CN112431556A - 一种单轨吊液压凿岩钻机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单轨吊液压凿岩钻机，包括单轨吊系统以及设置在单轨吊系统前端的液压凿岩钻系统，起吊梁、第一驱动部、控制箱、第二驱动部、液压凿岩钻系统之间按照顺序依次通过连接杆连接，蓄电池与控制箱电路连接；控制箱分别与第一驱动部、第二驱动部、液压凿岩钻系统油路连接；液压凿岩钻系统包括上调整机构、中调整机构、下调整机构以及液压凿岩钻机。本发明不仅可以通过单轨吊牵引液压凿岩钻机，还可以在单轨吊上直接连接其他待运输设备，能够解决井下上层空间利用的问题、减少巷道施工时间，提高施工效率。

Description

一种单轨吊液压凿岩钻机

技术领域

本发明涉及井下钻机技术领域，具体涉及一种单轨吊液压凿岩钻机。

背景技术

凿岩钻机是用于井下凿岩钻孔的必备机器，主要用于硬岩巷道的炮掘钻孔，巷道顶板支护锚护钻孔，应用广泛，目前井下主要采用胶轮式、履带式的凿岩钻机设备，整机尺寸较大，适用巷道尺寸范围较为狭窄，整机成本较高，在炮掘施工过程中，钻孔结束后需要对设备人员进行撤离再施工，严重影响了施工进展，除此之外当凿岩台车撤退后再次归位继续工作时，需要重新定位钻孔，大大增加整个巷道的施工时间。

当对巷道炮掘工作面钻炮眼施工时，凿岩钻机需对不同位置掏槽眼、辅助眼、周边眼及底眼进行钻孔施工，由于凿岩钻机机身不能偏离巷道中心位置，此时对凿岩钻机的机械臂要求较高，现有的机械臂不具有多自由度、灵活度、准确性特点。

发明内容

为了便于凿岩钻机对不同位置掏槽眼、辅助眼、周边眼及底眼进行钻孔施工，本申请提出一种单轨吊液压凿岩钻机，不仅可以通过单轨吊牵引液压凿岩钻机，还可以在单轨吊上直接连接其他待运输设备，能够解决井下上层空间利用的问题、减少巷道施工时间，提高施工效率。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种单轨吊液压凿岩钻机，包括单轨吊系统以及设置在单轨吊系统前端的液压凿岩钻系统；单轨吊系统包括轨道、支撑导向装置、起吊梁、控制箱、第一驱动部、第二驱动部、蓄电池；支撑导向装置上端与轨道滑动连接；起吊梁、控制箱、液压凿岩钻系统分别与支撑导向装置固定连接；第一驱动部、第二驱动部结构相同；驱动部上设有制动装置；起吊梁、第一驱动部、控制箱、第二驱动部、液压凿岩钻系统之间按照顺序依次通过连接杆连接；起吊梁下端固定设置有蓄电池；蓄电池与控制箱电路连接；控制箱分别与第一驱动部、第二驱动部、液压凿岩钻系统油路连接；

液压凿岩钻系统包括上调整机构、中调整机构、下调整机构以及液压凿岩钻机；上调整机构包括固定座、上移动支座，固定座下端设有上调整齿条，上移动支座内设有与上调整齿条啮合的上调整齿轮；固定座顶部左右两端分别与一个支撑导向装置固定连接；中调整机构包括中导轨、中移动支座、中俯仰摆动油缸，中导轨的后端与上移动支座的前端铰接，中俯仰摆动油缸的一端与上移动支座的前端铰接，另一端与中导轨的中部铰接；中导轨下端设有中调整齿条，中移动支座内设有与中调整齿条啮合的中调整齿轮；下调整机构包括下导轨、下回转支座、横置回转油缸、纵置回转油缸、下俯仰摆动油缸，横置回转油缸设置在中移动支座前端，纵置回转油缸设置在下回转支座上端，下俯仰摆动油缸的一端与横置回转油缸的旋转轴端面铰接，另一端与纵置回转油缸的旋转轴端面铰接；下导轨上端设有下调整齿条，下回转支座内设有与下调整齿条啮合的下调整齿轮；下导轨下端设有回转马达、与回转马达传动连接的链轮、与链轮配合的链条以及与链条固定连接的液压凿岩钻机。

优选地，起吊梁的两端分别与一个支撑导向装置固定连接，控制箱的两端分别与一个支撑导向装置固定连接；液压凿岩钻系统的两端分别与一个支撑导向装置固定连接。

优选地，横置回转油缸的旋转轴端面向下端延伸形成第一凸耳，纵置回转油缸的旋转轴端面向后端延伸形成第二凸耳，第一凸耳与第二凸耳铰接。

优选地，中俯仰摆动油缸、中导轨分别通过十字连接头与上移动支座的前端铰接。

优选地，控制箱包括液压泵系统；液压泵系统分别与第一驱动部、第二驱动部、液压凿岩钻系统油路连接。

优选地，轨道通过锚杆锚索固定在巷道的顶部。

优选地，蓄电池外部设有隔爆箱体。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、液压凿岩钻机与单轨吊有机结合在一起，不仅能够实现提高井下空间利用率，同时也能有效提高巷道施工速度；

2、在以往的掘进工作面，当完成冲击钻孔作业后，需要对钻孔设备进行撤退，人员撤离，将掘进扒装等设备开进工作面进行施工作业，使工序流程过于繁杂，所设计的液压凿岩钻机安装在单轨吊上，单轨吊的轨道吊挂在巷道顶部，能够为掘进扒装设备留有充分的空间进行施工作业；

3、所设计的单轨吊采用的蓄电池作为动力源，实现了环保节能，采用蓄电池驱动的液压泵站取代了以往的尺寸较大的电机作为驱动装置，提高了整机驱动扭矩的同时，也减轻了整机的尺寸大小及整机重量，对吊挂在巷道顶部的轨道及其锚索的要求都进一步降低，减少整套设备的固定安装成本；

4、该单轨吊设有支撑导向装置，当整机在运行过程中遇到弯道等特殊工况时，整机的速度要求不会特别的苛刻，可以有效的起到辅助转向的作用，减小摩擦阻力，支撑导向装置在单轨吊内均是成对布置，能够有效的提高整机运行过程中的稳定性；

5、在巷道钻孔施工过程中，液压凿岩钻系统固定在支撑导向装置上，固定座始终都位于轨道中心线上，整个液压凿岩钻系统的工作空间更加广阔；液压凿岩钻系统有多个调节油缸，可以实现多个姿态的施工钻孔作业。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域中的普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他附图。

图1是本发明单轨吊液压凿岩钻机主视图；

图2是本发明液压凿岩钻系统结构示意图。

图中：1、单轨吊系统；1-1、轨道；1-2、支撑导向装置；1-3、起吊梁；1-4、控制箱；1-5、第一驱动部；1-6、第二驱动部；1-7、连接杆；1-8、蓄电池；1-9、制动装置；2、液压凿岩钻系统；2-1、固定座；2-2、上移动支座；2-3、中导轨；2-4、中移动支座；2-5、中俯仰摆动油缸；2-6、下导轨；2-7、下回转支座；2-8、横置回转油缸；2-9、纵置回转油缸；2-10、下俯仰摆动油缸；2-11、回转马达；2-12、液压凿岩钻机；2-13、十字连接头；2-14、第一凸耳；2-15、第二凸耳。

具体实施方式

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，本领域普通技术人员在没有做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。

如图1所示，一种单轨吊液压凿岩钻机，包括单轨吊系统1以及设置在单轨吊系统1前端的液压凿岩钻系统2；单轨吊系统1包括轨道1-1、支撑导向装置1-2、起吊梁1-3、控制箱1-4、第一驱动部1-5、第二驱动部1-6、蓄电池1-8；轨道1-1通过锚杆锚索固定在巷道的顶部。蓄电池1-8外部设有隔爆箱体。支撑导向装置1-2上端与轨道1-1滑动连接；支撑导向装置1-2内部的支撑胶轮与轨道1-1接触，支撑导向装置1-2内部的导向胶轮与轨道1有一定的间隙，当单轨吊系统1过弯时，导向胶轮会与轨道1-1接触，减少机器过弯时的摩擦阻力。起吊梁1-3、控制箱1-4、液压凿岩钻系统2分别与支撑导向装置1-2固定连接。结构相同的支撑导向装置1-2共有六个，为了提高整机运行过程中的稳定性，以及在整机在牵引较长的设备进行转弯运输时，有效进行支撑导向以免脱轨存在安全隐患，起吊梁1-3的两端分别与一个支撑导向装置1-2固定连接，控制箱1-4的两端分别与一个支撑导向装置1-2固定连接；液压凿岩钻系统2的两端分别与一个支撑导向装置1-2固定连接。第一驱动部1-5、第二驱动部1-6结构相同，驱动部均设有制动装置1-9，在单轨吊液压凿岩钻机行驶至待钻孔工作面时，驱动部内的制动装置1-9工作，制动装置1-9依靠液压缸对轨道1-1进行抱死，使单轨吊液压凿岩钻机处于静止状态，减小液压凿岩钻系统2工作时的振动，也能使得所钻的孔位置精确。驱动部采用液压马达作为执行元件，能够提供较大的扭矩，可以实现单轨吊液压凿岩钻机的爬坡，托运较重井下设备及电缆等闲杂物品。起吊梁1-3、第一驱动部1-5、控制箱1-4、第二驱动部1-6、液压凿岩钻系统2之间按照顺序依次通过连接杆1-7连接；起吊梁1-3下端固定设置有蓄电池1-8；蓄电池1-8与控制箱1-4电路连接；控制箱1-4包括液压泵系统、变频器调速系统、操纵系统；液压泵系统分别与第一驱动部1-5、第二驱动部1-6、液压凿岩钻系统2油路连接。操纵系统控制变频器调速系统对液压泵系统给油量调节，对单轨吊系统1处于空载平直轨道、弯道爬坡等特殊工况及时调整。

如图2所示，液压凿岩钻系统2包括上调整机构、中调整机构、下调整机构以及液压凿岩钻机；上调整机构包括固定座2-1、上移动支座2-2，固定座2-1下端设有上调整齿条，上移动支座2-2内设有与上调整齿条啮合的上调整齿轮；通过上移动支座2-2内部的电机驱动上调整齿轮，使得上移动支座2-2沿着固定座2-1前后移动。固定座2-1顶部左右两端分别与一个支撑导向装置1-2固定连接。

中调整机构包括中导轨2-3、中移动支座2-4、中俯仰摆动油缸2-5，中导轨2-3的后端与上移动支座2-2的前端铰接，中俯仰摆动油缸2-5的一端与上移动支座2-2的前端铰接，另一端与中导轨2-3的中部铰接；具体的，中俯仰摆动油缸2-5、中导轨2-3分别通过十字连接头2-13与上移动支座2-2的前端铰接，通过中俯仰摆动油缸2-5调整中导轨2-3与上移动支座2-2的前端之间的角度。中导轨2-3下端设有中调整齿条，中移动支座2-4内设有与中调整齿条啮合的中调整齿轮；通过中移动支座2-4内部的电机驱动中调整齿轮，使得中移动支座2-4沿着中导轨2-3前后移动。

下调整机构包括下导轨2-6、下回转支座2-7、横置回转油缸2-8、纵置回转油缸2-9、下俯仰摆动油缸2-10，横置回转油缸2-8设置在中移动支座2-4前端，纵置回转油缸2-9设置在下回转支座2-7上端，下俯仰摆动油缸2-10的一端与横置回转油缸2-8的旋转轴端面铰接，另一端与纵置回转油缸2-9的旋转轴端面铰接。通过横置回转油缸2-8使得纵置回转油缸2-9、下回转支座2-7、下导轨2-6为一个整体相对于横置回转油缸2-8旋转轴旋转；通过纵置回转油缸2-9使得下回转支座2-7、下导轨2-6为一个整体相对于纵置回转油缸2-9旋转轴旋转。横置回转油缸2-8的旋转轴端面向下端延伸形成第一凸耳2-14，纵置回转油缸2-9的旋转轴端面向后端延伸形成第二凸耳2-15，第一凸耳2-14与第二凸耳2-15铰接。通过下俯仰摆动油缸2-10调整纵置回转油缸2-9旋转轴端面与横置回转油缸2-8旋转轴端面之间的角度。下导轨2-6上端设有下调整齿条，下回转支座2-7内设有与下调整齿条啮合的下调整齿轮；通过下回转支座2-7内部的电机驱动下调整齿轮，使得下导轨2-6相对于下回转支座2-7前后移动。下导轨2-6下端设有回转马达2-11、与回转马达传动连接的链轮、与链轮配合的链条以及与链条固定连接的液压凿岩钻机2-12。控制箱1-4调节液压凿岩钻系统2中各个油缸的给油量，从而控制液压凿岩钻机2-12的姿态，并根据施工要求进行钻孔作业。

Claims (7)

1.一种单轨吊液压凿岩钻机，其特征在于：包括单轨吊系统(1)以及设置在单轨吊系统(1)前端的液压凿岩钻系统(2)；

所述单轨吊系统(1)包括轨道(1-1)、支撑导向装置(1-2)、起吊梁(1-3)、控制箱(1-4)、第一驱动部(1-5)、第二驱动部(1-6)、蓄电池(1-8)；

所述支撑导向装置(1-2)上端与轨道(1-1)滑动连接；所述起吊梁(1-3)、控制箱(1-4)、液压凿岩钻系统(2)分别与支撑导向装置(1-2)固定连接；

所述第一驱动部(1-5)、第二驱动部(1-6)结构相同，驱动部上设有制动装置(1-9)；所述起吊梁(1-3)、第一驱动部(1-5)、控制箱(1-4)、第二驱动部(1-6)、液压凿岩钻系统(2)之间按照顺序依次通过连接杆(1-7)连接；所述起吊梁(1-3)下端固定设置有蓄电池(1-8)；所述蓄电池(1-8)与控制箱(1-4)电路连接；所述控制箱(1-4)分别与第一驱动部(1-5)、第二驱动部(1-6)、液压凿岩钻系统(2)油路连接；

所述液压凿岩钻系统(2)包括上调整机构、中调整机构、下调整机构以及液压凿岩钻机；

所述上调整机构包括固定座(2-1)、上移动支座(2-2)，所述固定座(2-1)下端设有上调整齿条，所述上移动支座(2-2)内设有与上调整齿条啮合的上调整齿轮；所述固定座(2-1)顶部左右两端分别与一个支撑导向装置(1-2)固定连接；

所述中调整机构包括中导轨(2-3)、中移动支座(2-4)、中俯仰摆动油缸(2-5)，所述中导轨(2-3)的后端与上移动支座(2-2)的前端铰接，所述中俯仰摆动油缸(2-5)的一端与上移动支座(2-2)的前端铰接，另一端与中导轨(2-3)的中部铰接；所述中导轨(2-3)下端设有中调整齿条，所述中移动支座(2-4)内设有与中调整齿条啮合的中调整齿轮；

所述下调整机构包括下导轨(2-6)、下回转支座(2-7)、横置回转油缸(2-8)、纵置回转油缸(2-9)、下俯仰摆动油缸(2-10)，所述横置回转油缸(2-8)设置在中移动支座(2-4)前端，所述纵置回转油缸(2-9)设置在下回转支座(2-7)上端，所述下俯仰摆动油缸(2-10)的一端与横置回转油缸(2-8)的旋转轴端面铰接，另一端与纵置回转油缸(2-9)的旋转轴端面铰接；所述下导轨(2-6)上端设有下调整齿条，所述下回转支座(2-7)内设有与下调整齿条啮合的下调整齿轮；

所述下导轨(2-6)下端设有回转马达(2-11)、与回转马达传动连接的链轮、与链轮配合的链条以及与链条固定连接的液压凿岩钻机(2-12)。

2.根据权利要求1所述的单轨吊液压凿岩钻机，其特征在于：所述起吊梁(1-3)的两端分别与一个支撑导向装置(1-2)固定连接，所述控制箱(1-4)的两端分别与一个支撑导向装置(1-2)固定连接；所述液压凿岩钻系统(2)的两端分别与一个支撑导向装置(1-2)固定连接。

3.根据权利要求1所述的单轨吊液压凿岩钻机，其特征在于：所述横置回转油缸(2-8)的旋转轴端面向下端延伸形成第一凸耳(2-14)，所述纵置回转油缸(2-9)的旋转轴端面向后端延伸形成第二凸耳(2-15)，第一凸耳(2-14)与第二凸耳(2-15)铰接。

4.根据权利要求1所述的单轨吊液压凿岩钻机，其特征在于：所述中俯仰摆动油缸(2-5)、中导轨(2-3)分别通过十字连接头(2-13)与上移动支座(2-2)的前端铰接。

5.根据权利要求1所述的单轨吊液压凿岩钻机，其特征在于：所述控制箱(1-4)包括液压泵系统；所述液压泵系统分别与第一驱动部(1-5)、第二驱动部(1-6)、液压凿岩钻系统(2)油路连接。

6.根据权利要求1所述的单轨吊液压凿岩钻机，其特征在于：所述轨道(1-1)通过锚杆锚索固定在巷道的顶部。

7.根据权利要求1所述的单轨吊液压凿岩钻机，其特征在于：所述蓄电池(1-8)外部设有隔爆箱体。

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