CN112627726B - 一种狭小空间用多功能钻机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种狭小空间用多功能钻机，包括：操作台、车架总成、变幅机构、夹钳总成、钻桅总成和动力头总成；所述操作台连接在所述车架总成的一侧，所述车架总成上方连接所述变幅机构，所述变幅机构的上方连接所述钻桅总成，所述夹钳总成固定连接在所述钻桅总成的前端，所述钻桅总成的上方连接所述动力头总成且所述动力头总成可沿所述钻栀总成滑动。本发明采用紧凑型车架结构，使得整机尺寸较小，行走转场方便。

Description

一种狭小空间用多功能钻机

技术领域

本发明属于工程机械技术领域，涉及一种钻机，特别涉及一种狭小空间用多功能钻机。

背景技术

目前地铁隧道、公路隧道及涵洞等狭小空间掌子面施工中，掌子面注浆加固，管棚支护、超前探孔为其主要施工工艺，除此之外，地表施工中一些受限场合如厂房内、加油站等限高场合的地表加固施工均需要多功能钻机进行钻孔施工。

但现有的多功能钻机主要用于基桩工程，施工空间场合较大，钻机整机尺寸较大，其变幅机构为油缸变幅，对于隧道、涵洞等场合施工定位不灵活，钻桅长度较长，对于室外场合具有单次钻孔深度大的优点，但应用于狭小空间场合反而带来不变，此外该钻机操作台固定于钻机一侧，施工视野受限，因此施工效率低。

因此急需开发一款狭小空间用多功能钻机，满足客户施工需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种狭小空间用多功能钻机，采用紧凑型车架结构，使得整机尺寸较小，行走转场方便。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种狭小空间用多功能钻机，其特征是，包括：

操作台、车架总成、变幅机构、夹钳总成、钻桅总成和动力头总成；

操作台连接在车架总成的一侧，车架总成上方连接变幅机构，变幅机构的上方连接钻桅总成，夹钳总成固定连接在钻桅总成的前端，钻桅总成的上方连接动力头总成且动力头总成可沿钻桅总成滑动。

进一步的，所述车架总成包括行走边梁、燃油箱和液压油箱，所述行走边梁、燃油箱与液压油箱通过焊接成为一体，形成箱型结构。

进一步的，所述车架总成的前后布置了两个前支腿和两个后支腿，所述前支腿和后支腿均与车架总成转动连接。

进一步的，其中一个前支腿通过前支腿摆动臂一与车架总成前端一侧铰接，另一个前支腿通过前支腿摆动臂二与车架总成前端另一侧铰接。

进一步的，所述其中一个前支腿的顶端与前支腿摆动臂一的一端采用螺栓固定连接，前支腿摆动臂一的另一端通过销轴二与车架总成前端一侧铰接，通过固定销二插入销轴二进行前支腿的固定。

进一步的，所述另一个前支腿的顶端与前支腿摆动臂二的一端采用螺栓固定连接，前支腿摆动臂二的另一端通过销轴二与车架总成前端另一侧铰接，通过固定销二插入销轴二进行前支腿的固定。

进一步的，所述后支腿通过后支腿摆动臂与车架总成后端两侧铰接，所述后支腿的顶端与后支腿摆动臂的一端采用螺栓固定连接，后支腿摆动臂的另一端通过销轴三与车架总成铰接，并通过固定销三插入销轴三进行后支腿的固定。

进一步的，所述操作台通过销轴一与操作台臂的一端铰接，操作台臂的另一端与其中一个前支腿顶端铰接，通过固定销一插入销轴一，固定销二插入销轴二进行操作台位置固定。

进一步的，所述变幅机构包括变幅回转减速机、钻桅回转减速机、起升油缸、俯仰油缸、伸缩油缸、回转盘、起升臂、支撑座、滑架、驱动马达和回转马达；

变幅回转减速机的内圈与车架总成固定连接，变幅回转减速机的外圈与回转盘固定连接，变幅回转减速机的输出轴连接驱动马达，驱动马达的输出轴连接回转盘，由变幅回转减速机通过驱动马达驱动回转盘进行回转；

起升臂的一端与回转盘通过销轴铰接，起升油缸一端与回转盘铰接，起升油缸的另一端与起升臂的另一端铰接，通过起升油缸可以实现起升臂与回转盘之间的俯仰角度调节；

支撑座与起升臂之间铰接，俯仰油缸一端与支撑座铰接，俯仰油缸另一端与起升臂铰接，通过俯仰油缸可以实现支撑座与起升臂两者间的俯仰角度调节；起升油缸和俯仰油缸分别位于起升臂的不同侧；

钻桅回转减速机内圈与滑架通过螺栓固定连接，钻桅回转减速机外圈与支撑座通过螺栓固定连接，通过回转马达驱动实现滑架与支撑座之间的相对回转，滑架上布置有滑道，伸缩油缸一端与钻桅总成铰接，另一端与滑架铰接，通过伸缩油缸可以实现两者间的相对滑动。

进一步的，所述钻桅总成上布置可用于动力头总成滑动的滑道，钻桅总成的后端安装有钻桅驱动马达，钻桅驱动马达驱动链条，链条与动力头总成固定连接，钻桅驱动马达驱动动力头总成在钻桅总成上的滑道滑动。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

1)采用紧凑型车架结构，使得整机尺寸较小，行走转场方便，同时为了保证施工稳定性，设计了多个可摆式支腿；

2)采用马达直驱链条进给方式的短行程钻桅，确保狭小空间内回转空间小；

3)采用双回转与油缸组合形式的多自由度变幅机构，隧道以及涵洞掌子面注浆、超前探孔等施工时定位效率高，且施工范围大；

4)操作台可根据现场施工工况，可安装于钻机左侧或右侧，并且采用可摆式结构，操作位置灵活，无视野盲区。

附图说明

图1是多功能钻机结构图；

图2是多功能钻机俯视图；

图3是操作台与前支腿局部视图；

图4是车架总成的结构图；

图5是变幅机构与钻桅总成的连接结构图；

图6是操作台与前支腿的连接结构图；

图7是后支腿与后支腿摆动臂的连接结构图。

附图标记：1、操作台，1-1、操作台臂，1-2、销轴一，1-3、固定销一；

2、车架总成，2-1、行走边梁，2-2、燃油箱，2-3、液压油箱，

3、变幅机构，3-1、变幅回转减速机，3-2、钻桅回转减速机，3-3、起升油缸，3-4、俯仰油缸，3-5、伸缩油缸，3-6、回转盘，3-7、起升臂，3-8、支撑座，3-9、滑架，3-10、驱动马达，3-11、回转马达；

4、夹钳总成，4-1、夹具油缸；

5、钻桅总成，5-1、钻桅驱动马达，5-2、链条；

6、动力头总成，

7A、前支腿摆动臂一，7B、前支腿摆动臂二，7-1、销轴二，7-2、固定销二；

8、后支腿摆动臂，8-1、销轴三，8-2、固定销三；

9、后支腿，10、前支腿。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明的一种狭小空间用多功能钻机，参见图1-图7所示，包括操作台1、车架总成2、变幅机构3、夹钳总成4、钻桅总成5、动力头总成6。

钻机的整体结构，参见图1所示，车架总成2连接操作台1和变幅机构3，变幅机构3的上方连接钻桅总成5，其中夹钳总成4固定连接在钻桅总成5的前端，钻桅总成5的上方连接动力头总成6。

车架总成2的结构，参见图4所示，车架总成2集成行走边梁2-1、燃油箱2-2与液压油箱2-3于一体，并且多为箱体结构，整体结构强度大，刚度好，充分利用车架空间，使整机体积较小。行走边梁2-1用于安装行走减速机与四轮一带，实现整机的行走驱动，燃油箱2-2用于加装燃油为动力系统提供燃料，液压油箱2-3用于加装液压油为整机的泵及液压元件提供传动介质。行走边梁2-1、燃油箱2-2与液压油箱2-3均通过焊接成为一体，形成箱型结构，既满足车架总成2的强度要求，又利用其箱型空间作为油箱，减小整机体积。

同时为了满足施工稳定性，参见图2所示，在钻机的前后布置了两个前支腿10和两个后支腿9，其中一个前支腿10的顶端与前支腿摆动臂一7A的一端采用螺栓固定连接，前支腿摆动臂一7A的另一端通过销轴二7-1与车架总成2前端一侧铰接，实现前支腿10与车架总成2的转动连接，另一个前支腿10的顶端与前支腿摆动臂二7B的一端采用螺栓固定连接，前支腿摆动臂二7B的另一端通过销轴二7-1与车架总成2前端另一侧铰接，实现另一个前支腿10与车架总成2的转动连接。通过固定销二7-2插入销轴二7-1进行前支腿10的固定。

后支腿9的顶端与后支腿摆动臂8的一端采用螺栓固定连接，参见图7所示，后支腿摆动臂8的另一端通过销轴三8-1与车架总成2后端两侧铰接，实现后支腿9与车架总成2的转动连接，并通过固定销三8-2插入销轴三8-1进行后支腿9的固定。整机运输时可将前支腿和后支腿摆到整机宽度以内，降低运输与行走尺寸，同时可通过狭小地域，整机工作时可将前支腿10与后支腿9摆动至整机宽度以外，增加整机工作时的稳定性。

操作台1上集成变幅机构3的操作手柄、动力头总成5的旋转与进给手柄、夹钳总成4的操作手柄等功能，用于整机的变幅、钻进定位与施工。操作台1与车架总成2的连接结构，参见图2-3和图6所示，操作台1通过销轴一1-2与操作台臂1-1的一端铰接，操作台臂1-1的另一端与其中一个前支腿10(左右两个前支腿可任意)顶端铰接，实现操作台1与车架总成2的连接，根据销轴一1-2，销轴二7-1可实现操作台1相对于车架总成2的转动，摆动到位置后，并通过固定销一1-3插入销轴一1-2，固定销二7-2插入销轴二7-1进行位置固定。此种铰接结构可实现操作台1相对于车架的大范围摆动，位置灵活使得视野无盲区。

变幅机构3的结构，参见图5所示，变幅机构3主要由变幅回转减速机3-1、钻桅回转减速机3-2、起升油缸3-3、俯仰油缸3-4、伸缩油缸3-5、回转盘3-6、起升臂3-7、支撑座3-8、滑架3-9、驱动马达3-10、回转马达3-11构成。

变幅回转减速机3-1的内圈与车架总成2固定连接，变幅回转减速机3-1的外圈与回转盘3-6固定连接，变幅回转减速机3-1的输出轴连接驱动马达3-10，驱动马达3-10的输出轴连接回转盘3-6，实现由变幅回转减速机3-1通过驱动马达3-10驱动回转盘3-6进行回转。

起升臂3-7的一端与回转盘3-6通过销轴铰接，起升油缸3-3一端与回转盘3-6铰接，起升油缸3-3的另一端与起升臂3-7的另一端铰接，通过起升油缸3-3可以实现起升臂3-7与回转盘3-6之间的俯仰角度调节。

支撑座3-8与起升臂3-7之间铰接，俯仰油缸3-4一端与支撑座3-8铰接，俯仰油缸3-4另一端与起升臂3-7铰接，通过俯仰油缸3-4可以实现支撑座3-8与起升臂3-7两者间的俯仰角度调节；起升油缸3-3和俯仰油缸3-4分别位于起升臂的不同侧。

钻桅回转减速机3-2内圈与滑架3-9通过螺栓固定连接，钻桅回转减速机3-2外圈与支撑座3-8通过螺栓固定连接，通过回转马达3-11驱动可以实现滑架3-9与支撑座3-8之间的相对回转，滑架3-9上布置有滑道，伸缩油缸3-5一端与钻桅总成5铰接，另一端与滑架3-9铰接，通过伸缩油缸3-5可以实现两者间的相对滑动。

通过变幅回转减速机3-1与钻桅回转减速机3-2分别可实现所在平面内360度全回转，在狭小空间内变幅空间小，施工范围大，尤其利于施工断面的钻孔定位，效率较高，并且通过起升油缸3-3、俯仰油缸3-4以及伸缩油缸3-5可调节钻桅总成5的角度，钻桅总成5的角度即为钻孔施工角度以及与掌子面的相对距离，此种变幅机构可充分满足隧道及狭小空间的施工需求。

钻桅总成5主要承载动力头总成6以及夹钳总成4，参见图5所示，钻桅总成5采用马达直驱链条的进给方式，钻桅总成5上布置可用于动力头总成6滑动的滑道，钻桅驱动马达5-1驱动链条5-2，链条5-2与动力头总成6固定连接，进而实现钻桅驱动马达5-1驱动动力头总成6在钻桅总成5上的滑道滑动。钻桅驱动马达5-1安装在钻桅总成5的后端。

夹钳总成4通过螺栓固定安装在钻桅总成5的前端，夹钳总成4通过夹具油缸4-1可以实现钻具的夹紧，并与动力头总成6的回转进行组合可以实现钻具的正反转实现装卸。

钻桅驱动马达5-1轴向安装空间小，可有效减少钻桅总成5的宽度方向尺寸，夹钳总成4直接安装在钻桅总成5的底部，可有效减少钻桅总成5的长度方向尺寸，因此钻桅总成5所需的回转空间小，便于狭小空间施工。

本发明的有益效果为：

(1)一种狭小空间用多功能钻机，主要包括可操作台1、车架总成2、变幅机构3、夹钳总成4、钻桅总成5、动力头总成6；整机行走与运输尺寸小，施工时可通过摆动支腿增加其稳定性；

(2)采用灵活可摆式的操作台总成1，通过销轴一1-2与操作台摆动臂1-1铰接，操作台摆动臂1-1又与前支腿铰接，可实现大范围摆动，位置灵活，并且可根据机手需要将操作台总成1布置与钻机另一侧，视野无盲区；

(3)变幅机构3主要由两个回转减速机与多个油缸组合实现钻机的变幅，回转减速机可在所在的平面内实现360度回转，油缸可调整钻孔角度与施工面间的距离，此变幅机构施工范围大，定位效率高，并且所需空间小，变幅灵活；

(4)钻桅总成5采用马达直驱链条的进给方式，马达驱动轴向安装尺寸小，并且夹钳总成直接安装在钻桅总成5的前端，可有效减少钻桅总成5的长度尺寸，使钻桅总成在宽度与长度方向均较小，在狭小空间内回转灵活。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种狭小空间用多功能钻机，其特征是，包括：

操作台(1)、车架总成(2)、变幅机构(3)、夹钳总成(4)、钻桅总成(5)和动力头总成(6)；

所述操作台(1)连接在所述车架总成(2)的一侧，所述车架总成(2)上方连接所述变幅机构(3)，所述变幅机构(3)的上方连接所述钻桅总成(5)，所述夹钳总成(4)固定连接在所述钻桅总成(5)的前端，所述钻桅总成(5)的上方连接所述动力头总成(6)且所述动力头总成(6)可沿所述钻桅总成(5)滑动；

所述车架总成(2)的前后布置了两个前支腿(10)和两个后支腿(9)，所述前支腿(10)和后支腿(9)均与车架总成(2)转动连接；

其中一个前支腿(10)通过前支腿摆动臂一(7A)与车架总成(2)前端一侧铰接，另一个前支腿(10)通过前支腿摆动臂二(7B)与车架总成(2)前端另一侧铰接；

所述其中一个前支腿(10)的顶端与前支腿摆动臂一(7A)的一端固定连接，前支腿摆动臂一(7A)的另一端通过销轴二(7-1)与车架总成(2)前端一侧铰接，通过固定销二(7-2)插入销轴二(7-1)进行前支腿(10)的固定；

所述钻桅总成(5)上布置可用于动力头总成(6)滑动的滑道，钻桅总成(5)的后端安装有钻桅驱动马达(5-1)，钻桅驱动马达(5-1)驱动链条(5-2)，链条(5-2)与动力头总成(6)固定连接，钻桅驱动马达(5-1)驱动动力头总成(6)在钻桅总成(5)上的滑道滑动；

所述操作台(1)通过销轴一(1-2)与操作台臂(1-1)的一端铰接，操作台臂(1-1)的另一端与其中一个前支腿(10)顶端铰接，通过固定销一(1-3)插入销轴一(1-2)，固定销二(7-2)插入销轴二(7-1)进行操作台(1)位置固定。

2.根据权利要求1所述的一种狭小空间用多功能钻机，其特征是，所述车架总成(2)包括行走边梁(2-1)、燃油箱(2-2)和液压油箱(2-3)，所述行走边梁(2-1)、燃油箱(2-2)与液压油箱(2-3)通过焊接成为一体，形成箱型结构。

3.根据权利要求1所述的一种狭小空间用多功能钻机，其特征是，所述另一个前支腿(10)的顶端与前支腿摆动臂二(7B)的一端固定连接，前支腿摆动臂二(7B)的另一端通过销轴二(7-1)与车架总成(2)前端另一侧铰接，通过固定销二(7-2)插入销轴二(7-1)进行前支腿(10)的固定。

4.根据权利要求1所述的一种狭小空间用多功能钻机，其特征是，所述后支腿(9)通过后支腿摆动臂(8)与车架总成(2)后端两侧铰接，所述后支腿(9)的顶端与后支腿摆动臂(8)的一端固定连接，后支腿摆动臂(8)的另一端通过销轴三(8-1)与车架总成(2)铰接，并通过固定销三(8-2)插入销轴三(8-1)进行后支腿(9)的固定。

5.根据权利要求1所述的一种狭小空间用多功能钻机，其特征是，所述变幅机构(3)包括变幅回转减速机(3-1)、钻桅回转减速机(3-2)、起升油缸(3-3)、俯仰油缸(3-4)、伸缩油缸(3-5)、回转盘(3-6)、起升臂(3-7)、支撑座(3-8)、滑架(3-9)、驱动马达(3-10)和回转马达(3-11)；

变幅回转减速机(3-1)的内圈与车架总成(2)固定连接，变幅回转减速机(3-1)的外圈与回转盘(3-6)固定连接，变幅回转减速机(3-1)的输出轴连接驱动马达(3-10)，驱动马达(3-10)的输出轴连接回转盘(3-6)，由变幅回转减速机(3-1)通过驱动马达(3-10)驱动回转盘(3-6)进行回转；

起升臂(3-7)的一端与回转盘(3-6)铰接，起升油缸(3-3)一端与回转盘(3-6)铰接，起升油缸(3-3)的另一端与起升臂(3-7)的另一端铰接，通过起升油缸(3-3)实现起升臂(3-7)与回转盘(3-6)之间的俯仰角度调节；

支撑座(3-8)与起升臂(3-7)之间铰接，俯仰油缸(3-4)一端与支撑座(3-8)铰接，俯仰油缸(3-4)另一端与起升臂(3-7)铰接，通过俯仰油缸(3-4)实现支撑座(3-8)与起升臂(3-7)两者间的俯仰角度调节；起升油缸(3-3)和俯仰油缸(3-4)分别位于起升臂的不同侧；

钻桅回转减速机(3-2)内圈与滑架(3-9)固定连接，钻桅回转减速机(3-2)外圈与支撑座(3-8)固定连接，通过回转马达(3-11)驱动实现滑架(3-9)与支撑座(3-8)之间的相对回转，滑架(3-9)上布置有滑道，伸缩油缸(3-5)一端与钻桅总成(5)铰接，另一端与滑架(3-9)铰接，通过伸缩油缸(3-5)实现两者间的相对滑动。

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