CN110900707A - 一种煤矿井下用挤塑管的钻孔设备 - Google Patents

一种煤矿井下用挤塑管的钻孔设备 Download PDF

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CN110900707A CN201911315061.6A CN201911315061A CN110900707A CN 110900707 A CN110900707 A CN 110900707A CN 201911315061 A CN201911315061 A CN 201911315061A CN 110900707 A CN110900707 A CN 110900707A
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赖朝旭
吴成学
肖宏辉
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Abstract

本发明公开了一种煤矿井下用挤塑管的钻孔设备，包括设底座、横向钻孔机构、纵向钻孔机构、一组夹持固定机构和PLC主控制器和计米机构，一组所述夹持固定机构分别安装在底座上的支撑板的两端，支撑板与底座滑动连接，夹持固定机构用于夹持匀速运行中的待加工挤塑管并随待加工挤塑管同步运行，纵向钻孔机构滑动安装在支撑板上的支撑杆上，横向钻孔机构滑动安装在底座上，横向钻孔机构布置于夹持固定机构的侧部方向，纵向钻孔机构布置于夹持固定机构的顶部方向，横向钻孔机构和纵向钻孔机构的中心轴线互相垂直；该设备能对挤塑管生产线上匀速移动中的煤矿井下用挤塑预抽管在切割之前进行在线钻孔的自动钻孔。

Description

一种煤矿井下用挤塑管的钻孔设备
技术领域
本发明涉及煤矿挤塑管钻孔技术领域，具体涉及一种煤矿井下用挤塑管的钻孔设备。
背景技术
随着煤矿井下先抽后采的瓦斯治理方案的实施，煤矿对挤塑预抽管的需求急剧增大，其中大部分挤塑预抽管需要在管壁密集钻孔，其中大部分挤塑预抽管需要管壁呈90度交叉分布密集钻孔，便于将预抽管插入煤层后抽采瓦斯。
传统情况下，管道都是在等挤塑管加工成型切割后，采取手枪钻进行人工钻孔，工人们拿着手枪钻一个一个地在管道上钻孔，这样操作的效率低下且成品不规则，钻孔之间的距离都考人肉眼判断，往往造成误差大的结果，而钻孔的质量直接影响到管道的质量，管道的质量往往不能得到保证，并且需要投入很多的人力成本；随着挤塑预抽管的市场需求的不断扩大，采用手枪钻的方式就难以维持生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种煤矿井下用挤塑管的钻孔设备，能对挤塑管生产线上匀速移动中的煤矿井下用挤塑预抽管在切割之前进行在线钻孔的自动钻孔。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种煤矿井下用挤塑管的钻孔设备，包括设底座、横向钻孔机构、纵向钻孔机构、一组夹持固定机构和PLC主控制器和计米机构，一组所述夹持固定机构分别安装在底座上的支撑板的两端，所述支撑板与所述底座滑动连接，所述夹持固定机构用于夹持匀速运行中的待加工挤塑管并随待加工挤塑管同步运行，所述纵向钻孔机构滑动安装在所述支撑板上的支撑杆上，所述横向钻孔机构滑动安装在所述底座上，所述横向钻孔机构布置于所述夹持固定机构的侧部方向，所述纵向钻孔机构布置于所述夹持固定机构的顶部方向，所述横向钻孔机构和纵向钻孔机构的中心轴线互相垂直；
所述底座上还设有连接架，所述连接架上安装有压紧辊，所述计米机构安装在所述压紧辊上；
所述PLC主控制器安装在控制柜里，所述控制柜上设有操作界面，所述PLC主控制器的采样信号输入端连接操作界面和计米机构，所述PLC主控制器的使能信号输出端分别与所述横向钻孔机构、纵向钻孔机构及夹持固定机构的驱动元件相连。
进一步地，所述横向钻孔机构包括横向钻孔组件和横向移动组件，所述横向钻孔组件安装在横向移动组件上，所述横向钻孔组件包括多个横向钻夹头、多个第一同步带轮和一个横向驱动电机，多个所述横向钻夹头均通过连接轴分别与多个第一同步带轮连接，所述横向钻夹头与所述第一同步带轮一一对应，多个所述第一同步带轮通过第一同步驱动皮带连接，其中一个横向钻夹头的连接轴通过横向连轴器与所述横向驱动电机的输出轴连接，所述横向驱动电机与所述PLC主控制器的使能信号输出端相连。
进一步地，所述横向移动组件包括横向气缸和横向滑动块，所述横向气缸通过安装座安装在底座上，所述横向气缸的输出轴与所述横向滑动块连接，所述横向滑动块滑动安装在所述底座上，所述横向驱动电机安装在所述横向滑动块上，所述横向气缸与所述PLC主控制器的使能信号输出端相连。
进一步地，所述横向钻夹头上安装有横向钻头。
进一步地，所述纵向钻孔机构包括纵向钻孔组件和纵向移动组件，所述纵向钻孔组件安装在纵向移动组件上，所述纵向钻孔组件包括多个纵向钻夹头、多个第二同步带轮和一个纵向驱动电机，多个所述纵向钻夹头均通过连接轴分别与多个第二同步带轮连接，所述纵向钻夹头与所述第二同步带轮一一对应，多个所述第二同步带轮通过第二同步驱动皮带连接，其中一个纵向钻夹头的连接轴通过纵向连轴器与所述纵向驱动电机的输出轴连接，所述纵向驱动电机与所述PLC主控制器的使能信号输出端相连。
进一步地，所述纵向移动组件包括纵向气缸和纵向滑动块，所述纵向气缸通过安装架安装在支撑杆上，所述纵向气缸的输出轴与所述纵向滑动块连接，所述纵向滑动块滑动安装在所述支撑杆上，所述纵向驱动电机安装在所述纵向滑动块上，所述纵向气缸与所述PLC主控制器的使能信号输出端相连。
进一步地，所述纵向钻夹头上安装纵向钻头。
进一步地，所述夹持固定机构包括上移动夹架、下固定夹架和竖向推动气缸，所述下固定夹架固定安装在所述支撑板上，所述竖向推动气缸的输出端与所述上移动夹架连接，所述上移动夹架与所述下固定夹架相对设置，所述竖向推动气缸通过滑动条与所述底座滑动连接，所述上移动夹架和下固定夹架之间形成用于固定待加工挤塑管的V型夹持空间。
进一步地，所述底座上安装有回车气缸，所述回车气缸的输出轴与所述支撑板连接，所述回车气缸与所述PLC主控制器的使能信号输出端相连。
进一步地，计米机构包括计米器，所述计米器与所述PLC主控制器的采样信号输入端相连。
本发明的有益效果是：
本发明的钻孔设备安装在挤塑管生产线上，挤塑管生产成型后钻孔设备可对在生产线上正在运行中的挤塑管进行钻孔操作，所述夹持固定机构固定夹紧匀速运行中的待加工挤塑管并随待加工挤塑管在生产线上同步运动；所述横向钻孔机构和纵向钻孔机构以夹持固定机构为中心，对夹持在夹持固定机构中心的挤塑管进行互相垂直的两个方向的同步钻孔，钻孔的同时也随挤塑管同步均匀运行，位于夹持固定机构前方的计米器，能根据需要计量设置挤塑管钻孔的长度数据，并将长度数据输送至PLC主控制器贮存，PLC主控制器发出指令控制横向钻孔机构、纵向钻孔机构和夹持固定机构的驱动元件的工作时间和工作间隔以便后续切割出适当长度的挤塑管，驱动横向钻孔机构、纵向钻孔机构和夹持固定机构能同步协作进行钻孔，并根据切割的长度调节钻孔的时间间隔以预留切割段的长度，整个钻孔工序设置在挤塑管的生产线上，对加工成型的挤塑管在切割之前就同步进行钻孔，相比以往的先将挤塑管进行切割再用人工手钻或人工排钻进行钻孔的方式，不仅节省了人工搬运切割管的工序还大大地提高了钻孔的效率和钻孔的质量。
附图说明
图1为本发明煤矿井下用挤塑管的钻孔设备整体结构的侧视图；
图2为本发明煤矿井下用挤塑管的钻孔设备整体结构的正视图；
图中，1-底座，101-支撑板，102-支撑杆，103-连接架，2-横向钻孔机构，201-横向钻夹头，202-第一同步带轮，203-横向驱动电机，204-第一同步驱动皮带，205-横向连轴器，206-横向钻头，3-纵向钻孔机构，301-纵向钻夹头，302-第二同步带轮，303-纵向驱动电机，304-第二同步驱动皮带，305-纵向连轴器，306-纵向钻头，4-夹持固定机构，401-上移动夹架，402-下固定夹架，403-竖向推动气缸，5-PLC主控制器，6-计米机构，7-待加工挤塑管，8-压紧辊，9-控制柜，10-操作界面，11-横向气缸，12-横向滑动块，13-安装座，14-纵向气缸，15-纵向滑动块，16-安装架，17-回车气缸，18-V型夹持空间。
具体实施方式
下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：
请参照图1，一种煤矿井下用挤塑管的钻孔设备，包括设底座1、横向钻孔机构2、纵向钻孔机构3、一组夹持固定机构4和PLC主控制器5和计米机构6，一组所述夹持固定机构4分别安装在底座1上的支撑板101的两端，所述支撑板101与所述底座1滑动连接，所述夹持固定机构4用于夹持匀速运行中的待加工挤塑管7并随待加工挤塑管7同步运行，所述纵向钻孔机构3滑动安装在所述支撑板101上的支撑杆102上，所述横向钻孔机构2滑动安装在所述底座1上，所述横向钻孔机构2布置于所述夹持固定机构4的侧部方向，所述纵向钻孔机构3布置于所述夹持固定机构4的顶部方向，所述横向钻孔机构2和纵向钻孔机构3的中心轴线互相垂直；
所述底座1上还设有连接架103，所述连接架103上安装有压紧辊8，所述计米机构6安装在所述压紧辊8上；
所述PLC主控制器5安装在控制柜9里，所述控制柜9上设有操作界面10，所述PLC主控制器5的采样信号输入端连接操作界面10和计米机构6，所述PLC主控制器5的使能信号输出端分别与所述横向钻孔机构2、纵向钻孔机构3及夹持固定机构4的驱动元件相连。
本发明的煤矿井下用挤塑管的钻孔设备安装在挤塑管生产线上，挤塑管生产成型后钻孔设备可对在生产线上正在运行中的挤塑管进行钻孔操作，所述夹持固定机构4固定夹紧匀速运行中的待加工挤塑管7并随待加工挤塑管7在生产线上同步运动；所述横向钻孔机构2和纵向钻孔机构3以夹持固定机构4为中心，对夹持在夹持固定机构4中心的挤塑管进行互相垂直的两个方向的同步钻孔，钻孔的同时也随挤塑管同步均匀运行，位于夹持固定机构4前方的计米机构6，能根据需要计量设置挤塑管钻孔的长度数据，将长度数据输送至PLC主控制器5贮存，PLC主控制器5发出指令控制横向钻孔机构2、纵向钻孔机构3和夹持固定机构4的驱动元件，驱动横向钻孔机构2、纵向钻孔机构3和夹持固定机构4同步协作进行钻孔，并根据切割的长度调节钻孔的时间间隔以预留切割段的长度，整个钻孔工序设置在挤塑管的生产线上，对加工成型的挤塑管在切割之前就同步进行钻孔，相比以往的先将挤塑管进行切割再用人工手钻或人工排钻进行钻孔的方式，不仅节省了人工搬运切割管的工序还大大地提高了钻孔的效率和钻孔的质量。
请参照图1-2，所述横向钻孔机构2包括横向钻孔组件和横向移动组件，所述横向钻孔组件安装在横向移动组件上，所述横向钻孔组件包括多个横向钻夹头201、多个第一同步带轮202和一个横向驱动电机203，多个所述横向钻夹头201均通过连接轴分别与多个第一同步带轮202连接，所述横向钻夹头201与所述第一同步带轮202一一对应，多个所述第一同步带轮202通过第一同步驱动皮带204连接，其中一个横向钻夹头201的连接轴通过横向连轴器205与所述横向驱动电机203的输出轴连接，所述横向钻孔机构的驱动元件是横向驱动电机203，所述横向驱动电机203与所述PLC主控制器5的使能信号输出端相连。
所述横向钻夹头201上安装有横向钻头206。
本发明横向钻孔机构2的横向钻孔组件，设置有多个横向钻头206，横向驱动电机203驱动时，多个横向钻头206同步驱动钻孔，可加快钻孔的工作效率；所述多个横向钻夹头201之间的距离可设计成可调节的可拆卸结构，方便调整挤塑管上的孔间距。
请参照图1-2，所述横向移动组件包括横向气缸11和横向滑动块12，所述横向气缸11通过安装座13安装在底座1上，所述横向气缸11的输出轴与所述横向滑动块12连接，所述横向滑动块12滑动安装在所述底座1上，所述横向驱动电机203安装在所述横向滑动块12上，所述横向移动组件的驱动元件是横向气缸11，所述横向气缸11与所述PLC主控制器5的使能信号输出端相连。
本发明横向移动组件上的横向滑动块12上安装横向驱动电机203，横向气缸11驱动时带动横向滑动块12沿着底座1横向移动，从而横向钻孔组件也随横向滑动块12同步运行，其移动的速度设置为与挤塑管运行的速度相同。
请参照图1-2，所述纵向钻孔机构3包括纵向钻孔组件和纵向移动组件，所述纵向钻孔组件安装在纵向移动组件上，所述纵向钻孔组件包括多个纵向钻夹头301、多个第二同步带轮302和一个纵向驱动电机303，多个所述纵向钻夹头301均通过连接轴分别与多个第二同步带轮302连接，所述纵向钻夹头301与所述第二同步带轮302一一对应，多个所述第二同步带轮302通过第二同步驱动皮带304连接，其中一个纵向钻夹头301的连接轴通过纵向连轴器305与所述纵向驱动电机303的输出轴连接，所述纵向钻孔组件的驱动元件是纵向驱动电机303，所述纵向驱动电机303与所述PLC主控制器5的使能信号输出端相连。
所述纵向钻夹头301上安装纵向钻头306。
本发明的纵向钻孔组件设置有多个纵向钻头306，纵向驱动电机303驱动时，多个纵向钻头306同步驱动钻孔，可加快钻孔的工作效率；所述多个纵向钻夹头301之间的距离可设计成可调节的可拆卸结构，方便调整挤塑管上的孔间距。
请参照图1-2，所述纵向移动组件包括纵向气缸14和纵向滑动块15，所述纵向气缸14通过安装架16安装在支撑杆102上，所述纵向气缸14的输出轴与所述纵向滑动块15连接，所述纵向滑动块15滑动安装在所述支撑杆102上，所述纵向驱动电机303安装在所述纵向滑动块15上，所述纵向移动组件的驱动元件是纵向气缸14，所述纵向气缸14与所述PLC主控制器5的使能信号输出端相连。
本发明的纵向移动组件上的纵向滑动块15上安装纵向驱动电机303，纵向气缸14驱动时带动纵向滑动块15沿着支撑杆102纵向移动，支撑杆102安装在底座1上，底座1上有夹持固定机构4，因此整个纵向移动组件可随从夹持固定机构4同步横向移动，夹持固定机构4与运行中的挤塑管同步运行，因此纵向移动组件可与挤塑管同步运行，而纵向钻孔组件能随纵向滑动块15在支撑杆102上纵向移动，实现纵向上的钻孔操作。
请参照图1-2，所述夹持固定机构4包括上移动夹架401、下固定夹架402和竖向推动气缸403，所述下固定夹架402固定安装在所述支撑板101上，所述竖向推动气缸403的输出端与所述上移动夹架401连接，所述上移动夹架401与所述下固定夹架402相对设置，所述竖向推动气缸403通过滑动条与所述底座1滑动连接，所述上移动夹架401和下固定夹架402之间形成用于固定待加工挤塑管7的V型夹持空间18。
请参照图2，所述底座1上安装有回车气缸17，所述回车气缸17的输出轴与所述支撑板101连接，所述回车气缸17与所述PLC主控制器5的使能信号输出端相连。
请参照图2，计米机构6包括计米器，所述计米器与所述PLC主控制器5的采样信号输入端相连，所述计米器安装在所述连接架103上的压紧辊8上并位于挤塑管运行方向的前游，能根据需要计量设置挤塑管钻孔的长度数据，并将长度数据输送至PLC主控制器5贮存，PLC主控制器5发出指令控制横向钻孔机构2、纵向钻孔机构3和夹持固定机构4的驱动元件的工作时间和工作间隔以便后续切割出适当长度的挤塑管。
本发明的夹持固定机构4的上移动夹架401在竖向推动气缸403的驱动下能向下移动至下固定夹架402上并与下固定夹架402闭合形成夹持挤塑管的V型夹持空间18，底座1上的回车气缸17启动可带动与支撑板101在底座1上来回滑动，因此，横向钻头206和纵向钻头306在跟随挤塑管同步运行的同时，对挤塑管进行钻孔之后，能通过操控回车气缸17将支撑板101反向拉回，从而将支撑板101上纵向钻孔机构3和夹持固定机构4向后拉回与未钻孔的挤塑管对正，反向拉回的同时横向钻孔机构2也反向拉回直至到新的工位，然后接着启动第二个循环的钻孔工序。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种煤矿井下用挤塑管的钻孔设备，其特征在于：包括设底座(1)、横向钻孔机构(2)、纵向钻孔机构(3)、一组夹持固定机构(4)和PLC主控制器(5)和计米机构(6)，一组所述夹持固定机构(4)分别安装在底座(1)上的支撑板(101)的两端，所述支撑板(101)与所述底座(1)滑动连接，所述夹持固定机构(4)用于夹持匀速运行中的待加工挤塑管(7)并随待加工挤塑管(7)同步运行，所述纵向钻孔机构(3)滑动安装在所述支撑板(101)上的支撑杆(102)上，所述横向钻孔机构(2)滑动安装在所述底座(1)上，所述横向钻孔机构(2)布置于所述夹持固定机构(4)的侧部方向，所述纵向钻孔机构(3)布置于所述夹持固定机构(4)的顶部方向，所述横向钻孔机构(2)和纵向钻孔机构(3)的中心轴线互相垂直；
所述底座(1)上还设有连接架(103)，所述连接架(103)上安装有压紧辊(8)，所述计米机构(6)安装在所述压紧辊(8)上；
所述PLC主控制器(5)安装在控制柜(9)里，所述控制柜(9)上设有操作界面(10)，所述PLC主控制器(5)的采样信号输入端连接操作界面(10)和计米机构(6)，所述PLC主控制器(5)的使能信号输出端分别与所述横向钻孔机构(2)、纵向钻孔机构(3)及夹持固定机构(4)的驱动元件相连。
2.根据权利要求1所述的煤矿井下用挤塑管的钻孔设备，其特征在于：所述横向钻孔机构(2)包括横向钻孔组件和横向移动组件，所述横向钻孔组件安装在横向移动组件上，所述横向钻孔组件包括多个横向钻夹头(201)、多个第一同步带轮(202)和一个横向驱动电机(203)，多个所述横向钻夹头(201)均通过连接轴分别与多个第一同步带轮(202)连接，所述横向钻夹头(201)与所述第一同步带轮(202)一一对应，多个所述第一同步带轮(202)通过第一同步驱动皮带(204)连接，其中一个横向钻夹头(201)的连接轴通过横向连轴器(205)与所述横向驱动电机(203)的输出轴连接，所述横向驱动电机(203)与所述PLC主控制器(5)的使能信号输出端相连。
3.根据权利要求2所述的煤矿井下用挤塑管的钻孔设备，其特征在于：所述横向移动组件包括横向气缸(11)和横向滑动块(12)，所述横向气缸(11)通过安装座(13)安装在底座(1)上，所述横向气缸(11)的输出轴与所述横向滑动块(12)连接，所述横向滑动块(12)滑动安装在所述底座(1)上，所述横向驱动电机(203)安装在所述横向滑动块(12)上，所述横向气缸(11)与所述PLC主控制器(5)的使能信号输出端相连。
4.根据权利要求2所述的煤矿井下用挤塑管的钻孔设备，其特征在于：所述横向钻夹头(201)上安装有横向钻头(206)。
5.根据权利要求1所述的煤矿井下用挤塑管的钻孔设备，其特征在于：所述纵向钻孔机构(3)包括纵向钻孔组件和纵向移动组件，所述纵向钻孔组件安装在纵向移动组件上，所述纵向钻孔组件包括多个纵向钻夹头(301)、多个第二同步带轮(302)和一个纵向驱动电机(303)，多个所述纵向钻夹头(301)均通过连接轴分别与多个第二同步带轮(302)连接，所述纵向钻夹头(301)与所述第二同步带轮(302)一一对应，多个所述第二同步带轮(302)通过第二同步驱动皮带(304)连接，其中一个纵向钻夹头(301)的连接轴通过纵向连轴器(305)与所述纵向驱动电机(303)的输出轴连接，所述纵向驱动电机(303)与所述PLC主控制器(5)的使能信号输出端相连。
6.根据权利要求5所述的煤矿井下用挤塑管的钻孔设备，其特征在于：所述纵向移动组件包括纵向气缸(14)和纵向滑动块(15)，所述纵向气缸(14)通过安装架(16)安装在支撑杆(102)上，所述纵向气缸(14)的输出轴与所述纵向滑动块(15)连接，所述纵向滑动块(15)滑动安装在所述支撑杆(102)上，所述纵向驱动电机(303)安装在所述纵向滑动块(15)上，所述纵向气缸(14)与所述PLC主控制器(5)的使能信号输出端相连。
7.根据权利要求5所述的煤矿井下用挤塑管的钻孔设备，其特征在于：所述纵向钻夹头(301)上安装纵向钻头(306)。
8.根据权利要求1所述的煤矿井下用挤塑管的钻孔设备，其特征在于：所述夹持固定机构(4)包括上移动夹架(401)、下固定夹架(402)和竖向推动气缸(403)，所述下固定夹架(402)固定安装在所述支撑板(101)上，所述竖向推动气缸(403)的输出端与所述上移动夹架(401)连接，所述上移动夹架(401)与所述下固定夹架(402)相对设置，所述竖向推动气缸(403)通过滑动条与所述底座(1)滑动连接，所述上移动夹架(401)和下固定夹架(402)之间形成用于固定待加工挤塑管(7)的V型夹持空间(18)。
9.根据权利要求8所述的煤矿井下用挤塑管的钻孔设备，其特征在于：所述底座(1)上安装有回车气缸(17)，所述回车气缸(17)的输出轴与所述支撑板(101)连接，所述回车气缸(17)与所述PLC主控制器(5)的使能信号输出端相连。
10.根据权利要求1所述的煤矿井下用挤塑管的钻孔设备，其特征在于：计米机构(6)包括计米器，所述计米器与所述PLC主控制器的采样信号输入端相连。
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