CN110541675A - 一种全液压智能伞钻钻臂平动系统 - Google Patents

一种全液压智能伞钻钻臂平动系统 Download PDF

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CN110541675A CN201910922310.1A CN201910922310A CN110541675A CN 110541675 A CN110541675 A CN 110541675A CN 201910922310 A CN201910922310 A CN 201910922310A CN 110541675 A CN110541675 A CN 110541675A
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徐辉东
杨仁树
周树清
常龙
庞广峰
刘宁
刘林林
李金斗
张伟国
杨文会
程同磊
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Changzhou Weitong Mining Equipment Co ltd
CHINA COAL MINE CONSTRUCTION GROUP CO LTD
China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
China Coal No 3 Construction Group Co Ltd
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Changzhou Weitong Mining Equipment Co ltd
CHINA COAL MINE CONSTRUCTION GROUP CO LTD
China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
China Coal No 3 Construction Group Co Ltd
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    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B15/00—Supports for the drilling machine, e.g. derricks or masts
    • E21B15/04—Supports for the drilling machine, e.g. derricks or masts specially adapted for directional drilling, e.g. slant hole rigs
    • E21B15/045—Hydraulic, pneumatic or electric circuits for their positioning

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Abstract

本发明公开了一种全液压智能伞钻钻臂平动系统，其包括：滑架、主臂、上基座、下基座、回转油缸、升降油缸以及俯仰油缸；所述回转油缸侧部固定安装在所述上基座和下基座的一端上，所述上基座的另一端与所述主臂的前端铰接，所述下基座的另一端与所述升降油缸的一端铰接；所述主臂的后端与所述滑架铰接，所述升降油缸的另一端与所述主臂中部铰接；所述平动系统还包括与主臂一体的主臂联动件，所述俯仰油缸的下端与所述主臂联动件铰接，俯仰油缸的上端与所述滑架铰接。平动工作状态下，主要按成直孔的钻进，可实现一次定位多次钻孔的功能。在反平动工作状态下，主要完成倾斜孔钻进，两种功能随意切换，提高钻孔效率。

Description

一种全液压智能伞钻钻臂平动系统
技术领域：
本发明涉及一种全液压智能伞钻钻臂平动系统。
背景技术：
目前煤矿立井主要采用钻爆法施工，使用的设备主要是气动凿岩机，用压缩空气作为动力，施工时将高压气体通过管道引入到立井中，人工手持钻机进行打孔，效率极为低下。粉尘较大。严重影响工人的身心健康。也有使用气动伞钻作为立井开拓的设备，现有几款液压伞钻，由于受到钻孔深度的影响，导致整机高度过大或整机重量太大。绞车和井架都不满足液压伞钻使用要求，目前正在使用的伞钻设备钻臂主要采用非平动结构设置，操作人员每钻完一个孔，就需要反复调节控制阀，用来调节钻臂的角度。通常采用两组阀来控制钻臂的角度调节。这样操作不打无法保证钻孔的角度满足设计要求，钻孔效率也受到影响。
发明内容：
为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种全液压智能伞钻钻臂平动系统，钻臂具有平动功能和反平动切换功能，平动工作状态下，主要按成直孔的钻进，可实现一次定位多次钻孔的功能。在反平动工作状态下，主要完成倾斜孔钻进，两种功能随意切换，提高钻孔效率。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
一种全液压智能伞钻钻臂平动系统，其包括：
滑架、主臂、上基座、下基座、回转油缸、升降油缸以及俯仰油缸；
所述回转油缸侧部固定安装在所述上基座和下基座的一端上，所述上基座的另一端与所述主臂的前端铰接，所述下基座的另一端与所述升降油缸的一端铰接；
所述主臂的后端与所述滑架铰接，所述升降油缸的另一端与所述主臂中部铰接；
所述平动系统还包括与主臂一体的主臂联动件，所述俯仰油缸的下端与所述主臂联动件铰接，俯仰油缸的上端与所述滑架铰接。
所述上基座与主臂的铰接点为A 点，下基座与升降油缸的铰接点为B点，升降油缸与主臂的铰接点为C点；
所述俯仰油缸的上端与滑架的铰接点为D点，俯仰油缸的下端与主臂联动件的铰接点为F点，所述主臂的后端与滑架的铰接点为E点，D点在E点的上方；
其中，所述升降油缸与所述俯仰油缸采用串联的方式；且，A、B、C三点连线构成的△ABC与D、E、F三点连线构成的△DEF为相似三角形；
所述△ABC与△DEF的相似比等同于升降油缸的无杆腔面积与俯仰油缸的有杆腔面积的比值。
与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：
1、本发明整机结构简单，通过控制升降油缸无杆腔平衡阀锁定，开启俯仰油缸有杆腔平衡阀，就可以实现钻臂的非平动工作。仅有两个油缸和平衡阀就可以完成钻臂的平动工作和反平动切换；钻臂平动与反平动切换快，系统无延迟。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图。
图中标号：1回转油缸，2上基座，21下基座，3主臂，4升降油缸，5滑架，6俯仰油缸，7主臂联动件。
以下通过具体实施方式，并结合附图对本发明作进一步说明。
具体实施方式：
实施例：参见附图，全液压智能伞钻钻臂平动系统，其包括：
滑架5、主臂3、上基座2、下基座21、回转油缸1、升降油缸4以及俯仰油缸6以及与主臂一体的主臂联动件7；
回转油缸1的侧部固定安装在上基座2和下基座21的一端上，上基座2的另一端与所述主臂3的前端铰接，下基座21的另一端与升降油缸4的一端铰接；
所述主臂3的后端与所述滑架5铰接，所述升降油缸4的另一端与所述主臂3中部铰接；
俯仰油缸6的下端与所述主臂联动件7铰接，俯仰油缸6的上端与所述滑架5铰接，滑架上安装有液压凿岩机和推进、补偿油缸等。
所述上基座2与主臂3的铰接点为A点，下基座21与升降油缸4的铰接点为B点，升降油缸4与主臂3的铰接点为C点；
所述俯仰油缸6的上端与滑架5的铰接点为D点，俯仰油缸6的下端与主臂联动件7的铰接点为F点，所述主臂3的后端与滑架5的铰接点为E点；
其中，所述升降油缸4与所述俯仰油缸6采用串联的方式；且，A、B、C三点连线构成的△ABC与D、E、F三点连线构成的△DEF为相似三角形；
所述△ABC与△DEF的相似比等同于升降油缸4的无杆腔面积与俯仰油缸6的有杆腔面积的比值。
回转油缸1转动时带动上基座2和下基座21同步转动，带动主臂3实现沿回转油缸1周向摆动。三角形ABC与三角形EFD为相似三角形，相似比为K，为满足机构平动的要求，升降油缸4与俯仰油缸6采用串联的方式，且升降油缸4的无杆腔面积与俯仰油缸6的有杆腔面积的比值也满足K值，这种条件下，钻臂可实现平动，通过控制升降油缸4的无杆腔平衡阀锁定，开启俯仰油缸6的有杆腔平衡阀，就可以实现钻臂的非平动工作。具体实施中，可增加一个随动油缸来调节升降油缸和俯仰油缸的流量。整机结构简单，仅有两个油缸和平衡阀就可以完成钻臂的平动工作和反平动切换；钻臂平动与反平动切换快，系统无延迟；平动工作状态下，主要完成直孔的钻进，可实现一次定位多次钻孔的功能。在反平动工作状态下，主要完成倾斜孔钻进，两种功能随意切换，提高钻孔效率；本实施例中，对于各油缸的控制属于常规电控技术。

Claims (3)

1.一种全液压智能伞钻钻臂平动系统，其特征在于包括：
滑架(5)、主臂(3)、上基座(2)、下基座(21)、回转油缸(1)、升降油缸(4)以及俯仰油缸(6)；
所述回转油缸(1)侧部固定安装在所述上基座(2)和下基座(21)的一端上，所述上基座(2)的另一端与所述主臂(3)的前端铰接，所述下基座(21)的另一端与所述升降油缸(4)的一端铰接；
所述主臂(3)的后端与所述滑架(5)铰接，所述升降油缸(4)的另一端与所述主臂(3)中部铰接；
所述平动系统还包括与主臂一体的主臂联动件(7)，所述俯仰油缸(6)的下端与所述主臂联动件(7)铰接，俯仰油缸(6)的上端与所述滑架(5)铰接。
2.根据权利要求1所述的一种全液压智能伞钻钻臂平动系统，其特征在于：
所述上基座(2)与主臂(3)的铰接点为A点，下基座(21)与升降油缸(4)的铰接点为B点，升降油缸(4)与主臂(3)的铰接点为C点；
所述俯仰油缸(6)的上端与滑架(5)的铰接点为D点，俯仰油缸(6)的下端与主臂联动件(7)的铰接点为F点，所述主臂(3)的后端与滑架(5)的铰接点为E点；
其中，所述升降油缸(4)与所述俯仰油缸(6)采用串联的方式；且，A、B、C三点连线构成的△ABC与D、E、F三点连线构成的△DEF为相似三角形。
3.根据权利要求2所述的一种全液压智能伞钻钻臂平动系统，其特征在于：
所述△ABC与△DEF的相似比等同于升降油缸(4)的无杆腔面积与俯仰油缸(6)的有杆腔面积的比值。
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