿组件，所述履带总成与所述底盘架相连接，所述俯仰油缸的两端分别与所述底座和底盘架相连接，所述动力单元总成包括动力单元底架，所述动力单元底架与所述底盘架相连接，所述支腿组件包括四个支腿，两个所述支腿安装于所述底盘架的支腿油缸安装孔内，另两个所述支腿安装于所述动力单元底架上，安装于所述底盘架上的两个所述支腿可单独调节，安装于所述动力单元底架上的另两个所述支腿同步调节，四个所述支腿的底部支撑于地面上。

2.根据权利要求1所述的一种移动式大孔径天井钻机，其特征在于，所述动力单元总成还包括设置于所述动力单元底架上的阀控中心、水冷却器、柴油机泵组、电机泵组、副液压油箱和驾驶室。

3.根据权利要求1所述的一种移动式大孔径天井钻机，其特征在于，所述底盘架上设置有所述动力单元总成油管穿出的孔道。

4.根据权利要求1所述的一种移动式大孔径天井钻机，其特征在于，所述底盘架通过其上设置的与所述履带总成连接的顶面螺栓孔和侧面螺栓孔，与所述履带总成螺栓连接。

5.根据权利要求1所述的一种移动式大孔径天井钻机，其特征在于，所述底盘架通过其上设置的与所述动力单元底架连接的顶面螺栓孔和侧面螺栓孔，与所述动力单元底架螺栓连接。

6.根据权利要求1所述的一种移动式大孔径天井钻机，其特征在于，所述底盘架上设置有主机铰接座和俯仰油缸支座，所述底盘架通过所述主机铰接座与所述底座相连接，所述底盘架通过所述俯仰油缸支座与所述俯仰油缸相连接。

7.根据权利要求2所述的一种移动式大孔径天井钻机，其特征在于，所述阀控中心有电控操作和手动操作，所述阀控中心通过遥控器控制各执行元件的动作，当电控操作出现故障时可以手动操作。

8.根据权利要求1所述的一种移动式大孔径天井钻机，其特征在于，所述履带总成内设置有液压马达，所述液压马达与所述动力单元总成相连接。

9.根据权利要求1所述的一种移动式大孔径天井钻机，其特征在于，所述俯仰油缸上安装有平衡阀。