CN111395946A - 一种大型冲击反循环钻机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及冲击钻机设备技术领域，提供了一种大型冲击反循环钻机，包括机架，机架的后侧壁上连接有驱动后桥，驱动后桥上设置有两根钢丝绳，两根钢丝绳绕过立柱上设置的第一定滑轮并连接在同一个钻头上，立柱铰接在机架上，机架的下端设置有支撑设备。本发明克服了现有技术的不足，设计合理，结构紧凑，解决了现有的解决了现有的冲击钻机冲击效率低，效果差，且不具备排砂的问题，本发明通过简单的结构组合，采用两根钢丝绳连接钻头，提高了钻头的稳定性，同时采用小齿轮啮合大齿轮的方式，提高了输出的动力，能够带动较大重量的钻头工作，提高了工作效率，而且采用空气压缩机产生的强大气流，将砂石从抽砂管中排出，从而实现快速排砂的效果。

Description

一种大型冲击反循环钻机

技术领域

本发明涉及冲击钻机设备技术领域，具体涉及一种大型冲击反循环钻机。

背景技术

冲击钻机是利用钻头的冲击力对岩层冲凿钻孔的机械。冲击钻机在路桥施工和矿山开采中非常常见，目前传统的冲击钻机的都是采用绞车收紧和放松钢丝绳，然后通过钢丝绳带动钻头上下移动进行冲击。

但是传统的冲击钻机还存在以下问题：

1、传统的冲击钻机往往通过电机直接带动绞车转动收紧或者放松钢丝绳，使电机的负荷较大，更加费力，因此会配套较小重量的钻头，冲击效果差，工作效率低。

2、传统的冲击钻机大多采用一根钢丝绳拉动钻头上下移动，但是一根钢丝绳稳定性较差，在风力作用下，容易导致钻头晃动，导致精度较差，即使有部分采用两根钢丝绳，但是无法保证两个钢丝绳同步工作，仍然会导致钻头晃动。

3、传统的冲击钻机冲击的效率很低，一般绞车缠绕钢丝绳带动钻头向上移动到一定位置后，然后松开绞车，让钻头在重力作用下向下冲击，然后循环，每次冲击都会耗费很长时间，影响工作效率。

4、目前采用的钻头大多不能自动排渣，所以施工效率低。

为此，我们提出一种大型冲击反循环钻机。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种大型冲击反循环钻机，克服了现有技术的不足，设计合理，结构紧凑，解决了现有的解决了现有的冲击钻机冲击效率低，效果差，且不具备排砂的问题，本发明通过简单的结构组合，采用两根钢丝绳连接钻头，提高了钻头的稳定性，同时采用小齿轮啮合大齿轮的方式，提高了输出的动力，能够带动较大重量的钻头工作，提高了工作效率，而且采用空气压缩机产生的强大气流，将砂石从抽砂管中排出，从而实现快速排砂的效果，具有很强的实用性。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种大型冲击反循环钻机，包括机架，机架的后侧壁上连接有驱动后桥，所述驱动后桥上设置有两根钢丝绳，两根钢丝绳绕过立柱上设置的第一定滑轮并连接在同一个钻头上，立柱铰接在机架上，机架的下端设置有支撑设备，机架的侧壁上连接有多个支撑脚；

所述钻头的中心设置有通孔，且通孔中设置有导砂装置，导砂装置的上端连接有连接绳，连接绳绕过立柱上设置的第二定滑轮并连接在卷扬机上，卷扬机连接在机架上。

进一步的，所述所述驱动后桥包括后桥机架和固定连接在后桥机架上端的驱动电机，驱动电机的输出轴连接减速机，且减速机的输出端连接第一转轴，第一转轴通过安装座转动连接在后桥机架上，第一转轴的两端均连接有第一齿轮，第一齿轮啮合第二齿轮，两个第二齿轮之间固定插接有同一个第二转轴，且第二转轴转动连接在后桥机架上，第二转轴上套接有两个对称的绞筒，且绞筒上缠绕有钢丝绳，钢丝绳的活动端绕过调整轮，两个调整轮的中心插接有同一个第三转轴，且第三转轴的两端转动连接在后桥机架上。

进一步的，所述支撑脚上设置有第二液压杆，第二液压杆的侧壁连接在第三液压杆的驱动轴上，第三液压杆连接在机架上。

进一步的，所述钢丝绳位于驱动后桥与立柱之间的一段上还抵触有换向轮，换向轮转动连接在转动架上，转动架铰接连接在机架上，两个转动架上均抵触有凸轮，两个凸轮之间连接有同一个第四转轴，且第四转轴连接在减速电机的输出轴上，减速电机设置在机架上。

进一步的，所述第二转轴上设置有两个对称的棘齿轮，且棘齿轮上啮合有棘爪，棘爪铰接在后桥机架上，且棘爪远离棘齿轮的一侧通过电动伸缩杆连接在安装座上。

进一步的，所述第一齿轮的半径小于第二齿轮的半径。

进一步的，所述导砂装置包括导砂管，导砂管连接在连接绳上，导砂管的下端连接有抽砂管，抽砂管内设置有进气管，且进气管的上端穿过抽砂管的侧壁并连接有进气口，进气口的另一端连接有空气压缩机。

进一步的，所述支撑设备包括支撑架、液压缸和第一液压杆，机架的下端连接有液压缸，液压缸的两端侧壁上均设置有滑动槽，液压缸通过滑动槽滑动连接在支撑架内壁设置的条形卡块中，液压缸的底壁上铰接有多个第一液压杆，且多个第一液压杆的另一端铰接在支撑架上。

进一步的，所述支撑架下端的四个拐角处均设置有压力传感器。

进一步的，同一根所述钢丝绳上的调整轮、换向轮和第一定滑轮处于同一条直线上。

(三)有益效果

本发明实施例提供了一种大型冲击反循环钻机。具备以下有益效果：

1、能够提高钢丝绳的牵引效果，使之可以配备更大重量的钻头，继而提高冲击效果。通过驱动电机带动第一齿轮转动，然后在通过第一齿轮带动第二齿轮转动，让小齿轮带动大齿轮转动，更加省力，能够提高输出的动力，能够配备较大重量的钻头，提高工作效率。

2、采用两根钢丝绳同时输出，能够提高钻头的稳定性，而且两个钢丝绳输出动力来自于同一个驱动电机，驱动电机带动小齿轮，然后再由小齿轮带动大齿轮转动，大齿轮带动绞筒转动，从而收紧或者放松钢丝绳，能够提高两个钢丝绳的平衡效果，能够使输出的力量更加均衡。

3、能够提高钻头冲击的效率。启动减速电机，减速电机带动凸轮转动，凸轮能够带动转动架上下移动，当转动架向下移动时，此时将通过钢丝绳带动钻头向上移动，当转动架向上移动时此时钻头在重力作用下向下冲击，同时由于减速电机持续转动，因此可以达到快速高频率冲击，提高冲击的效率。

4、能够达到高效排砂效果，结构简单。通过空气压缩机经过进气管和进气口向砂石通气，能够将碎砂石吹出，从而达到快速排砂的效果，

5、能够使机架、底座和钻头之间形成平衡，更加稳定，防止倾倒，具有很强的实用性。当机架上设置有钻头时，此时重心会向钻头的方向偏移，此时靠近钻头一端的压力传感器受力较大，而远离钻头一端的传感器受力较小，此时通过液压杆能够带动液压缸和机架滑动，当四个压力传感器上的数值大致相等时，此时机架、钻头和底座之间形成一种杠杆平衡。

6、方便折叠和收纳，方便运输。立柱铰接在机架上，方便将立柱折叠，而且第三液压杆带动第二液压杆和支撑脚向机架的方向移动，对支撑脚进行收纳，方便冲击钻机运输。

7、方便行走。通过支撑架、第一液压杆和液压缸的结构组合配合第二液压杆和支撑脚的结构组合，能够实现整机的行走。

附图说明

图1为本发明立体结构示意图；

图2为图1仰视立体结构示意图；

图3为图1剖视平面示意图；

图4为本发明驱动后桥结构放大立体示意图；

图5为本发明局部立体结构放大示意图；

图6为图3中局部放大示意图。

图中：机架1、立柱1.1、驱动后桥2、后桥机架2.1、驱动电机2.2、第一转轴2.3、第一齿轮2.4、第二齿轮2.5、第二转轴2.6、绞筒2.7、棘齿轮2.8、棘爪2.9、调整轮2.10、第三转轴2.11、钢丝绳3、换向轮4、转动架4.1、顶块4.2、限位架4.3、导砂装置5、导砂管5.1、抽砂管5.2、进气口5.3、进气管5.4、连接绳5.5、钻头6、减速电机7、凸轮7.1、支撑设备8、支撑架8.1、液压缸8.2、第一液压杆8.3、支撑脚9、第二液压杆9.1、第三液压杆9.2、卷扬机10。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

参照附图1-6，一种大型冲击反循环钻机，包括机架1，机架1后侧壁上连接有驱动后桥2，驱动后桥2上设置有两根钢丝绳3，两根钢丝绳3绕过立柱1.1上设置的第一定滑轮并连接在同一个钻头6上，立柱1.1铰接在机架1上，方便将立柱1.1折叠，机架1的下端设置有支撑设备8，机架1的侧壁上连接有多个支撑脚9，支撑脚9上设置有第二液压杆9.1，第二液压杆9.1能够带动支撑脚9上下移动，从而将机架1抬升，第二液压杆9.1的侧壁连接在第三液压杆9.2的驱动轴上，可以通过第三液压杆9.2带动第二液压杆9.1在水平方向进行移动，当第三液压杆9.2带动第二液压杆9.1向远离机架1的方向移动时，能够提高机架1的稳定性，防止倾倒，当第三液压杆9.2带动第二液压杆9.1和支撑脚9向机架1的方向移动，对支撑脚9进行收纳，第三液压杆9.2连接在机架1上。

本实施例中，如图4所示，驱动后桥2包括后桥机架2.1和固定连接在后桥机架2.1上端的驱动电机2.2，驱动电机2.2的输出轴连接减速机，且减速机的输出端连接第一转轴2.3，通过设置减速机，能够降低驱动电机2.2的转速，增大扭矩，提高转动的效果，第一转轴2.3通过安装座转动连接在后桥机架2.1上，第一转轴2.3的两端均连接有第一齿轮2.4，第一齿轮2.4啮合第二齿轮2.5，且第一齿轮2.4的半径小于第二齿轮2.5的半径，通过小齿轮带动大齿轮，更加省力，同时降低第二齿轮2.5的转速，增大扭矩，在此提高转动的效果，而且两个第一齿轮2.4通过个驱动电机2.2驱动，继而可以提高同步率，方便带动钢丝绳3同步移动。

两个第二齿轮2.5之间固定插接有同一个第二转轴2.6，且第二转轴2.6转动连接在后桥机架2.1上，第二转轴2.6上套接有两个对称的绞筒2.7，且绞筒2.7上缠绕有钢丝绳3，钢丝绳3的活动端绕过调整轮2.10，两个调整轮2.10的中心插接有同一个第三转轴2.11，且第三转轴2.11的两端转动连接在后桥机架2.1上。

本实施例中，如图5所示，钢丝绳3位于驱动后桥2与立柱1.1之间的一段上还抵触有换向轮4，换向轮4转动连接在转动架4.1上，转动架4.1铰接连接在机架1上，两个转动架4.1上均抵触有凸轮7.1，两个凸轮7.1之间连接有同一个第四转轴，且第四转轴连接在减速电机7的输出轴上，减速电机7设置在机架1上，减速电机7为驱动电机与减速机的结合，能够降低转速提高扭矩，提高输出动力，方便通过凸轮7.1带动转动架4.1上下移动。

本实施例中，如图4所示，第二转轴2.6上设置有两个对称的棘齿轮2.8，且棘齿轮2.8上啮合有棘爪2.9，棘爪2.9铰接在后桥机架2.1上，且棘爪2.9远离棘齿轮2.8的一侧通过电动伸缩杆连接在安装座上，可以通过启动电动伸缩杆带动棘爪2.9抵触棘齿轮2.8，起到限位的作用，使转筒只能朝一个方向进行转动，防止钢丝绳3在重压下带动转筒反向转动，引发事故，通常在冲击钻机起吊钻头6时使用，冲击钻机缓慢升起钻头6，同时通过棘爪2.9抵触棘齿轮2.8，使钻头6只能向上移动，同时也可以通过电动伸缩杆带动棘爪2.9脱离棘齿轮2.8，方便绞筒2.7收紧或者放松钢丝绳3进行工事。

所述钻头6的中心设置有通孔，且通孔中设置有导砂装置5，导砂装置5的上端连接有连接绳5.5，连接绳5.5绕过立柱1.1上设置的第二定滑轮并连接在卷扬机10上，卷扬机10连接在机架1上；

本实施例中，如图6所示，导砂装置5包括导砂管5.1，导砂管5.1连接在连接绳5.5上，导砂管5.1的下端连接有抽砂管5.2，抽砂管5.2内设置有进气管5.4，且进气管5.4的上端穿过抽砂管5.2的侧壁并连接有进气口5.3，进气口5.3的另一端连接有空气压缩机，通过空气压缩机经过进气管5.4和进气口5.3向砂石通气，能够将碎砂石吹出，从而达到快速排砂的效果。

支撑设备8包括支撑架8.1、液压缸8.2、第一液压杆8.3，机架1的下端连接有液压缸8.2，液压缸8.2的两端侧壁上均设置有滑动槽，液压缸8.2通过滑动槽滑动连接在支撑架8.1内壁设置的条形卡块中，通过滑动槽和条形卡块的连接方式，防止液压缸8.2和支撑架8.1脱落，同时也方便通过支撑架8.1、液压缸8.2和液压缸8.2的连接方式对机架1进行支撑，液压缸8.2的底壁上铰接有多个第一液压杆8.3，且多个第一液压杆8.3的另一端铰接在支撑架8.1上。

通过支撑架8.1、第一液压杆8.3和液压缸8.2的结构组合配合第二液压杆9.1和支撑脚9的结构组合，能够实现整机的行走，首先通过第二液压杆9.1带动支撑脚9向下移动，对机架1进行支撑，再通过液压缸8.2带动支撑架8.1着地，然后通过第二液压杆9.1带动支撑脚9向上移动收起支撑脚4，再通过第一液压杆8.3带动液压缸8.2在支撑架8.1上滑动，使机架1向前移动，然后通过第二液压杆9.1带动支撑脚4向下移动支撑，同时收起支撑架8.1，再通过第一液压杆8.3在液压缸8.2固定的情况下带动支撑架8.1向前移动，再次通过液压缸8.2带动支撑架8.1着地，依次循环实现行走。

本实施例中，支撑架8.1下端的四个拐角处均设置有压力传感器，通过查看四个液压传感器上的受力情况，快速判断重心位置，机架1在施工过程中支撑架8.1处于支撑的状态，当机架1上设置有钻头6时，此时重心会向钻头6的方向偏移，此时靠近钻头6一端的压力传感器受力较大，而远离钻头6一端的传感器受力较小，此时通过第一液压杆8.3能够带动液压缸8.2在支撑架8.1上滑动，使得机架1移动，通过杠杆原理，当机架1向远离钻头6的方向移动，当四个压力传感器上的数值大致相等时，此时机架1、钻头6和支撑架8.1之间形成一种杠杆平衡，更加稳定，防止倾倒。

本实施例中，如图1-3所示，同一根钢丝绳3上的调整轮2.10、换向轮4和第一定滑轮处于同一条直线上，能够减少钻头6左右摆动，提高钻头6稳定性，提高钻头6的精度。

工作时，驱动电机2.2通过减速机带动第一转轴2.3转动，第一转轴2.3带动两个第一齿轮2.4同时转动，由于第一齿轮2.4的半径小于第二齿轮2.5的半径，因此更加省力，还能降低大齿轮的转速增大输出动力，两个第二齿轮2.5共同带动第二转轴2.6转动，提高第二转轴2.6转动效果，第二转轴2.6转动带动绞筒2.7转动，可以收紧钢丝绳3，带动钻头6向上移动，然后放松钢丝绳3，使钻头6向下达到冲击的效果，由于钻头6的重量较大能够杂碎岩石，此时通过卷扬机10带动导砂装置5向下移动，使抽砂管5.2插入到砂石之中，然后启动空气压缩机，空气压缩机通过进气口5.3和进气管5.4向砂石吹气，此时在气流的作用下，砂石会顺着抽砂管5.2和导砂管5.1向外排出，从而达到排砂的效果，而且砂石为干燥的，不易堵住管道，减少后续运输重量。

为了能够达到快速冲击的效果，通过绞筒2.7预留出一定长度的钢丝绳3，同时由于立柱1.1的高度较高，能够通过钢丝绳3和换向轮4带动转动架4.1一直抵触到凸轮7.1上，然后启动减速电机7，减速电机7带动凸轮7.1转动，凸轮7.1能够带动转动架4.1上下移动，当转动架4.1向下移动时，此时将通过钢丝绳3带动钻头6向上移动，当转动架4.1向上移动时此时钻头6在重力作用下向下冲击，同时由于减速电机7持续转动，因此可以达到快速高频率冲击，提高冲击的效率。

由于钻头6会随着转动架4.1的摆动上下移动，转动架4.1铰接在机架1上，而且同一根钢丝绳3上的调整轮2.10、换向轮4和第一定滑轮处于同一条直线上，能够减少钻头6左右摆动，使得转动架4.1受到的外力只有凸轮7.1的压力以及钢丝绳3的张力，因此转动架4.1只能上下摆动不会偏移，能够提高钻头6的稳定性，而且由于钻头6冲击的频率很高，能够减少钻头6受到风力的影响，减少钻头6的偏移，提高钻头6冲击的精度。同时通过两根钢丝绳3能够防止钻头6晃动，再次提高钻头6的精度。

同时可以通过第一液压杆8.3能够带动液压缸8.2在支撑架8.1上滑动，使得机架1移动，通过杠杆原理，当四个压力传感器上的数值大致相等时，此时机架1、钻头6和支撑架8.1之间形成一种杠杆平衡，更加稳定，防止倾倒。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种大型冲击反循环钻机，包括机架，机架的后侧壁上连接有驱动后桥，其特征在于：所述驱动后桥上设置有两根钢丝绳，两根钢丝绳绕过立柱上设置的第一定滑轮并连接在同一个钻头上，立柱铰接在机架上，机架的下端设置有支撑设备，机架的侧壁上连接有多个支撑脚；

所述钻头的中心设置有通孔，且通孔中设置有导砂装置，导砂装置的上端连接有连接绳，连接绳绕过立柱上设置的第二定滑轮并连接在卷扬机上，卷扬机连接在机架上。

2.如权利要求1所述的一种大型冲击反循环钻机，其特征在于：所述所述驱动后桥包括后桥机架和固定连接在后桥机架上端的驱动电机，驱动电机的输出轴连接减速机，且减速机的输出端连接第一转轴，第一转轴通过安装座转动连接在后桥机架上，第一转轴的两端均连接有第一齿轮，第一齿轮啮合第二齿轮，两个第二齿轮之间固定插接有同一个第二转轴，且第二转轴转动连接在后桥机架上，第二转轴上套接有两个对称的绞筒，且绞筒上缠绕有钢丝绳，钢丝绳的活动端绕过调整轮，两个调整轮的中心插接有同一个第三转轴，且第三转轴的两端转动连接在后桥机架上。

3.如权利要求1所述的一种大型冲击反循环钻机，其特征在于：所述支撑脚上设置有第二液压杆，第二液压杆的侧壁连接在第三液压杆的驱动轴上，第三液压杆连接在机架上。

4.如权利要求1所述的一种大型冲击反循环钻机，其特征在于：所述钢丝绳位于驱动后桥与立柱之间的一段上还抵触有换向轮，换向轮转动连接在转动架上，转动架铰接连接在机架上，两个转动架上均抵触有凸轮，两个凸轮之间连接有同一个第四转轴，且第四转轴连接在减速电机的输出轴上，减速电机设置在机架上。

5.如权利要求2所述的一种大型冲击反循环钻机，其特征在于：所述第二转轴上设置有两个对称的棘齿轮，且棘齿轮上啮合有棘爪，棘爪铰接在后桥机架上，且棘爪远离棘齿轮的一侧通过电动伸缩杆连接在安装座上。

6.如权利要求2所述的一种大型冲击反循环钻机，其特征在于：所述第一齿轮的半径小于第二齿轮的半径。

7.如权利要求1所述的一种大型冲击反循环钻机，其特征在于：所述导砂装置包括导砂管，导砂管连接在连接绳上，导砂管的下端连接有抽砂管，抽砂管内设置有进气管，且进气管的上端穿过抽砂管的侧壁并连接有进气口，进气口的另一端连接有空气压缩机。

8.如权利要求1所述的一种大型冲击反循环钻机，其特征在于：所述支撑设备包括支撑架、液压缸和第一液压杆，机架的下端连接有液压缸，液压缸的两端侧壁上均设置有滑动槽，液压缸通过滑动槽滑动连接在支撑架内壁设置的条形卡块中，液压缸的底壁上铰接有多个第一液压杆，且多个第一液压杆的另一端铰接在支撑架上。

9.如权利要求8所述的一种大型冲击反循环钻机，其特征在于：所述支撑架下端的四个拐角处均设置有压力传感器。

10.如权利要求2或4所述的一种大型冲击反循环钻机，其特征在于：同一根所述钢丝绳上的调整轮、换向轮和第一定滑轮处于同一条直线上。

Images