CN112814585A - 一种爆破孔钻机双油缸进给系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种爆破孔钻机双油缸进给系统，属于矿山机械技术领域。本发明的双油缸进给系统包括两个并列设置于塔架装置上且由同一液压泵供油的进给油缸，以及动力头、动滑轮组，动力头由钢丝绳牵引，钢丝绳从动滑轮组上绕过并固定在塔架装置上，进给油缸用于驱动动滑轮组运动，从而实现动力头的上下运动。本发明克服现有爆破孔钻机进给系统动力不足带来的不便，提供一种爆破孔钻机双油缸进给系统，在塔架装置两侧布置两套单独的油缸进给系统，两套液压油缸同时作用，属于并联状态，压力和流量相同，进给油缸有相同的负载，可以实现同步运行，保证动力头两侧同时受力且受力均衡，工作时进给油缸的力转化为动力头的下压力和上提。

Description

一种爆破孔钻机双油缸进给系统

技术领域

本发明属于矿山机械技术领域，更具体地说，涉及一种爆破孔钻机双油缸进给系统。

背景技术

大型爆破孔钻机一般应用于露天矿的钻孔操作，对于大型露天矿，尤其是露天金属矿，对钻孔直径、钻孔深度、钻孔压力都有更高的要求。现有钻机使用单个进给油缸，在钻孔直径、钻孔深度、钻孔压力三方面都无法达到某些矿区现场的要求。

针对现有爆破孔钻机钻孔能力较差导致无法满足矿区工作要求的不足，现有技术中已有相关技术方案公开，如专利申请号：2017105404630，申请日：2017年7月5日，发明创造名称为：一种大型矿用钻机的进给系统，该申请案公开的进给系统设置于塔架上，并可沿塔架上下运动，进给系统的底部设置有主动链轮、马达和由马达驱动的减速齿轮，减速齿轮的输出端与主动链轮相连，顶部设置有被动链轮，主动链轮和被动链轮外啮合套设有链条，其中一条链条上固定设置有固定于塔架上的链条固定座，另一条链条上固定设置有推进设备，减速齿轮将马达的动力输出至主动链轮，并传输至被动链轮，从而带动整个进给系统在塔架顶部和底部之间上下运动。

该方案利用了液压马达和减速箱来产生可调节扭矩、由链轮和链条将扭矩转换为推进力的方式，初步解决推进系统在自身推进力作用下的压杆稳定性问题，但是齿轮啮合过程噪音大，容易出现齿轮抖动现象，且液压马达体积大，安装不便，进给动力有限。

综上所述，如何克服现有爆破孔钻机进给系统动力不足带来的不便，是现有技术中亟需解决的技术难题。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明克服现有爆破孔钻机进给系统动力不足带来的不便，提供一种爆破孔钻机双油缸进给系统，在塔架装置两侧布置两套单独的油缸进给系统，两套液压油缸同时作用，属于并联状态，压力和流量相同，进给油缸有相同的负载，可以实现同步运行，保证动力头两侧同时受力且受力均衡，工作时进给油缸的力转化为动力头的下压力和上提力。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种爆破孔钻机双油缸进给系统，包括两个并列设置于塔架装置上且由同一液压泵供油的进给油缸，以及动力头、动滑轮组，动力头由钢丝绳牵引，钢丝绳从动滑轮组上绕过并固定在塔架装置上，进给油缸用于驱动动滑轮组运动，从而实现动力头的上下运动。

作为本发明更进一步的改进，动滑轮组包括上下设置的第一动滑轮和第二动滑轮，钢丝绳包括与动力头上下两侧相连的上钢丝绳和下钢丝绳，上钢丝绳从第一动滑轮上绕过，下钢丝绳从第二动滑轮上绕过。

作为本发明更进一步的改进，第一动滑轮和第二动滑轮固定在同一滑轮架上，滑轮架固定连接于进给油缸的上端部且该滑轮架上还设有用于导向的导向支撑架，滑轮架固定连接于进给油缸的上端部且该滑轮架上还设有用于导向的导向支撑架。

作为本发明更进一步的改进，上钢丝绳和/或下钢丝绳的固定端与张紧装置连接，张紧装置安装于塔架装置上。

作为本发明更进一步的改进，张紧装置为液压油缸和/或涡轮蜗杆。

作为本发明更进一步的改进，进给油缸包括缸筒以及套设于该缸筒内的缸杆，缸杆可相对缸筒的两端部向外伸出。

作为本发明更进一步的改进，缸杆包括独立设置的上活塞杆和下活塞杆，上活塞杆、下活塞杆分别与缸筒之间形成相互连通的上有杆腔、下有杆腔，上活塞杆与下活塞杆之间形成无杆腔；下活塞杆中部开设用于提供液压油的第一通道和第二通道，第一通道与无杆腔相连通，第二通道与下有杆腔相连通，通过第一通道向无杆腔内或通过第二通道向下有杆腔内注入液压油，驱动上活塞杆、下活塞杆保持同步运动。

作为本发明更进一步的改进，位于无杆腔一侧的上活塞杆向缸筒筒壁方向扩张形成上缓冲柱，位于缸筒顶部的上有杆腔向位于中心的上活塞杆缩进形成上缓冲内孔，上缓冲柱与上缓冲内孔相匹配形成上缓冲通道。

作为本发明更进一步的改进，在无杆腔内设置限位装置以对上活塞杆和下活塞杆的缩回运动进行限位，限位装置为沿缸筒周向设置的环形限位块。

作为本发明更进一步的改进，下活塞杆末端延伸至无杆腔内形成下缓冲柱，并与缸筒筒壁之间形成下缓冲内孔，下缓冲内孔与限位装置相匹配形成下缓冲通道。

作为本发明更进一步的改进，上缓冲内孔与下有杆腔相连通的油路上设置第一单向阀和顺序阀。

作为本发明更进一步的改进，环形限位块上设置第二单向阀和节流阀。

作为本发明作为本发明更进一步的改进，动滑轮组顶部设有固定在塔架装置上的塔顶定滑轮，上钢丝绳从该塔顶定滑轮上绕过。

作为本发明更进一步的改进，塔顶定滑轮为独立设置的大直径定滑轮。

作为本发明更进一步的改进，塔顶定滑轮包括并列设置的第一塔顶定滑轮和第二塔顶定滑轮。

作为本发明更进一步的改进，动滑轮组底部设有固定在塔架装置上的塔底定滑轮，下钢丝绳从该塔底定滑轮上绕过。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种爆破孔钻机双油缸进给系统，在塔架装置两侧布置两套单独的油缸进给系统，通过液压系统进行驱动，两套液压油缸同时作用，使得钻孔的下压力和上提力都得到了极大的提高；使用此进给系统，可以使钻机达到更大的进给力，从而适用于更多的工作条件。

(2)本发明的一种爆破孔钻机双油缸进给系统，两侧进给油缸由同一个液压泵供油，属于并联状态，压力和流量相同，两侧进给油缸牵引同一个动力头，进给油缸有相同的负载，可以实现同步运行，保证动力头两侧同时受力且受力均衡，工作时进给油缸的力转化为动力头的下压力和上提力；否则，动力头被进给油缸拉成倾斜状态，进给油缸的力会部分转化为侧向力，对结构件造成损伤，摩擦力增大，下压上提功能受影响，进而影响整机稳定性。

(3)本发明的一种爆破孔钻机双油缸进给系统，在钻孔压力变大、钻孔深度变大的时候，其中的双活塞杆液压油缸可以承受更高的工作压力、具有更长的工作行程，采用双进给液压缸代替了双液压马达和减速机装置，大大节省了钻机塔架的横向空间，解决了进给系统的结构不够紧凑的问题；与单液压缸进给液压系统相比，双液压缸可以避免单个液压缸的直径太大，加工困难、局部空间要求较大的问题，用两个尺寸适当的液压缸即可满足对钻孔更大下压力的要求。

(4)本发明的一种爆破孔钻机双油缸进给系统，双活塞杆液压油缸可以将细长的单活塞杆变为两根较短的活塞杆，这样液压油缸的加工制作过程更容易，且更短的活塞杆获得了更好的压杆稳定性，从而满足钻机对更大钻孔深度的要求。

(5)本发明的一种爆破孔钻机双油缸进给系统，上缓冲柱与上缓冲内孔相匹配形成上缓冲通道，下缓冲内孔与限位装置相匹配形成下缓冲通道，在上活塞杆伸出运动极限以及下活塞杆缩回运动极限时，可以减轻上缓冲柱与筒壁之间或者下缓冲柱与限位装置之间的压力，限制上活塞杆伸出速度，让其平稳接触缸筒，以防冲击太大，导致动力头和钻杆抖动。

(6)本发明的一种爆破孔钻机双油缸进给系统，在环形限位块上设置两个第二单向阀，当高压油反向进入无杆腔，可以通过环形限位块上设置的第二单向阀顺利进入环形限位块的上下腔，此时第二单向阀可以保证此时的环形限位块的上下液压力相等，以防缸筒受力不平衡，而产生无序运动。

附图说明

图1为本发明中双油缸进给系统与塔架装置的配合示意图；

图2为本发明中双油缸进给系统的局部放大示意图；

图3为本发明中双油缸进给系统的工作原理示意图；

图4为本发明的一种爆破孔钻机双油缸进给系统的结构示意图；

图5为本发明中双油缸进给系统的上下活塞杆的工作原理示意图；

图6为本发明中滑轮架的结构示意图；

图7为本发明中双活塞杆液压油缸的结构示意图；

图8为本发明中环形限位块上安装第二单向阀及节流阀的结构示意图。

示意图中的标号说明：

100、进给油缸；110、缸筒；111、缸杆；1110、上活塞杆；1111、下活塞杆；112、上缓冲柱塞；113、第一单向阀；114、顺序阀；120、上缓冲内孔；121、下缓冲内孔；122、下缓冲柱塞；123、第二单向阀；124、节流阀；125、环形限位块；1201、第一通道；1202、第二通道；130、上有杆腔；140、下有杆腔；150、无杆腔；

200、塔顶定滑轮；210、第一塔顶定滑轮；211、第二塔顶定滑轮；

300、动力头；310、上钢丝绳；311、下钢丝绳；312、第一张紧装置；313、第二张紧装置；

400、塔底定滑轮；

500、动滑轮组；510、第一动滑轮；511、第二动滑轮；512、导向条；

600、第一通道液压油源；610、第二通道液压油源。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

结合图1，本实施例的一种爆破孔钻机双油缸进给系统，包括两个并列设置于塔架装置上且由同一液压泵供油的进给油缸100，以及动力头300、动滑轮组500，动力头300由钢丝绳牵引，钢丝绳从动滑轮组500上绕过并固定在塔架装置上，进给油缸100用于驱动动滑轮组500运动，从而实现动力头300的上下运动。

具体在本实施例中，两个并列设置且由同一液压泵供油的进给油缸100共同驱动同一动力头300上下运动，动力头300包括液压马达和减速机，液压马达可提供足够的旋转动力，即液压马达提供足够的扭矩，动力头300的旋转动力由动力输出端输出，动力输出端下方连接钻杆和钻头，钻杆、钻头与动力输出端同时旋转，配合钢丝绳的上下运动，实现钻杆的下压和上提，从而实现钻孔操作。

值得说明的是，本实施例中两侧进给油缸100由同一个液压泵供油，属于并联状态，压力和流量相同；两侧进给油缸100牵引同一个动力头300，所以进给油缸100有相同的负载，同步运行。对于本实施例中的两个进给油缸100，液压泵在进给工况时，可设置为单独为这两个进给油缸100提供压力油，以使两个进给油缸100提供的动力同步且保持一致。

此外，双油缸同步伸出才能保证动力头300两侧同时受力且受力均衡，工作时进给油缸100的力才能转化为动力头300的下压力和上提力。如果不同步，动力头300会被进给油缸100拉成倾斜状态，进给油缸100的力会部分转化为侧向力，对结构件造成损伤，摩擦力增大，下压上提功能受影响，进而影响整机稳定性。

本发明的一种爆破孔钻机双油缸进给系统，在塔架装置两侧布置两套单独的油缸进给系统，通过液压系统进行驱动，两套液压油缸同时作用，使得钻孔的下压力和上提力都得到了极大的提高。

结合图2至图4，具体在本实施例中，动滑轮组500包括上下设置的第一动滑轮510和第二动滑轮511，钢丝绳包括与动力头300上下两侧相连的上钢丝绳310和下钢丝绳311，上钢丝绳310从第一动滑轮510上绕过，下钢丝绳311从第二动滑轮511上绕过。

优选的，结合图6，为了便于安装固定，本实施例中第一动滑轮510和第二动滑轮511固定在同一滑轮架上，滑轮架固定连接于进给油缸100的上端部且该滑轮架上还设有用于导向的导向支撑架；具体地，本实施例中滑轮架侧面固定安装尼龙滑块，并将滑轮架总成安装在塔架装置的C形槽钢内，被槽钢约束后，滑轮架总成仅可沿槽钢滑动。进给油缸100通过驱动滑轮架上下运动，从而带动第一动滑轮510和第二动滑轮511上下运动，同时在钢丝绳的摩擦作用下，第一动滑轮510和第二动滑轮511发生转动，钢丝绳上下提拉带动动力头300上下运动。

进一步地，本实施例中动滑轮组500顶部设有固定在塔架装置上的塔顶定滑轮200，上钢丝绳310从该塔顶定滑轮200上绕过；作为一种实施方式，本实施例中塔顶定滑轮200包括并列设置的第一塔顶定滑轮210和第二塔顶定滑轮211。本实施例中第一塔顶定滑轮210和第二塔顶定滑轮211倾斜设计，以解决横向空间不够并排布置两个滑轮的问题；当然，作为一种实施方式，本实施例中塔顶定滑轮200也可以为独立设置的大直径定滑轮。

具体地，上钢丝绳310的自由端与动力头300连接，上钢丝绳310依次从第一塔顶定滑轮210、第二塔顶定滑轮211和第一动滑轮510上绕过，上钢丝绳310的固定端与塔架装置连接。

同样的，为了减小摩擦阻力，本实施例中动滑轮组500底部设有固定在塔架装置上的塔底定滑轮400，下钢丝绳311从该塔底定滑轮400上绕过。

具体地，下钢丝绳311的自由端与动力头300连接，下钢丝绳311依次从塔底定滑轮400和第二动滑轮511上绕过，下钢丝绳311的固定端与塔架装置连接。

本实施例中所指“自由端”是指能够随动力头300上下运动的一端，“固定端”是指固定在塔架装置500上的一端。

作为一种实施方式，为了给钢丝绳提供张紧力，防止钢丝绳产生磨损、脱出等风险，本实施例中上钢丝绳310和下钢丝绳311的固定端与张紧装置连接，张紧装置安装于塔架装置上。

具体在本实施例中，张紧装置包括与上钢丝绳310的固定端相连的第一张紧装置312，以及，与下钢丝绳311的固定端相连的第二张紧装置313，第一张紧装置312和第二张紧装置313可以为液压油缸和/或涡轮蜗杆，当张紧装置为液压油缸时，系统工作过程中，油缸杆腔有压力油进入，油缸回缩或保持回缩趋势，始终拉紧钢丝绳，可以给动力头300提供平稳的拉力，驱动其上下升降，实现钻孔进给。

此外，结合图3和图5，本实施例中进给油缸100包括缸筒110以及套设于该缸筒110内的缸杆111，缸杆111可相对缸筒110的两端部向外伸出。即，本实施例中的缸杆111可以在缸筒110内向两端伸缩，缸杆111相对缸筒110形成上活塞杆1110和下活塞杆1111，进一步地，为了提高进给油缸100的稳定性，本实施例中在导向支撑架设置导向条512，导向条512起到导向作用，以平稳传输动力。

作为一种实施方式，本实施例中缸杆111包括独立设置的上活塞杆1110和下活塞杆1111，上活塞杆1110、下活塞杆1111分别与缸筒110之间形成相互连通的上有杆腔130、下有杆腔140，上活塞杆1110与下活塞杆1111之间形成无杆腔150；下活塞杆1111中部开设用于提供液压油的第一通道1201和第二通道1202，第一通道1201与无杆腔150相连通，第二通道1202与下有杆腔140相连通，通过第一通道1201向无杆腔150内或通过第二通道1202向下有杆腔140内注入液压油，驱动上活塞杆1110、下活塞杆1111保持同步运动。

值得说明的是，现有技术中采用单液压油缸的进给系统容易存在压杆稳定性的问题，特别是在钻孔压力变大、钻孔深度变大的时候，需要进给油缸100承受更高的工作压力、具有更长的工作行程。此时，液压油缸更容易出现稳定性问题，进而动力头300失控，存在极大的安全隐患，而且大直径、大行程的油缸加工也非常困难。

而本实施例中采用的双活塞杆液压油缸，与液压马达和单杆液压缸不同的是，双活塞杆液压油缸中的活塞杆由两个独立设置的上活塞杆1110、下活塞杆1111组成，上活塞杆1110、下活塞杆1111之间可以同步运动，从而大幅提高活塞杆驱动过程的稳定性，具体如图7所示。

本实施例中所指上有杆腔130、下有杆腔140是指上活塞杆1110、下活塞杆1111安装于该腔体内，而无杆腔150是指上活塞杆1110、下活塞杆1111之间的空隙形成的腔体结构。

本实施例中下活塞杆1111中部开设用于提供液压油的第一通道1201和第二通道1202，第一通道1201与无杆腔150相连通，第二通道1202与下有杆腔140相连通，通过第一通道1201向无杆腔150内注入液压油，或者，通过第二通道1202向下有杆腔140内注入液压油，驱动双活塞杆液压油缸的上活塞杆1110、下活塞杆1111之间保持同步运动，从而实现钻孔装置的上提和下压。

进一步地，由于双活塞杆液压油缸两端都可以运动，为了对上活塞杆1110、下活塞杆1111的运动极限进行限制，同时也为了避免上活塞杆1110、下活塞杆1111相对的一侧相互接触碰撞，本实施例中在无杆腔150内设置限位装置以对上活塞杆1110和下活塞杆1111的缩回运动进行限位。

优选的，限位装置设置于缸筒110中部，由该限位装置分隔开的上活塞杆1110与下活塞杆1111沿缸筒110长度方向对称设置。作为一种实施方式，本实施例中限位装置为沿缸筒110周向设置的环形限位块125。

具体在本实施例中，位于无杆腔150一侧的上活塞杆1110向缸筒110筒壁方向扩张形成上缓冲柱，位于缸筒110顶部的上有杆腔130向位于中心的上活塞杆1110缩进形成上缓冲内孔120，上缓冲柱与上缓冲内孔120相匹配形成上缓冲通道。

进一步地，本实施例中下活塞杆1111末端延伸至无杆腔150内形成下缓冲柱，并与缸筒110筒壁之间形成下缓冲内孔121，下缓冲内孔121与限位装置相匹配形成下缓冲通道。

此外，为了提高上缓冲通道和下缓冲通道的缓冲能力，在上活塞杆1110伸出运动极限以及下活塞杆1111缩回运动极限时，减轻上缓冲柱与筒壁之间或者下缓冲柱与限位装置之间的压力，限制上活塞杆1110伸出速度，让其平稳接触缸筒110，以防冲击太大，导致动力头300和钻杆抖动，本实施例中在上缓冲柱上设有上缓冲柱塞112，和/或，在下缓冲柱上设置下缓冲柱塞122，上缓冲柱塞112或下缓冲柱塞122可以采用橡胶材料制成，橡胶材料具有弹性，可以起到较好的缓冲效果。

进一步地，本实施例中环形限位块125上设置两个第二单向阀123以及一个节流阀124，通过调节节流阀124的大小控制缓冲压力的大小，以适应不同钻杆大小和提杆速度对缓冲效果的要求。

优选的，本实施例中位于上有杆腔130内的上缓冲内孔120与下有杆腔140相连通，此时可以将经过上缓冲柱塞112缓冲后的液压油路与下有杆腔140相连通。

进一步地，本实施例中上缓冲内孔120与下有杆腔140相连通的油路上设置第一单向阀113。

作为一种实施方式，为了控制缓冲压力的大小，本实施例中上缓冲内孔120与下有杆腔140相连通的油路上还设置顺序阀114。

结合图7和图8，本发明的双油缸进给系统，通过动滑轮组500牵引动力头300上升下降，上活塞杆1110、下活塞杆1111全部缩回时，动力头300处于最高位置，钻杆被提起。

下面结合动力头300上下运动概述活塞杆的动态运动过程，具体地，当第一通道液压油源600向无杆腔150中提供高压油时，高压油通过下活塞杆1111的第一通道1201进入双活塞杆液压油缸中间的由下缓冲内孔121形成的无杆腔150内。上缓冲内孔120形成的上有杆腔130以及下活塞杆1111所处位置的下有杆腔140的低压油通过下活塞杆1111的第二通道1202回到第二通道液压油源610。

由于环形限位块125的上下压力相等，上缓冲内孔120形成的上有杆腔130以及下活塞杆1111所处位置的下有杆腔140的压力都为低压回油压力，因此缸筒110所受液压力平衡，缸筒110处于静止状态。上活塞杆1110底面受高压、顶面受低压，且底面面积大、顶面面积小，因此，上活塞杆1110被无杆腔150内的高压油推出，带动动力头300和钻杆向下进给钻孔。

而后，上活塞杆1110的上缓冲柱塞112进入缸筒110顶部的上缓冲内孔120，上缓冲内孔120形成的上有杆腔130产生缓冲压力，限制上活塞杆1110伸出速度，让其平稳接触缸筒110，以防冲击太大，导致动力头300和钻杆抖动。通过调节上缓冲内孔120与下有杆腔140相连通油路上设置的顺序阀114的设定值，可以控制缓冲压力的大小，以适应不同钻孔负载和钻孔速度对缓冲效果的要求。反向时，高压油可以通过上缓冲内孔120与下有杆腔140相连通油路上设置的第一单向阀113顺利进入上缓冲内孔120形成的上有杆腔130内，以防止钻杆启动缓慢的问题。

当上活塞杆1110接触缸筒110后，缸筒110上下所受液压力失去平衡，缸筒110跟随上活塞杆1110进一步上行，直至缸筒110底面接触下活塞杆1111上设置的下缓冲柱塞122，双活塞杆液压油缸处于完全伸出状态，动力头300处于最低位置，钻杆进给深度最大。

当第二通道液压油源610提供高压油时，高压油同时进入上缓冲内孔120形成的上、下有杆腔。双活塞杆液压油缸中间的下缓冲内孔121形成的无杆腔150将低压油排回无杆腔150。上、下有杆腔的压力相等，因此，缸筒110所受液压力平衡，缸筒110不动。上活塞杆1110顶面受高压、底面受低压，因此上活塞杆1110向下缩回，提升动力头和钻杆。直至上活塞杆1110接触环形限位块125，上活塞杆1110带动缸筒110进一步下行。

而后，下活塞杆1111的下缓冲柱塞122与缸筒110中间的环形限位块125之间形成缓冲通道，无杆腔150产生缓冲压力，限制上活塞杆1110和缸筒110的缩回速度，让其平稳接触下活塞杆1111，以防冲击太大，导致动力头300和钻杆抖动。无杆腔150内的液压油通过环形限位块125上设置的节流阀124进入回油通道，调节节流阀124的开口大小可以控制缓冲压力的大小，以适应不同钻杆大小和提杆速度对缓冲效果的要求。反向时，高压油可以通过环形限位块125上设置的第一单向阀113顺利进入环形限位块125的上下腔，以防缸筒110受力不平衡，无序运动。

此处值得强调的是，假设在以下工况：下活塞杆1111固定，当缸筒110与下活塞杆1111没有完全接触时，即，此时缓冲行程没有走完，动力头300没有被提至最高处。此时，若无杆腔150进高压油，会将上活塞杆1110顶出，驱动动力头300下降。此时会出现一个现象：无杆腔150的高压油会作用在环形限位块125上端的环形面积上，带动缸筒110先向下运动，使其与下活塞杆1111完全接触，之后上活塞杆1110才会伸出，动力头300和钻杆才会下降。

本发明为解决上一问题，在环形限位块125上设置两个第二单向阀123，优选的，两个第二单向阀123沿缸筒110轴心对称布置，当高压油反向进入无杆腔150，可以通过环形限位块125上设置的第二单向阀123顺利进入环形限位块125的上下腔，此时第二单向阀123可以保证此时的环形限位块125的上下液压力相等，以防缸筒110受力不平衡，避免缸筒110产生无序运动，干扰动力头300的运动，具体可参考图8进行阅读。

本发明的一种爆破孔钻机双油缸进给系统，双活塞杆液压油缸可以将细长的单活塞杆变为两根较短的活塞杆，平稳的控制动力头上提和下压，钻出深孔，不需要制作加工大行程的油缸，只需要对活塞杆的结构和油路进行相关改进即可实现同样的效果，大大节约了生产成本，避免安全隐患，更短的活塞杆获得了更好的压杆稳定性，从而满足钻机对更大钻孔深度的要求。

本实施例中使用双作用双活塞杆液压油缸作为动力源，钢丝绳作为动力传动单元，双活塞杆油缸伸出或缩回运动过程都可分为两个阶段：

(1)油缸伸出阶段：液压油进入缸筒无杆腔后，上活塞杆1110先伸出，上活塞杆1110伸到位后，缸筒110继续伸出直至达到油缸的全伸长度；

(2)油缸缩回阶段：上活塞杆1110先缩回，然后缸筒110缩回；此外，在相同截面积下，钢丝绳强度远远高于链条，且钢丝绳具有很好的韧性，从而可提升整机的抗冲击能力和安全性。

进一步地，为对油缸运动过程作详细描述，本实施例中以油缸伸出为例：

上活塞杆1110伸出，缸筒110伸出，此阶段本质为下活塞杆1111伸出，但由于下活塞杆1111底端固定，故下活塞杆1111将缸筒110顶起，在实际应用中表现为缸筒110伸出。

本发明一种爆破孔钻机双油缸进给系统，动滑轮组、钢丝绳和张紧装置相互配合方实现油缸进给，具体工作过程如下：

(1)进给油缸100伸出时，牵引动力头300向下运动，此时下钢丝绳311受力，自然处于张紧状态，而上钢丝绳310因没有拉力会有所松弛，此时第一张紧装置312的张紧油缸收缩，保持钢丝绳张紧；

(2)进给油缸100缩回时，牵引动力头300向上运动，此时上钢丝绳310受力，自然处于张紧状态，而下钢丝绳311因没有拉力会有所松弛，此时第二张紧装置313的螺旋升降机收缩，保持钢丝绳张紧。

本实施例中动力头300运动时进给系统的受力关系如下：

以进给油缸100伸出，动力头300向下运动为例：

进给油缸100将动滑轮组顶起(高度L)，进给油缸100产生的力转化为第二动滑轮511对下钢丝绳311向上的托举力，由于下钢丝绳311与第二张紧装置313固定连接，第二动滑轮511两端钢丝绳同时增长L，塔底定滑轮400左侧钢丝绳缩短(2L)，第二动滑轮的托举力转化为下钢丝绳311对动力头310向下的拉力，动力头300向下运动，上钢丝绳310跟随动力头300运动。由于第一动滑轮510同时被油缸顶起，下钢丝绳311为动力头300提供主动力，上钢丝绳310处于从动状态(松弛)，需要第一张紧装置312张紧。

本发明一种爆破孔钻机双油缸进给系统，动力头300向下进给运动可描述如下：

首先，钢丝绳长度为定值，进给油缸100为系统的动力源，当进给油缸的缸杆111伸出时，固定于进给油缸100头部的动滑轮组500向上运动，对于下钢丝绳311而言，绕过动滑轮组500两侧的钢丝绳长度增加，连接动力头300与塔底定滑轮400之间的钢丝绳长度自然减短，从而牵引动力头300向下运动。

假设油缸的缸杆111伸出长度为L，动滑轮两侧的钢丝绳增加长度为2L，相应连接动力头300与塔底定滑轮400之间的钢丝绳长度减少也为2L，即动力头300下降2L，可以看出，因使用动滑轮组500，动力头300的运动和进给油缸100的运动是倍增关系，当油缸的缸杆111全伸时，动力头300下降至塔架底部。

进给油缸100的缩回和动力头300上升的运动状态有相同的工作原理，因为此塔架装置对称布置两套进给系统，给动力头300及其下方钻杆提供双倍的下压力和上提力。

本发明的进给系统在使用过程中，因钢丝绳作为力的传递部件，受到很大的拉力作用，常常使得钢丝绳长度被拉长，从而导致钢丝绳产生磨损、脱出等风险，因而为钢丝绳提供张紧力是很有必要的。

一般进给系统会在钢丝绳末端连接一个较长的螺杆，人工调节螺杆的固定端长度，从而拉紧钢丝绳，本实施例中的液压油缸和蜗轮蜗杆都可以很方便的实现自动控制，可以持续给钢丝绳提供适当的张紧力。液压油缸和蜗轮蜗杆可以调换使用位置，也可以只用其中一种作为张紧装置，根据具体机型的空间尺寸进行布置。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种爆破孔钻机双油缸进给系统，其特征在于：包括两个并列设置于塔架装置上且由同一液压泵供油的进给油缸(100)，以及动力头(300)、动滑轮组(500)，所述动力头(300)由钢丝绳牵引，所述钢丝绳从所述动滑轮组(500)上绕过并固定在所述塔架装置上，所述进给油缸(100)用于驱动所述动滑轮组(500)运动，从而实现所述动力头(300)的上下运动。

2.根据权利要求1所述的一种爆破孔钻机双油缸进给系统，其特征在于：所述动滑轮组(500)包括上下设置的第一动滑轮(510)和第二动滑轮(511)，所述钢丝绳包括与所述动力头(300)上下两侧相连的上钢丝绳(310)和下钢丝绳(311)，所述上钢丝绳(310)从所述第一动滑轮(510)上绕过，所述下钢丝绳(311)从所述第二动滑轮(511)上绕过。

3.根据权利要求2所述的一种爆破孔钻机双油缸进给系统，其特征在于：所述第一动滑轮(510)和第二动滑轮(511)固定在同一滑轮架上，所述滑轮架固定连接于所述进给油缸(100)的上端部且该滑轮架上还设有用于导向的导向支撑架。

4.根据权利要求2所述的一种爆破孔钻机双油缸进给系统，其特征在于：所述上钢丝绳(310)和/或所述下钢丝绳(311)的固定端与张紧装置连接，所述张紧装置安装于所述塔架装置上。

5.根据权利要求4所述的一种爆破孔钻机双油缸进给系统，其特征在于：所述张紧装置为液压油缸和/或涡轮蜗杆。

6.根据权利要求1～5任一项所述的一种爆破孔钻机双油缸进给系统，其特征在于：所述进给油缸(100)包括缸筒(110)以及套设于该缸筒(110)内的缸杆(111)，所述缸杆(111)可相对所述缸筒(110)的两端部向外伸出。

7.根据权利要求6所述的一种爆破孔钻机双油缸进给系统，其特征在于：所述缸杆(111)包括独立设置的上活塞杆(1110)和下活塞杆(1111)，所述上活塞杆(1110)、下活塞杆(1111)分别与所述缸筒(110)之间形成相互连通的上有杆腔(130)、下有杆腔(140)，所述上活塞杆(1110)与所述下活塞杆(1111)之间形成无杆腔(150)；

所述下活塞杆(1111)中部开设用于提供液压油的第一通道(1201)和第二通道(1202)，所述第一通道(1201)与所述无杆腔(150)相连通，所述第二通道(1202)与所述下有杆腔(140)相连通，通过第一通道(1201)向无杆腔(150)内或通过第二通道(1202)向下有杆腔(140)内注入液压油，驱动所述上活塞杆(1110)、下活塞杆(1111)保持同步运动。

8.根据权利要求7所述的一种爆破孔钻机双油缸进给系统，其特征在于：位于所述无杆腔(150)一侧的上活塞杆(1110)向所述缸筒(110)筒壁方向扩张形成上缓冲柱，位于所述缸筒(110)顶部的上有杆腔(130)向位于中心的上活塞杆(1110)缩进形成上缓冲内孔(120)，上缓冲柱与所述上缓冲内孔(120)相匹配形成上缓冲通道。

9.根据权利要求8所述的一种爆破孔钻机双油缸进给系统，其特征在于：在所述无杆腔(150)内设置限位装置以对所述上活塞杆(1110)和所述下活塞杆(1111)的缩回运动进行限位，所述限位装置为沿所述缸筒(110)周向设置的环形限位块(125)。

10.根据权利要求9所述的一种爆破孔钻机双油缸进给系统，其特征在于：所述下活塞杆(1111)末端延伸至无杆腔(150)内形成下缓冲柱，并与所述缸筒(110)筒壁之间形成下缓冲内孔(121)，所述下缓冲内孔(121)与所述限位装置相匹配形成下缓冲通道。

11.根据权利要求8所述的一种爆破孔钻机双油缸进给系统，其特征在于：所述上缓冲内孔(111)与所述下有杆腔(140)相连通的油路上设置第一单向阀(113)和顺序阀(114)。

12.根据权利要求9所述的一种爆破孔钻机双油缸进给系统，其特征在于：所述环形限位块(125)上设置第二单向阀(123)和节流阀(124)。

13.根据权利要求7所述的一种爆破孔钻机双油缸进给系统，其特征在于：所述动滑轮组(500)顶部设有固定在所述塔架装置上的塔顶定滑轮(200)，所述上钢丝绳(310)从该塔顶定滑轮(200)上绕过。

14.根据权利要求13所述的一种爆破孔钻机双油缸进给系统，其特征在于：所述塔顶定滑轮(200)包括并列设置的第一塔顶定滑轮(210)和第二塔顶定滑轮(211)。

15.根据权利要求13所述的一种爆破孔钻机双油缸进给系统，其特征在于：所述塔顶定滑轮(200)为独立设置的大直径定滑轮。

16.根据权利要求13所述的一种爆破孔钻机双油缸进给系统，其特征在于：所述动滑轮组(500)底部设有固定在所述塔架装置上的塔底定滑轮(400)，所述下钢丝绳(311)从该塔底定滑轮(400)上绕过。

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