CN110219598B - 一种制振构件及钻机角度调节装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制振构件及钻机角度调节装置，制振构件包括制振限位件、径向制振件和制振油缸，径向制振件通过径向位移提供与振动方向相反的摩擦力，制振油缸为径向制振件的径向位移提供动力；所述的制振限位件在轴向和径向限制径向制振件在同平面进行径向位移。钻机角度调节装置包括回转构件，在所述的回转构件的轴心同轴设置本发明所述的制振构件。本发明的制振构件有效的解决钻机在施工过程中，由于角度调节装置本身配合间隙造成机身晃动幅度较大的问题。
Description
技术领域
本发明专利属于坑道钻机变幅装置领域，涉及一种制振构件及钻机角度调节装置。
背景技术
变幅装置是钻机重要的组成部件，主要负责钻机主轴倾角和方位角的调节，并配合给进装置完成机身的稳固。
坑道钻机在钻孔施工过程中，在给进力和钻杆重力的共同作用下钻杆会形成一定的挠曲；随着钻孔深度和给进力的增加，这种挠曲会越来越明显；钻杆的挠曲造成钻杆重心偏离动力头回转中心；钻杆在回转时离心力会造成动力头的晃动。由于变幅装置自由度较多，各部件间隙存在误差累计，造成主机部分刚度较差；动力头的晃动会造成整个钻机主机部分的晃动，影响钻孔精度，降低钻机寿命，并且存在一定的安全隐患。如何增加主机部分的刚度，成为解决以上问题的难点和重点。
回转支撑和液驱回转减速器是，目前坑道钻机常用的角度调节装置。因其结构紧凑，调角方便，承载能力而得到广泛应用。回转支撑常用在顶板和底板上设置销孔，当钻机角度调整到合适的位置后，将销子同时插入顶、底板的销孔内起到固定平台角度的作用。为了方便销子的装拆，销孔与销子多采用较大的配合间隙；而且，随着钻机使用时间增加，销子和销孔的磨损会造成配合间隙越来越大，大大减低了钻机主机部分的刚度。液驱回转减速器采用涡轮蜗杆形式；得益于蜗轮蜗杆机构的自锁特性，当钻机角度调整到合适位置时，蜗杆停止转动，涡轮会在蜗杆自锁力的作用下处于锁止状态。不过受制于成本限制，钻机常用的液驱回转驱动，涡轮与蜗杆齿面间隙普遍较大，涡轮沿回转方向具有一定的活动空间，也是造成主机刚度较低的主要原因之一。
发明内容
本发明的目的是提供了一种制振构件及钻机角度调节装置，制振构件实现在轴向的限位制振，特别是当制振构件安装在钻机角度调节装置上时，能够实现钻机旋转角度范围的控制，并有效的解决钻机在施工过程中，由于角度调节装置本身配合间隙造成机身晃动幅度较大的问题。
为解决上述问题，本发明采取的技术方案为：
一种制振构件，包括制振限位件、径向制振件和制振油缸，径向制振件通过径向位移提供与振动方向相反的摩擦力，制振油缸为径向制振件的径向位移提供动力；
所述的制振限位件在轴向和径向限制径向制振件在同平面进行径向位移。
可选的，所述的制振限位件沿轴向设置，径向制振件沿径向插设在所述的制振限位件内，制振油缸埋设在径向制振件内为径向制振件的径向位移提供动力。
可选的，所述的径向制振件包括沿径向错位插设的第一径向制振件和第二径向制振件，制振油缸为第一径向制振件和第二径向制振件提供径向相对位移的动力。
可选的，所述的第一径向制振件包括沿径向由外到内设置的第一制振片和第一径向位移架，第二径向制振件包括沿径向由外到内设置的第二制振片和第二径向位移架，第一径向位移架和第二径向位移架沿径向错位插设。
可选的，所述的径向制振件包括沿径向由外到内设置的制振片和径向位移架，径向位移架带动制振片沿径向位移。
可选的，所述的制振油缸包括缸体，在所述缸体内沿缸体轴向同轴依次设置轴套和限位环，还包括活塞杆，活塞杆同轴固设在轴套上。
可选的，在所述的轴套与缸体之间的活塞杆上套设复位弹簧。
可选的，所述的制振限位件包括沿轴向依次设置的端盖和限位架，所述的限位架包括限位盘，在限位盘上沿轴向设置限位块。
一种钻机角度调节装置，包括回转构件，在所述的回转构件的轴心同轴设置本发明所述的制振构件。
可选的，所述的回转构件包括沿轴向依次设置的调角限位盖、限位块、回转件和安装盘，在所述的调角限位盖沿轴向设置制振腔，所述的制振构件沿轴向设置在制振腔内；
在所述的调角限位盖内还设置限位槽，限位槽与限位块配合限制回转件的回转角度。
本发明的优点为：
本发明提供的制振构件及钻机角度调节装置，能够实现钻机旋转角度范围的控制，并有效的解决钻机在施工过程中，由于角度调节装置本身配合间隙造成机身晃动幅度较大的问题。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的制振构件的爆炸图；
图2是图1的总装图；
图3是本发明的制振构件中的制振油缸内部结构图；
图4是本发明的钻机角度调节装置的结构爆炸图；
图5是图4的总装图；
图6是本发明的钻机角度调节装置的调角限位盖的结构示意图；
附图标记说明：
1-制振限位件、11-端盖、12-限位架、121-限位盘、122-限位块；2-第一径向制振件、21-第一制振片、22-第一径向位移架；3-第二径向制振件、31-第二制振片、32-第二径向位移架；4-制振油缸、41-缸体、411-活塞杆、412-限位盖、413-复位弹簧、414-轴套、415-限位环、42-进油口；
A-调角限位盖、A1-制振腔、A2-限位槽；B-限位块、C-回转件、D-制振构件、E-安装盘。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指以相应附图的图面为基准定义的，“内、外”是指相应部件轮廓的内和外。
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
结合图1-3，本发明的制振构件包括制振限位件1、径向制振件和制振油缸4，径向制振件通过径向位移提供与振动方向相反的摩擦力，制振油缸4为径向制振件的径向位移提供动力；制振限位件1在轴向和径向限制径向制振件在同平面进行径向位移。本发明的制振构件可以对具有振动运动的机械结构类的设备进行制振，比如在煤炭钻探领域，通常在钻孔钻进、角度调节等相关的工作部件中均存在振动运动，特别是钻机的钻头在进行角度调节等操作时会因配合间隙的存在使振动运动影响角度调节的精度，本发明的径向制振件通过径向位移提供与振动方向相反的摩擦力，制振油缸4为径向制振件的径向位移提供动力；制振限位件1在轴向和径向限制径向制振件在同平面进行径向位移，在机身振动时，提供一个沿振动方向相反的摩擦力以减小振动的幅度。
在本公开的实施例中，制振限位件1沿轴向设置，径向制振件沿径向插设在制振限位件1内，制振油缸4埋设在径向制振件内为径向制振件的径向位移提供动力。轴向设置的制振限位件1不仅能在轴向提供限位作用，同时还能在径向进行限位，使径向制振件的径向运动只能在同一平面内沿特定的径向进行，径向制振件的位移方向准确，保证最终的制振效果稳定。
在本公开的实施例中，径向制振件包括沿径向错位插设的第一径向制振件2和第二径向制振件3，制振油缸4为第一径向制振件2和第二径向制振件3提供径向相对位移的动力。错位设置的结构不仅节省整个制振构件的设置空间，同时相对的运动还可以节省位移的推动力，比如仅用一个油缸部件即可实现两者的相对运动，另外，两个制振件可以同时在同一径向的两端进行制振，呈现制振效果的叠加，制振效果更好。
比如，具体的结构可以为，第一径向制振件2包括沿径向由外到内设置的第一制振片21和第一径向位移架22，第二径向制振件3包括沿径向由外到内设置的第二制振片31和第二径向位移架32，第一径向位移架22和第二径向位移架32沿径向错位插设。更具体的，径向位移架为双层U形板的结构，第一径向位移架22与第二径向位移架32在厚度方向存在差距，从而实现插接，U形的结构为制振油缸提供容纳腔，制振片为弧形的瓦片结构，或者可以配合待制振部件的结构设置，目的是使制振片与待制振部件接触时能密切的贴合，从而提供足够的摩擦力。
径向制振件包括沿径向由外到内设置的制振片和径向位移架，径向位移架带动制振片沿径向位移。通过制振片和径向位移架的分离结构的设置可以实现位移动作和摩擦制振动作的连续传递，这样制振片由于摩擦接触较多，磨损快、寿命低，可以通过更换制振片的形式提高整体径向制振件的使用寿命。
制振油缸4包括缸体41，在缸体41内沿缸体轴向同轴依次设置轴套414和限位环415，还包括活塞杆411，活塞杆411同轴固设在轴套414上，轴套414进行缸体41的腔体隔离，一端的腔体设置活塞杆411，另一端的腔体与进油口42连通实现活塞运动，可以通过限位环415的高度的改变调整制振油缸4的行程，以适应不同的部件。
在轴套414与缸体41之间的活塞杆411上套设复位弹簧413，复位弹簧413初始状态处于被压缩状态，用于为活塞杆411收回提供弹力，活塞杆411通过缸体41端部的限位盖412设置，同时在轴套414轴向还设置格莱圈等部件进行密封。
制振限位件1包括沿轴向依次设置的端盖11和限位架12，限位架12包括限位盘121，在限位盘121上沿轴向设置限位块122，形成轴向两端均有盖体限位、径向部分限位的结构，既能保证限位功能，又能实现径向制振件的径向位移。
结合图4-6，本发明的钻机角度调节装置，包括回转构件，在回转构件的轴心同轴设置本发明的制振构件D。回转构件包括沿轴向依次设置的调角限位盖A、限位块B、回转件C和安装盘E，在调角限位盖A沿轴向设置制振腔A1，制振构件D沿轴向设置在制振腔A1内；在调角限位盖A内还设置限位槽A1，限位槽A1与限位块B配合限制回转件C的回转角度。比如，回转件C可以为液驱回转减速器和回转环形成的结构；本发明的制振构件D在钻机作业时，提供一个沿振动方向相反的摩擦力以减小振动的幅度；通过调节压力油的压力还可以控制摩擦力的大小；针对不同的施工工况设置相应的油液压力，可以有效地解决钻机在施工过程中，由于角度调节装置本身配合间隙所造成的机身晃动幅度较大的问题。
本发明的制振机构安装在钻机回转机构中的工作过程为：
在钻机需要进行角度调节时，制振油缸4中没有压力油进入，活塞杆411在复位弹簧413预紧力的作用下处于收回状态；第一制振片21和第二制振片31与制振腔A1内壁不接触。回转件(液驱回转减速器)带动调角限位盖A绕安装盘E做旋转运动；限位块B配合调角限位盖A的限位槽A2，实现钻机旋转角度范围的控制。
当钻机角度调节完毕，高压油通过进油口42进入缸体41内部，推动活塞杆411沿轴向运动，压缩复位弹簧413，并带动第一径向位移架22和第二径向位移架32沿径向运动；油缸力的作用下第一制振片21和第二制振片31与制振腔A1内壁接触；从而在钻机作业时，提供一个沿振动方向相反的摩擦力以减小振动的幅度；通过调节压力油的压力还可以控制摩擦力的大小；针对不同的施工工况设置相应的油液压力，可以有效地解决钻机在施工过程中，由于角度调节装置本身配合间隙所造成的机身晃动幅度较大的问题。
实施例一：
结合图1-3，具体的，本实施例的制振构件包括制振限位件1、径向制振件和制振油缸4，径向制振件包括沿径向错位插设的第一径向制振件2和第二径向制振件3，制振油缸4为第一径向制振件2和第二径向制振件3提供径向相对位移的动力；第一径向制振件2包括沿径向由外到内设置的第一制振片21和第一径向位移架22，第二径向制振件3包括沿径向由外到内设置的第二制振片31和第二径向位移架32，第一径向位移架22和第二径向位移架32沿径向错位插设。
制振限位件1包括沿轴向依次设置的端盖11和限位架12，限位架12包括限位盘121，在限位盘121上沿轴向设置限位块122，限位块122与限位盘121焊接而成。端盖11和限位架通过螺栓和圆锥销固定在一起，限位块122内侧采用平面结构，两平面间距略大于第一径向位移架22和第二径向位移架32中平板宽度；限位块122高度稍高于第一径向位移架22和第二径向位移架32两平板外侧间距；第二径向位移架32两个平板内侧间距略大于第一径向位移架22两平板外侧间距，以保证第一径向位移架22插入第二径向位移架32内部后能够运动自如；第一径向位移架22和第二径向位移架32的两平板上均设有U型槽，为制振油缸4提供安装位置。第一径向位移架22和第二径向位移架32上还各设有一组销孔，通过销轴与制振油缸4耳座相连；第一制振片和第二制振片均采用圆弧形结构，外经与调角限位盖A的制振腔A1内圆孔直径相同，并通过螺钉固定在制振架上；
制振油缸4包括缸体41，在缸体41内沿缸体轴向同轴依次设置轴套414和限位环415，还包括活塞杆411，活塞杆411同轴固设在轴套414上，轴套414进行缸体41的腔体隔离，一端的腔体设置活塞杆411，另一端的腔体与进油口42连通实现活塞运动，可以通过限位环415的高度的改变调整制振油缸4的行程，以适应不同的部件。在轴套414与缸体41之间的活塞杆411上套设复位弹簧413，复位弹簧413初始状态处于被压缩状态，用于为活塞杆411收回提供弹力，活塞杆411通过缸体41端部的限位盖412设置，同时在轴套414轴向还设置格莱圈等部件进行密封。当高压油通过进油口42进入缸体41内部，推动活塞杆411沿轴向运动，压缩复位弹簧413，并带动第一径向位移架22和第二径向位移架32沿径向运动；在油缸力的作用下第一制振片21和第二制振片31与制振腔A1内壁接触；从而在机身振动时，提供一个沿振动方向相反的摩擦力以减小振动的幅度；当钻机需要进行角度调节时，高压油失去压力，活塞杆411在复位弹簧413力的作用下克服回油阻力收回，第一径向位移架22和第二径向位移架32带动第一制振片21和第二制振片31收回。
结合图4-6，本实施例的钻机角度调节装置，主要由调角限位盖A、限位块B、回转件C、制振构件D和安装盘E组成。回转件C为液驱回转减速器和回转环形成的结构，液驱回转减速器通过螺栓和防松垫圈安装在安装盘E上；在液驱回转减速器上端安装有调角限位盖A；调角限位盖A圆周方向设置有安装孔，通过螺栓和防松垫圈与回转减速器固定到一起；调角限位盖A中心采用通孔结构即制振腔A1，通孔直径稍大于制振构件D中制振油缸4处于完全收回状态时的最大外径，且小于制振构件D中制振油缸4处于完全伸出状态时的最大外径；制振腔A1高度稍小于液驱回转减速器安装高度；制振腔A1内孔直径与调角限位盖A的中心通孔相同，外经稍小于液驱回转减速器内径；制振腔A1内孔经过表面热处理保证强度满足使用要求；
限位块B与安装盘E和液驱回转驱动静止部分通过螺栓和防松垫圈固定在一起。调角限位盖A在制振腔A1外侧对应限位块B的位置还设置有限位槽A2，限位槽A2宽度略大于限位块B宽度，以保证限位块B能够在限位槽A2内自由滑动。通过改变限位槽A2的起始位置和终止位置，配合限位块B，实现钻机旋转角度范围的控制。
在安装盘E上，制振腔A1同心的位置安装制振装置D。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所发明的内容。
Claims (6)
1.一种钻机角度调节装置，其特征在于，包括回转构件，在所述的回转构件的轴心同轴设置制振构件(D)；
制振构件包括制振限位件(1)、径向制振件和制振油缸(4)，径向制振件通过径向位移提供与振动方向相反的摩擦力，制振油缸(4)为径向制振件的径向位移提供动力；
所述的制振限位件(1)在轴向和径向限制径向制振件在同平面进行径向位移；
所述的径向制振件包括沿径向错位插设的第一径向制振件(2)和第二径向制振件(3)，制振油缸(4)为第一径向制振件(2)和第二径向制振件(3)提供径向相对位移的动力；
所述的第一径向制振件(2)包括沿径向由外到内设置的第一制振片(21)和第一径向位移架(22)，第二径向制振件(3)包括沿径向由外到内设置的第二制振片(31)和第二径向位移架(32)，第一径向位移架(22)和第二径向位移架(32)沿径向错位插设；
所述的回转构件包括沿轴向依次设置的调角限位盖(A)、限位块(B)、回转件(C)和安装盘(E)，在所述的调角限位盖(A)沿轴向设置制振腔(A1)，所述的制振构件(D)沿轴向设置在制振腔(A1)内；
在所述的调角限位盖(A)内还设置限位槽(A2)，限位槽(A2)与限位块(B)配合限制回转件(C)的回转角度。
2.根据权利要求1所述的钻机角度调节装置，其特征在于，所述的制振限位件(1)沿轴向设置，径向制振件沿径向插设在所述的制振限位件(1)内，制振油缸(4)埋设在径向制振件内为径向制振件的径向位移提供动力。
3.根据权利要求1或2所述的钻机角度调节装置，其特征在于，所述的径向制振件包括沿径向由外到内设置的制振片和径向位移架，径向位移架带动制振片沿径向位移。
4.根据权利要求1或2所述的钻机角度调节装置，其特征在于，所述的制振油缸(4)包括缸体(41)，在所述缸体(41)内沿缸体轴向同轴依次设置轴套(414)和限位环(415)，还包括活塞杆(411)，活塞杆(411)同轴固设在轴套(414)上。
5.根据权利要求4所述的钻机角度调节装置，其特征在于，在所述的轴套(414)与缸体(41)之间的活塞杆(411)上套设复位弹簧(413)。
6.根据权利要求1或2所述的钻机角度调节装置，其特征在于，所述的制振限位件(1)包括沿轴向依次设置的端盖(11)和限位架(12)，所述的限位架(12)包括限位盘(121)，在限位盘(121)上沿轴向设置限位块(122)。
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