CN106978973A - 移动式抗轴向冲击钻进系统 - Google Patents

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Abstract

移动式抗轴向冲击钻进系统，包括支撑框架，支撑框架顶部沿左右方向设置有导轨，导轨上通过燕尾槽滑动连接结构设置有抗冲击防爆电机，抗冲击防爆电机的主轴朝左设置并同轴连接有钻杆和钻扩孔组件，导轨右端固定设置有限位架，限位架与抗冲击防爆电机右侧之间通过钻进油缸连接，钻进油缸两端分别与限位架和抗冲击防爆电机铰接。本发明在钻孔的过程中同时进行扩孔，扩孔孔径的大小由钻进所产生的阻力巨大，阻力越大孔径越大，本发明能够自由移动，在钻孔扩孔过程中可以通过液压驱动的方式定位，提高钻孔过程中的支撑框架的稳定性。另外，本发明中的抗冲击防爆电机具有良好的抗冲击性能，有助于保护轴承不受损坏，延长使用寿命。

Description

移动式抗轴向冲击钻进系统
技术领域
本发明属于矿山机械技术领域，具体涉及一种移动式抗轴向冲击钻进系统。
背景技术
瓦斯抽采技术是矿井瓦斯安全治理的必要保障，受煤层自身因素的影响，安全可靠的瓦斯抽采必须以成孔技术为前提。由于煤层地质条件复杂，在煤层钻孔后会出现孔内坍塌，因此需要进行扩孔，现有的钻孔扩孔钻机一般为固定安装设置，每钻一个孔扩一个孔就需要搬运一次，这样影响施工效率，而且增加工人的劳动强度；扩孔钻头的回转半径均为定值，这在扩孔过程中容易产生卡钻现象，另外，在扩孔过程中，用于驱动钻杆和钻头的电机经常会遭受到非常大的轴向冲击。传统结构的电机，当转子受到轴向冲击力时，其所受的冲击负荷将完全作用到主轴两端与机壳之间的轴承上，由于轴承承受轴向力的能力有限，当冲击负荷超过所应承载能力时，轴承将会受损，电机运行性能下降甚至损坏停机。因此，对于经常受到非常大的轴向冲击负荷的电机就需要对现有电机的结构进行改进，避免轴承受损而使电机无法正常工作。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种在煤矿井下移动灵活、在扩孔过程中扩孔避免卡钻、能承受极高轴向冲击负荷驱动电机的移动式抗轴向冲击钻进系统。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：移动式抗轴向冲击钻进系统，包括支撑框架，支撑框架顶部沿左右方向设置有导轨，导轨上通过燕尾槽滑动连接结构设置有抗冲击防爆电机，抗冲击防爆电机的主轴朝左设置并同轴连接有钻杆和钻扩孔组件，导轨右端固定设置有限位架，限位架与抗冲击防爆电机右侧之间通过钻进油缸连接，钻进油缸两端分别与限位架和抗冲击防爆电机铰接；
主轴左端沿轴向方向开设有盲孔，钻杆右端伸入并螺纹连接在盲孔内；
钻扩孔组件包括连接导筒、头部和杆部，头部的外径大于杆部的外径，头部的左端面沿圆周方向均匀设置有一圈金刚石钻孔刀片，杆部内开设有右端敞口的中心回流腔，杆部左端沿圆周方向以及头部的中心处开设有与中心回流腔连通的回流孔；
连接导筒为圆管状结构，连接导筒右端内壁设置有与钻杆左端外壁螺纹连接的内螺纹，连接导筒外壁由右向左依次为第一圆柱段和第二圆柱段，第二圆柱段的外径等于杆部的内径，第一圆柱段的外径等于杆部的外径，第二圆柱段与第一圆柱段的连接处具有环形台阶，第二圆柱段的左部伸入到杆部内，杆部右端与连接导筒外壁之间设置有轴向滑动变径扩孔机构。
轴向滑动变径扩孔机构包括压缩弹簧、左连板和右连板，左连板和右连板均设置有两个，第一圆柱段的外壁关于第一圆柱段中心线对称开设有两个安装槽，每个安装槽内均固定设置有一个右连接耳，杆部的右端外壁关于杆部中心线对称固定设置有两个左连接耳，两个右连接耳和两个左连接耳位于同一平面上，右连接耳与右连板右端铰接，左连接耳与左连板左端铰接，同侧的右连板左端与左连板右端铰接，左连板外表面沿左右方向设置有金刚石扩孔刀片，压缩弹簧套装在第二圆柱段上，压缩弹簧左端和右端分别与杆部的右端面和环形台阶顶压配合；
连接导筒的第一圆柱段左侧与钻扩孔组件的杆部之间设置有扭矩传递及导向结构。
扭矩传递及导向结构包括限位柱，杆部关于中心线对称开设有两道导向孔，导向孔的长度方向与杆部的中心线平行，第一圆柱段沿径向方向开设有与两道导向孔内外对应的螺孔，限位柱螺纹连接在螺孔内，限位柱两端分别位于导向孔内，限位柱的外径与导向孔的宽度相等。
支撑框架底部设置有轨道轮，支撑框架中部设置有安装平台，支撑框架内在安装平台下方的左侧和右侧分别设置有液压站和粉尘过滤器，所述的导轨左侧底部铰接在支撑框架左侧顶部，安装平台中部与导轨中部之间通过倾角调节油缸连接，倾角调节油缸上端和下端分别与导轨和安装平台铰接，安装平台右侧设置有防爆抽风机，主轴外设置有与主轴转动连接的旋转密封结构，旋转密封结构内部与盲孔连通，旋转密封结构通过抽风管与防爆抽风机的进风口连接，防爆抽风机的出风口与粉尘过滤器的进口连接，支撑框架的右侧设置有斜撑机构。
斜撑结构包括斜撑块、第一斜撑油缸和第二斜撑油缸，支撑框架右侧上部固定设置有安装架，第一斜撑油缸的缸体端部铰接在安装架上，第二斜撑油缸的缸体端部铰接在支撑框架右侧下部，斜撑块呈三棱柱结构，斜撑块沿前后方向水平设置，斜撑块的底面水平设置，第一斜撑油缸的活塞杆端部铰接在斜撑块左侧面的下部，第二斜撑油缸的活塞杆端部铰接在斜撑块左侧面的上部；
液压站通过高压油管分别与钻进油缸、倾角调节油缸、第一斜撑油缸和第二斜撑油缸连接。
斜撑块的底面上均匀设置有抓地钉，斜撑块的右侧面下部倾斜向右下方设置有斜撑钉。
抗冲击防爆电机包括机壳、主轴、定子和转子，定子固定设置在机壳的圆周内壁，机壳的左右两端部均设置有一个轴承室，每个轴承室内均过盈安装有一个轴承，转子固定设置在主轴上，主轴左右两端分别穿过一个轴承的内圈并与轴承内圈间隙配合，主轴表面沿轴向方向开设有两道分别位于一个轴承内侧的导槽，每个轴承的内圈沿轴向方向固定连接有伸入到导槽内的导块，导槽的宽度与导块的宽度相等，导槽的轴向长度大于导块的轴向长度；机壳左端部在左侧的轴承室外设置有左端盖，主轴的左端伸出左端盖，机壳右端部在右侧的轴承室外设置有右端盖，右端盖中部开设有通孔，右端盖右侧同轴向设置有外筒体和内筒体，外筒体左端和内筒体左端通过环形板固定连接，环形板左侧表面与右端盖右侧表面固定连接，内筒体右端固定设有堵板，外筒体内壁和内筒体外壁之间形成环形腔体，外筒体右端固定连接有密封板，外筒体右端面与密封板左侧面之间设有密封环，内筒体左侧敞口，主轴右端同轴向固定连接有柱塞，柱塞滑动连接在内筒体内，柱塞上设置有与内筒体的内壁滑动密封配合的密封套，内筒体上均匀开设有若干将环形腔体和内筒体内部连通的油孔，油孔的内径的1-3mm，环形腔体的小于大于内筒体内部的体积，内筒体和环形腔体内充填有液压油，液压油的体积等于内筒体内部的体积。
主轴上设置有卡簧，卡簧与右侧的轴承内圈的右端面接触。
内筒体的内部设置有一个抗冲击弹簧，抗冲击弹簧的左端与柱塞的右端固定连接，当液压油无压力以及抗冲击弹簧处于完全伸展状态时，抗冲击弹簧的右端部与堵板接触，同时导块的右端部与导槽的右端部接触。
采用上述技术方案，支撑框架底部的轨道轮可沿煤矿井下巷道内铺设的轨道行进，行进到位后，使用跨在轨道两侧的龙门吊将本发明吊到轨道外的地面上，人工推到钻孔扩孔位置。操控液压站使第一斜撑油缸和第二斜撑油缸的活塞杆伸长，控制斜撑块接触地面，使斜撑块上的抓地钉和斜撑钉刺入地面，这样就牢牢地将支撑框架固定，抵消在钻进过程产生的后坐力。
在钻孔作业前，划好钻孔点后，启动倾角调节油缸使导轨以导轨与支撑框架前侧铰接处为支点旋转，钻进方向调整到位后停止。开始钻进时，将钻扩孔组件直接与主轴的盲孔螺接，启动抗冲击防爆电机后，钻进油缸驱动抗冲击防爆电机沿导轨向左移动，当钻扩孔组件将要全部伸入到钻孔内时，将钻扩孔组件和主轴脱离，钻进油缸驱动抗冲击防爆电机沿导轨向右移动，再把钻杆连接到主轴和钻扩孔组件之间，再启动钻进油缸驱动抗冲击防爆电机沿导轨向左移动，当钻杆将要全部伸入到钻孔内时，将钻杆和主轴脱离，再把下一根钻杆连接上。采用这种方式可以逐渐增加钻进的深度。
在钻进过程中，同时要启动防爆抽风机和粉尘过滤器，防爆抽风机将钻扩孔组件处切割的煤渣或煤屑依次由钻扩孔组件左端的排渣孔进入到钻扩孔组件和钻杆内的中心通道，再经盲孔、旋转密封结构和抽风管进入到粉尘过滤器内，经粉尘过滤器的过滤，干净的空气排到巷道内。旋转密封结构在主轴高速旋转时保持不动且可以确保与盲孔内部连通。
本发明中钻扩孔组件的工作原理及过程为：金刚石钻孔刀片先进行钻进过程中对煤层进行钻孔切割作业；当金刚石钻孔刀片在旋转钻孔作业遇到较大阻力时，头部向右顶压杆部沿连接导筒向右顶压压缩弹簧，杆部克服压缩弹簧的弹力，杆部沿第一圆柱段外壁向右移动，导向孔沿限位柱向右移动，左连接耳和右连接耳之间的距离变小，左连板和右连板的铰接处沿径向方向向外伸出，左连板外表面的金刚石扩孔刀片的旋转半径增大，直到导向孔的左端侧壁与限位柱顶压接触，金刚石扩孔刀片的旋转半径达到最大值，金刚石扩孔刀片进一步将钻孔扩大。钻孔达到预定孔深后，将钻扩孔组件和钻杆右撤一小段距离，钻扩孔组件在压缩弹簧的作用下恢复到初始位置，即导向孔的右端侧壁与限位柱顶压接触，将钻杆以及钻扩孔组件抽出钻孔外。接着再钻孔内放入瓦斯抽放管，进行瓦斯抽放工序。
由于钻扩孔组件是对煤层或岩层进行钻孔作业，钻扩孔组件受到较大阻力就会把轴向冲击力传递到抗冲击防爆电机，抗冲击防爆电机的主轴会受到较强的冲击力。抗冲击防爆电机的主轴左端为动力输出端，当主轴左端受到轴向冲击时，主轴会突然向右窜动，主轴上的导槽沿轴承内圈上固定设置的导块向右移动，主轴右端就会驱动柱塞，柱塞驱动抗冲击弹簧向右顶压堵板，同时，柱塞对液压油产生推力，将内筒体内的液压油通过油孔挤入到环形空腔内，由于柱塞由左向右移动，柱塞上的密封套会将内筒体上的油孔封堵，内筒体与环形腔体之间油孔通道减小，内筒体内液压油的压力增大，液压油就能起到良好的缓冲减压左右，抗冲击弹簧也起到良好的缓冲作用，这样就避免轴承受到冲击力，有效地保护了轴承。主轴上开设导槽与轴承内圈上固定设置的导块之间的配合用于传递扭矩，同时也方便主轴沿轴向移动，在主轴与轴承内圈之间具有间隙的条件下，也确保主轴在转动过程中不与轴承内圈产生摩擦。卡簧用于定位右侧轴承轴向位置的作用。
当抗冲击弹簧处于完全伸展状态时，抗冲击弹簧的右端部与右端盖接触，同时导块的右端部与导槽的右端部接触；这样在主轴未受到轴向冲击力时，使主轴在轴向方向上定位。
环形腔体的小于大于内筒体内部的体积，液压油的体积等于内筒体内部的体积，这样环形腔体内充满液压油后，内筒体内部仍然有一部分液压油，避免柱塞将抗冲击弹簧也压到最短极限时产生硬碰硬的应力。
综上所述，本发明在钻孔的过程中同时进行扩孔，扩孔孔径的大小由钻进所产生的阻力巨大，阻力越大孔径越大，本发明能够自由移动，在钻孔扩孔过程中可以通过液压驱动的方式定位，提高钻孔过程中的支撑框架的稳定性。另外，本发明中的抗冲击防爆电机具有良好的抗冲击性能，有助于保护轴承不受损坏，延长使用寿命。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中抗冲击防爆电机的轴向剖视图；
图3是图2中I处的放大图；
图4是本发明的钻扩孔组件和钻杆在工作状态下的结构示意图；
图5是本发明的钻扩孔组件和钻杆在退钻状态下的结构示意图；
图6是本发明中钻扩孔组件的外形结构示意图；
图7是图6中连接导筒的俯视图；
图8是左连板和右连板的立体结构示意图。
具体实施方式
如图1-图8所示，本发明的移动式抗轴向冲击钻进系统，包括支撑框架1，支撑框架1顶部沿左右方向设置有导轨2，导轨2上通过燕尾槽滑动连接结构设置有抗冲击防爆电机3，抗冲击防爆电机3的主轴8朝左设置并同轴连接有钻杆5和钻扩孔组件4，导轨2右端固定设置有限位架6，限位架6与抗冲击防爆电机3右侧之间通过钻进油缸7连接，钻进油缸7两端分别与限位架6和抗冲击防爆电机3铰接。
主轴8左端沿轴向方向开设有盲孔，钻杆5右端伸入并螺纹连接在盲孔内。
钻扩孔组件4包括连接导筒15、头部16和杆部17，头部16的外径大于杆部17的外径，头部16的左端面沿圆周方向均匀设置有一圈金刚石钻孔刀片18，杆部17内开设有右端敞口的中心回流腔19，杆部17左端沿圆周方向以及头部16的中心处开设有与中心回流腔19连通的回流孔20；
连接导筒15为圆管状结构，连接导筒15右端内壁设置有与钻杆5左端外壁螺纹连接的内螺纹，连接导筒15外壁由右向左依次为第一圆柱段21和第二圆柱段22，第二圆柱段22的外径等于杆部17的内径，第一圆柱段21的外径等于杆部17的外径，第二圆柱段22与第一圆柱段21的连接处具有环形台阶23，第二圆柱段22的左部伸入到杆部17内，杆部17右端与连接导筒15外壁之间设置有轴向滑动变径扩孔机构。
轴向滑动变径扩孔机构包括压缩弹簧24、左连板25和右连板26，左连板25和右连板26均设置有两个，第一圆柱段21的外壁关于第一圆柱段21中心线对称开设有两个安装槽27，每个安装槽27内均固定设置有一个右连接耳28，杆部17的右端外壁关于杆部17中心线对称固定设置有两个左连接耳29，两个右连接耳28和两个左连接耳29位于同一平面上，右连接耳28与右连板26右端铰接，左连接耳29与左连板25左端铰接，同侧的右连板26左端与左连板25右端铰接，左连板25外表面沿左右方向设置有金刚石扩孔刀片30，压缩弹簧24套装在第二圆柱段22上，压缩弹簧24左端和右端分别与杆部17的右端面和环形台阶23顶压配合；连接导筒15的第一圆柱段21左侧与钻扩孔组件4的杆部17之间设置有扭矩传递及导向结构。
扭矩传递及导向结构包括限位柱31，杆部17关于中心线对称开设有两道导向孔32，导向孔32的长度方向与杆部17的中心线平行，第一圆柱段21沿径向方向开设有与两道导向孔32内外对应的螺孔，限位柱31螺纹连接在螺孔内，限位柱31两端分别位于导向孔32内，限位柱31的外径与导向孔32的宽度相等。
支撑框架1底部设置有轨道轮9，支撑框架1中部设置有安装平台10，支撑框架1内在安装平台10下方的左侧和右侧分别设置有液压站11和粉尘过滤器12（或者是布袋除尘器），所述的导轨2左侧底部铰接在支撑框架1左侧顶部，安装平台10中部与导轨2中部之间通过倾角调节油缸13连接，倾角调节油缸13上端和下端分别与导轨2和安装平台10铰接，安装平台10右侧设置有防爆抽风机14，主轴8外设置有与主轴8转动连接的旋转密封结构50（为现有成熟技术，具体构造不再赘述），旋转密封结构50内部与盲孔连通，旋转密封结构50通过抽风管51与防爆抽风机14的进风口连接，防爆抽风机14的出风口与粉尘过滤器12的进口连接，支撑框架1的右侧设置有斜撑机构。
斜撑结构包括斜撑块52、第一斜撑油缸53和第二斜撑油缸54，支撑框架1右侧上部固定设置有安装架55，第一斜撑油缸53的缸体端部铰接在安装架55上，第二斜撑油缸54的缸体端部铰接在支撑框架1右侧下部，斜撑块52呈三棱柱结构，斜撑块52沿前后方向水平设置，斜撑块52的底面水平设置，第一斜撑油缸53的活塞杆端部铰接在斜撑块52左侧面的下部，第二斜撑油缸54的活塞杆端部铰接在斜撑块52左侧面的上部；
液压站11通过高压油管分别与钻进油缸7、倾角调节油缸13、第一斜撑油缸53和第二斜撑油缸54连接。
斜撑块52的底面上均匀设置有抓地钉56，斜撑块52的右侧面下部倾斜向右下方设置有斜撑钉57。
抗冲击防爆电机3，包括机壳58、定子59和转子60，定子59固定设置在机壳58的圆周内壁，机壳58的左右两端部均设置有一个轴承室，每个轴承室内均过盈安装有一个轴承61，转子60固定设置在主轴8上，主轴8左右两端分别穿过一个轴承61的内圈并与轴承61内圈间隙配合，主轴8表面沿轴向方向开设有两道分别位于一个轴承61内侧的导槽62，每个轴承61的内圈沿轴向方向固定连接有伸入到导槽62内的导块63，导槽62的宽度与导块63的宽度相等，导槽62的轴向长度大于导块63的轴向长度；机壳58左端部在左侧的轴承61室外设置有左端盖64，主轴8的左端伸出左端盖64，机壳58右端部在右侧的轴承61室外设置有右端盖65，右端盖65中部开设有通孔66，右端盖65右侧同轴向设置有外筒体67和内筒体68，外筒体67左端和内筒体68左端通过环形板69固定连接，环形板69左侧表面与右端盖65右侧表面固定连接，内筒体68右端固定设有堵板70，外筒体67内壁和内筒体68外壁之间形成环形腔体71，外筒体67右端固定连接有密封板72，外筒体67右端面与密封板72左侧面之间设有密封环73，内筒体68左侧敞口，主轴8右端同轴向固定连接有柱塞74，柱塞74滑动连接在内筒体68内，柱塞74上设置有与内筒体68的内壁滑动密封配合的密封套75，内筒体68上均匀开设有若干将环形腔体71和内筒体68内部连通的油孔76，油孔76的内径的1-3mm，环形腔体71的小于大于内筒体68内部的体积，内筒体68和环形腔体71内充填有液压油，液压油的体积等于内筒体68内部的体积。
主轴8上设置有卡簧77，卡簧77与右侧的轴承61内圈的右端面接触。
内筒体68的内部设置有一个抗冲击弹簧78，抗冲击弹簧78的左端与柱塞74的右端固定连接，当液压油无压力以及抗冲击弹簧78处于完全伸展状态时，抗冲击弹簧78的右端部与堵板70接触，同时导块63的右端部与导槽62的右端部接触。
支撑框架1底部的轨道轮9可沿煤矿井下巷道内铺设的轨道行进，行进到位后，使用跨在轨道两侧的龙门吊将本发明吊到轨道外的地面上，人工推到钻孔扩孔位置。操控液压站11使第一斜撑油缸53和第二斜撑油缸54的活塞杆伸长，控制斜撑块52接触地面，使斜撑块52上的抓地钉56和斜撑钉57刺入地面，这样就牢牢地将支撑框架1固定，抵消在钻进过程产生的后坐力。
在钻孔作业前，划好钻孔点后，启动倾角调节油缸13使导轨2以导轨2与支撑框架1前侧铰接处为支点旋转，钻进方向调整到位后停止。开始钻进时，将钻扩孔组件直接与主轴8的盲孔螺接，启动抗冲击防爆电机3后，钻进油缸7驱动抗冲击防爆电机3沿导轨2向左移动，当钻扩孔组件将要全部伸入到钻孔内时，将钻扩孔组件和主轴8脱离，钻进油缸7驱动抗冲击防爆电机3沿导轨2向右移动，再把钻杆5连接到主轴8和钻扩孔组件之间，再启动钻进油缸7驱动抗冲击防爆电机3沿导轨2向左移动，当钻杆5将要全部伸入到钻孔内时，将钻杆5和主轴8脱离，再把下一根钻杆5连接上。采用这种方式可以逐渐增加钻进的深度。
在钻进过程中，同时要启动防爆抽风机14和粉尘过滤器12，防爆抽风机14将钻扩孔组件处切割的煤渣或煤屑依次由钻扩孔组件左端的排渣孔18进入到钻扩孔组件和钻杆5内的中心通道17，再经盲孔、旋转密封结构50和抽风管51进入到粉尘过滤器12内，经粉尘过滤器12的过滤，干净的空气排到巷道内。旋转密封结构50在主轴8高速旋转时保持不动且可以确保与盲孔内部连通。
本发明中钻扩孔组件4的工作原理及过程为：金刚石钻孔刀片18先进行钻进过程中对煤层进行钻孔切割作业；当金刚石钻孔刀片18在旋转钻孔作业遇到较大阻力时，头部16向右顶压杆部17沿连接导筒15向右顶压压缩弹簧24，杆部17克服压缩弹簧24的弹力，杆部17沿第一圆柱段21外壁向右移动，导向孔32沿限位柱31向右移动，左连接耳29和右连接耳28之间的距离变小，左连板25和右连板26的铰接处沿径向方向向外伸出，左连板25外表面的金刚石扩孔刀片30的旋转半径增大，直到导向孔32的左端侧壁与限位柱31顶压接触，金刚石扩孔刀片30的旋转半径达到最大值，金刚石扩孔刀片30进一步将钻孔扩大。钻孔达到预定孔深后，将钻扩孔组件和钻杆右撤一小段距离，钻扩孔组件在压缩弹簧24的作用下恢复到初始位置，即导向孔32的右端侧壁与限位柱31顶压接触，将钻杆5以及钻扩孔组件4抽出钻孔外。接着再钻孔内放入瓦斯抽放管，进行瓦斯抽放工序。
由于钻扩孔组件是对煤层或岩层进行钻孔作业，钻扩孔组件受到较大阻力就会把轴向冲击力传递到抗冲击防爆电机3，抗冲击防爆电机3的主轴8会受到较强的冲击力。抗冲击防爆电机3的主轴8左端为动力输出端，当主轴8左端受到轴向冲击时，主轴8会突然向右窜动，主轴8上的导槽62沿轴承61内圈上固定设置的导块63向右移动，主轴8右端就会驱动柱塞74，柱塞74驱动抗冲击弹簧78向右顶压堵板70，同时，柱塞74对液压油产生推力，将内筒体68内的液压油通过油孔76挤入到环形空腔内，由于柱塞74由左向右移动，柱塞74上的密封套75会将内筒体68上的油孔76封堵，内筒体68与环形腔体71之间油孔76通道减小，内筒体68内液压油的压力增大，液压油就能起到良好的缓冲减压左右，抗冲击弹簧78也起到良好的缓冲作用，这样就避免轴承61受到冲击力，有效地保护了轴承61。主轴8上开设导槽62与轴承61内圈上固定设置的导块63之间的配合用于传递扭矩，同时也方便主轴8沿轴向移动，在主轴8与轴承61内圈之间具有间隙的条件下，也确保主轴8在转动过程中不与轴承61内圈产生摩擦。卡簧77用于定位右侧轴承61轴向位置的作用。
当抗冲击弹簧78处于完全伸展状态时，抗冲击弹簧78的右端部与右端盖65接触，同时导块63的右端部与导槽62的右端部接触；这样在主轴8未受到轴向冲击力时，使主轴8在轴向方向上定位。
环形腔体71的小于大于内筒体68内部的体积，液压油的体积等于内筒体68内部的体积，这样环形腔体71内充满液压油后，内筒体68内部仍然有一部分液压油，避免柱塞74将抗冲击弹簧78也压到最短极限时产生硬碰硬的应力。
本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.移动式抗轴向冲击钻进系统，其特征在于：包括支撑框架，支撑框架顶部沿左右方向设置有导轨，导轨上通过燕尾槽滑动连接结构设置有抗冲击防爆电机，抗冲击防爆电机的主轴朝左设置并同轴连接有钻杆和钻扩孔组件，导轨右端固定设置有限位架，限位架与抗冲击防爆电机右侧之间通过钻进油缸连接，钻进油缸两端分别与限位架和抗冲击防爆电机铰接；
主轴左端沿轴向方向开设有盲孔，钻杆右端伸入并螺纹连接在盲孔内；
钻扩孔组件包括连接导筒、头部和杆部，头部的外径大于杆部的外径，头部的左端面沿圆周方向均匀设置有一圈金刚石钻孔刀片，杆部内开设有右端敞口的中心回流腔，杆部左端沿圆周方向以及头部的中心处开设有与中心回流腔连通的回流孔；
连接导筒为圆管状结构，连接导筒右端内壁设置有与钻杆左端外壁螺纹连接的内螺纹，连接导筒外壁由右向左依次为第一圆柱段和第二圆柱段，第二圆柱段的外径等于杆部的内径，第一圆柱段的外径等于杆部的外径，第二圆柱段与第一圆柱段的连接处具有环形台阶，第二圆柱段的左部伸入到杆部内，杆部右端与连接导筒外壁之间设置有轴向滑动变径扩孔机构。
2.根据权利要求1所述的移动式抗轴向冲击钻进系统，其特征在于：轴向滑动变径扩孔机构包括压缩弹簧、左连板和右连板，左连板和右连板均设置有两个，第一圆柱段的外壁关于第一圆柱段中心线对称开设有两个安装槽，每个安装槽内均固定设置有一个右连接耳，杆部的右端外壁关于杆部中心线对称固定设置有两个左连接耳，两个右连接耳和两个左连接耳位于同一平面上，右连接耳与右连板右端铰接，左连接耳与左连板左端铰接，同侧的右连板左端与左连板右端铰接，左连板外表面沿左右方向设置有金刚石扩孔刀片，压缩弹簧套装在第二圆柱段上，压缩弹簧左端和右端分别与杆部的右端面和环形台阶顶压配合；
连接导筒的第一圆柱段左侧与钻扩孔组件的杆部之间设置有扭矩传递及导向结构。
3.根据权利要求2所述的移动式抗轴向冲击钻进系统，其特征在于：扭矩传递及导向结构包括限位柱，杆部关于中心线对称开设有两道导向孔，导向孔的长度方向与杆部的中心线平行，第一圆柱段沿径向方向开设有与两道导向孔内外对应的螺孔，限位柱螺纹连接在螺孔内，限位柱两端分别位于导向孔内，限位柱的外径与导向孔的宽度相等。
4.根据权利要求1所述的移动式抗轴向冲击钻进系统，其特征在于：支撑框架底部设置有轨道轮，支撑框架中部设置有安装平台，支撑框架内在安装平台下方的左侧和右侧分别设置有液压站和粉尘过滤器，所述的导轨左侧底部通过铰接在支撑框架左侧顶部，安装平台中部与导轨中部之间通过倾角调节油缸连接，倾角调节油缸上端和下端分别与导轨和安装平台铰接，安装平台右侧设置有防爆抽风机，主轴外设置有与主轴转动连接的旋转密封结构，旋转密封结构内部与盲孔连通，旋转密封结构通过抽风管与防爆抽风机的进风口连接，防爆抽风机的出风口与粉尘过滤器的进口连接，支撑框架的右侧设置有斜撑机构。
5.根据权利要求4所述的移动式抗轴向冲击钻进系统，其特征在于：斜撑结构包括斜撑块、第一斜撑油缸和第二斜撑油缸，支撑框架右侧上部固定设置有安装架，第一斜撑油缸的缸体端部铰接在安装架上，第二斜撑油缸的缸体端部铰接在支撑框架右侧下部，斜撑块呈三棱柱结构，斜撑块沿前后方向水平设置，斜撑块的底面水平设置，第一斜撑油缸的活塞杆端部铰接在斜撑块左侧面的下部，第二斜撑油缸的活塞杆端部铰接在斜撑块左侧面的上部；
液压站通过高压油管分别与钻进油缸、倾角调节油缸、第一斜撑油缸和第二斜撑油缸连接。
6.根据权利要求5所述的移动式抗轴向冲击钻进系统，其特征在于：斜撑块的底面上均匀设置有抓地钉，斜撑块的右侧面下部倾斜向右下方设置有斜撑钉。
7.根据权利要求1所述的移动式抗轴向冲击钻进系统，其特征在于：抗冲击防爆电机包括机壳、主轴、定子和转子，定子固定设置在机壳的圆周内壁，机壳的左右两端部均设置有一个轴承室，每个轴承室内均过盈安装有一个轴承，转子固定设置在主轴上，主轴左右两端分别穿过一个轴承的内圈并与轴承内圈间隙配合，主轴表面沿轴向方向开设有两道分别位于一个轴承内侧的导槽，每个轴承的内圈沿轴向方向固定连接有伸入到导槽内的导块，导槽的宽度与导块的宽度相等，导槽的轴向长度大于导块的轴向长度；机壳左端部在左侧的轴承室外设置有左端盖，主轴的左端伸出左端盖，机壳右端部在右侧的轴承室外设置有右端盖，右端盖中部开设有通孔，右端盖右侧同轴向设置有外筒体和内筒体，外筒体左端和内筒体左端通过环形板固定连接，环形板左侧表面与右端盖右侧表面固定连接，内筒体右端固定设有堵板，外筒体内壁和内筒体外壁之间形成环形腔体，外筒体右端固定连接有密封板，外筒体右端面与密封板左侧面之间设有密封环，内筒体左侧敞口，主轴右端同轴向固定连接有柱塞，柱塞滑动连接在内筒体内，柱塞上设置有与内筒体的内壁滑动密封配合的密封套，内筒体上均匀开设有若干将环形腔体和内筒体内部连通的油孔，油孔的内径的1-3mm，环形腔体的小于大于内筒体内部的体积，内筒体和环形腔体内充填有液压油，液压油的体积等于内筒体内部的体积。
8.根据权利要求7所述的移动式抗轴向冲击钻进系统，其特征在于：主轴上设置有卡簧，卡簧与右侧的轴承内圈的右端面接触。
9.根据权利要求7所述的移动式抗轴向冲击钻进系统，其特征在于：内筒体的内部设置有一个抗冲击弹簧，抗冲击弹簧的左端与柱塞的右端固定连接，当液压油无压力以及抗冲击弹簧处于完全伸展状态时，抗冲击弹簧的右端部与堵板接触，同时导块的右端部与导槽的右端部接触。
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