CN113622816B - 一种回转支护弹性缓冲装置及旋挖钻机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种回转支护弹性缓冲装置及旋挖钻机，回转支护弹性缓冲装置包括安装底板、门型支架、回转支护油缸、燕尾轴和摩擦顶板，门型支架包括立支板和限位导向板，回转支护油缸设置在安装地板上且于两块立支板之间，回转支护油缸的活塞杆与燕尾轴的燕尾端相连，燕尾轴上下活动贯穿限位导向板设置，摩擦顶板设置在限位导向板上方并与燕尾轴顶部固定连接。本发明的回转支护弹性缓冲装置能使回转部分施工时纹丝不动，在施工时提高了整机稳定性、降低了振动传递和减少噪音、极大程度上提高了操作者舒适性、极大的延长了回转支撑及减速机等部件的使用寿命，同时有效提高了钻孔质量与作业效率，施工的高效性和稳定性极大程度地为客户创造来更多利润。

Description

一种回转支护弹性缓冲装置及旋挖钻机

技术领域

本发明涉及桩工机械技术领域，特别地，涉及一种旋挖钻机用的回转支护弹性缓冲装置及旋挖钻机。

背景技术

旋挖钻机是一种液压驱动设备，通过控制对动力头的旋转和加压来驱动钻杆钻斗的旋转和加压来切削土壤至钻斗内，然后依靠主卷扬钢丝绳的提升将钻斗带出孔外，再通过旋挖钻机的回转动作把钻斗带到偏离孔的位置，通过动力头的甩土盘打开钻斗斗门将土壤排出孔外的周期性作业设备。

回转部分在旋挖钻机中扮演着非常重要的角色。第一，它需要支撑起底盘以上部分包括钻杆钻具、平台、配重、发动机、变幅机构、桅杆总成等部件上100吨的重量；第二，施工时它需要锁死动力头部分所传递过来几十吨米的扭矩；第三，施工时它需要承载入岩模式下的施工冲击和自身动力及液压部分的振动。目前，回转部分在旋挖钻机中是一个瓶颈，如果回转支撑出现问题，其维修工程量非常大，成本也特别高(需要借助大吨位的吊车将近百吨的上车部分与底盘部分分开），所以保护好这一重要装置非常重要。

在设备施工过程中，稳定性的强弱是对设备及其品牌的一个重要考核指标。在硬层的钻进时，在动力头的驱动和加压油缸的作用下，设备通常会产生较大的振动，有时候还会使桅杆有较大的晃动，严重的时候会直接把销轴振落和螺栓振松；在黏土层冻土层钻进时，提升时在孔口又通常会产生吸孔力使得重心靠前尾部有轻微翘起，严重影响设备的施工稳定性。而回转支撑在用了一段时间后，其内圈与外圈中间的球星滚珠会有一定的磨损产生的间隙，同时回转减速机与回转支撑内齿圈也有相应磨损，在这些磨损与间隙的影响下，严重影响施工时设备的稳定性，这些磨损与间隙可将离其距离将近20米的桅杆吊锚架部分和处在钻深几十米外的钻斗部分的振动放大数十倍，严重影响施工质量与效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种回转支护弹性缓冲装置，以解决背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种回转支护弹性缓冲装置，包括：

安装底板；

门型支架，所述门型支架包括两块立支板和一块固定连接在两块所述立支板顶部的限位导向板；

回转支护油缸，所述回转支护油缸设置在所述安装地板上且于两块所述立支板之间；

燕尾轴，所述燕尾轴上下活动贯穿所述限位导向板设置，所述燕尾轴的燕尾端与所述回转支护油缸的活塞杆相连；

摩擦顶板，所述摩擦顶板设置在所述限位导向板上方并与所述燕尾轴顶部固定连接；

弹性减震元件，所述弹性减震元件套设于所述燕尾轴上，且位于所述摩擦顶板与所述限位导向板之间。

进一步的，所述弹性减震元件为压缩减震弹簧。

进一步的，所述门型支架还包括两块加强筋板，两块所述加强筋板分别焊接设置在两块所述立支板的外侧。

进一步的，所述回转支护油缸的活塞杆与所述燕尾轴通过连接轴可拆卸相连。

进一步的，所述安装底板包括第一安装底板和第二安装底板，所述回转支护油缸设置在所述第一安装底板上，所述第二安装底板为分别设置在所述第一安装底板两侧的两块，两个所述立支板分别设置在两块所述第二安装底板上。

本发明还提供一种旋挖钻机，包括底盘和平台结构，所述底盘包括H架、支撑机构、上述的回转支护弹性缓冲装置、回转支撑、右履带架总成和左履带架总成，所述H架的一端与所述左履带架总成相连接、另一端与所述右履带架总成相连接；所述支撑机构和回转支护弹性缓冲装置均设置在所述H架上，所述回转支撑设置在所述支撑机构上，所述回转支护弹性缓冲装置为固定设置在所述H架上的四个；所述回转支撑的顶部与所述平台结构的底部安装板相连接。

进一步的，四个所述回转支护弹性缓冲装置分别设置在所述H架的H型顶板上，且四个所述回转支护弹性缓冲装置的摩擦顶板均位于所述底部安装板在水平面上的投影范围内。

进一步的，所述回转支护油缸处于缩回状态时，所述摩擦顶板的高度与所述底部安装板之间的间隙为5~20mm。

进一步的，所述支撑机构的筒体与所述H架接触的内外圈均设置有坡口，所述筒体内外整圈均与所述H架焊接连接，所述坡口内的焊缝高度为所述筒体板厚的60%~85%。

进一步的，所述支撑机构顶部与所述回转支撑的内圈用涂抹螺纹胶的高强螺栓固定；所述回转支撑的外圈用涂抹螺纹胶的高强螺栓与所述底部安装板固定。

相比于现有技术，本发明具有以下有益效果：

(1)、本发明的回转支护弹性缓冲装置，通过设置弹性减震元件用于消除回转支护油缸轴向方向的损坏因素，有缓冲、减震、消除冲击的作用，同时也起到增加回转支护弹性缓冲装置的制动力矩作用；弹性减震元件可以为压缩减震弹簧，亦可换成其他减震元器件。

(2)、采用本发明回转支护弹性缓冲装置的旋挖钻机能使回转部分施工时纹丝不动，提高了施工时整机稳定性、降低了振动传递和减少噪音、极大程度上提高了操作者舒适性、极大的延长了回转支撑及减速机等部件的使用寿命，同时由于地下几十米的钻杆钻斗振动的减少，使设备钻孔得精度和垂直度提高，其钻孔质量也得到了保证，杜绝了不合格孔的产生，振动的降低也能使设备的操作手保持良好心态，更加专心地高效率地施工作业。本发明的旋挖钻机有效提高了钻孔质量与作业效率，施工的高效性和稳定性极大程度地为客户创造来更多利润。

(3)、本发明的旋挖钻机，特别是在旋挖钻机施工中所遇到入岩型、大扭矩、大功率的作业场景，能很明显的感受到整机稳定性的提高、振动传递和噪音的降低、满足操作室环境的舒适性、提高钻孔质量与作业效率、保护回转支撑及减速机等部件。

(4)、本发明的旋挖钻机，减少了回转支撑与回转减速机的负载，进一步地保护回转支撑及减速机等部件的使用，极大程度地延长了设备的使用寿命，同时施工时设备故障的减少，为施工和售后减少了许多成本，进一步地收获了良好的市场效益和品牌效益。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明中一种回转支护弹性缓冲装置的结构示意图；

图2是本发明中一种旋挖钻机的结构示意图；

图3是本发明图2中旋挖钻机的底盘的结构示意图；

其中，A-底盘，B-平台结构，1-H架，2-支撑机构，3-转支护装置，3.1-回转支护油缸，3.2-燕尾轴，3.3-摩擦顶板，3.4-立支板，3.5-限位导向板，3.6-加强筋板，3.7-连接轴，3.9-第一安装底板，3.10-第二安装底板，3.11-紧固标准件，3.12-弹性减震元件，4-回转支撑，5-右履带架总成，6-左履带架总成。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

请参见图1，本实施例提供一种回转支护弹性缓冲装置，包括安装底板、门型支架、回转支护油缸3.1、燕尾轴3.2、摩擦顶板3.3和弹性减震元件3.12。具体结构如下：门型支架包括两块立支板3.4和一块固定连接在两块立支板3.4顶部的限位导向板3.5，限位导向板的两端均设有倒坡口，限位导向板两端倒坡口与立支板焊接成一整体。两块立支板3.4的外侧各设有一块加强筋板3.6，加强筋板3.6焊接连接在安装底板顶部。该结构设置中，加强筋将立支板与安装底板焊接相连，对整块导向结构支架起加强作用；弹性减震元件套设于燕尾轴上，优选的弹性减震元件为减震压缩弹簧，减震压缩弹簧主要用来消除回转支护油缸内在轴向方向的损坏因素。

在本发明一种较佳的实施例中，回转支护油缸3.1设置在安装地板上且于两块立支板3.4之间，回转支护油缸3.1的活塞杆与燕尾轴3.2的燕尾端相连，燕尾轴3.2上下活动贯穿限位导向板3.5设置，摩擦顶板3.3设置在限位导向板3.5上方并与燕尾轴3.2顶部固定连接。限位导向板中间有导向孔，燕尾轴与该导向孔的装配关系为小间隙配合，该结构设置的一个作用是承担在回转制动中对回转支护油缸3.1的径向冲击，保护回转支护油缸内的密封元件，消除施工中不确定因素对回转支护油缸的损害。该结构设置的另一个作用是，在回转支护油缸的伸缩过程中，对燕尾轴3.2于摩擦顶板3.3的运动的限制与导向。优选的，回转支护油缸3.1的活塞杆与燕尾轴3.2通过连接轴3.7相连，并通过定位销3.8固定。

在本发明一种较佳的实施例中，安装底板包括第一安装底板3.9和第二安装底板3.10，回转支护油缸3.1设置在第一安装底板3.9上，第二安装底板3.10为分别设置在第一安装底板3.9两侧的两块，两个立支板3.4分别设置在两块第二安装底板3.10上。第一安装底板3.9和第二安装底板3.10通过紧固标准件3.11与H架固定连接。该结构设置便于回转支护弹性缓冲装置的安装，结构设置合理。

结合参见图2和图3，本发明实施例还提供一种旋挖钻机，包括底盘A和平台结构B，底盘包括H架1、支撑机构2、回转支护弹性缓冲装置3、回转支撑4、右履带架总成5和左履带架总成6，H架1的一端与左履带架总成6相连接、另一端与右履带架总成5相连接，组成一个不可拓展的稳固型旋挖底盘。支撑机构2设置在H架1的H型顶板中心位置处，回转支撑4设置在支撑机构2上。回转支护弹性缓冲装置3用涂抹螺纹胶的高强螺栓固定在H架1的四个合适位置处，此四个相应位置的设计必须满足三个条件：1)、需保证摩擦顶板3.3不得与回转支撑2的外圈干涉。2)、需保证每个回转支护弹性缓冲装置中的摩擦顶板3.3上部均完全在旋挖钻机平台的底部安装板范围内，也即四个回转支护弹性缓冲装置3的摩擦顶板3.3均位于旋挖钻机的平台在竖直方向上的投影范围内。3)、回转支护弹性缓冲装置3不得H架1上任何焊接零部件干涉并要求方便安装。

在本发明一种较佳的实施例中，回转支护油缸3.1收回状态下，摩擦顶板3.3的高度与平台的底部安装板之间的间隙为5~20mm。即摩擦顶板3.3与平台的底部安装板有10mm左右间隙。支撑机构的筒体与H架接触的内外圈均设置有坡口，筒体内外整圈均与H架焊接连接；也即将坡口用焊缝填实，坡口内的焊缝高度约等于筒体板厚的80%，筒体内外整圈均与H架焊接连接。支撑机构2顶部与回转支撑4内圈用涂抹螺纹胶的高强螺栓固定，为提升预紧力中间配有螺栓套环。回转支撑4外圈用涂抹螺纹胶的高强螺栓与平台的底部安装板固定，为提升预紧力中间配有螺栓套环。

在本发明一种较佳的实施例中，摩擦顶板与燕尾轴焊接在一起，四个回转支护弹性缓冲装置围绕回转中心均匀分布，当旋挖钻机入岩钻孔施工时，所有回转支护弹性缓冲装置的回转支护油缸3.1同时伸出，通过连接轴3.7将力与位移传递给燕尾轴和摩擦顶板。摩擦顶板顶着平台结构的底部安装板，材料及表面粗糙度不变，二者之间摩擦系数k是一定的，形成静摩擦力f=kN（N力的大小可控制，决定于回转支护油缸压力的大小）。其中，静摩擦力f与回转中心距离l相乘得到制动力矩M( M=fl)。这个制动力矩M足以抵消由动力头传递过来的扭矩T(即M≥T，T一般指动力头额定扭矩大小，但在施工中T不是一个固定值，M的实际大小取决于T，其中大于号表示M能完全克服设备施工时的冲击和振动带来破坏因素)，完全不需要回转减速机摩擦片的制动作用。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种回转支护弹性缓冲装置，其特征在于，包括：

安装底板，所述安装底板包括第一安装底板(3.9)和第二安装底板(3.10)；

门型支架，所述门型支架包括两块立支板(3.4)、一块固定连接在两块所述立支板顶部的限位导向板(3.5)和两块加强筋板(3.6)，两块所述加强筋板分别焊接设置在两块所述立支板的外侧，所述限位导向板的中间设置有导向孔；

回转支护油缸(3.1)，所述回转支护油缸设置在所述第一安装底板上，所述第二安装底板为分别设置在所述第一安装底板两侧的两块，两个所述立支板分别设置在两块所述第二安装底板上；

燕尾轴(3.2)，所述燕尾轴上下活动贯穿所述限位导向板设置，且所述燕尾轴与所述导向孔小间隙配合，所述燕尾轴的燕尾端通过连接轴(3.7)与所述回转支护油缸的活塞杆相连；

摩擦顶板(3.3)，所述摩擦顶板设置在所述限位导向板上方并与所述燕尾轴顶部固定连接；

弹性减震元件(3.12)，所述弹性减震元件套设于所述燕尾轴上，且位于所述摩擦顶板与所述限位导向板之间。

2.根据权利要求1所述的回转支护弹性缓冲装置，其特征在于，所述弹性减震元件为压缩减震弹簧。

3.一种旋挖钻机，其特征在于，包括底盘(A)和平台结构(B)，所述底盘包括H架(1)、支撑机构(2)、如权利要求1或2所述的回转支护弹性缓冲装置(3)、回转支撑(4)、右履带架总成(5)和左履带架总成(6)，所述H架的一端与所述左履带架总成相连接、另一端与所述右履带架总成相连接；所述支撑机构和回转支护弹性缓冲装置均设置在所述H架上，所述回转支撑设置在所述支撑机构上，所述回转支护弹性缓冲装置为固定设置在所述H架上的四个；所述回转支撑的顶部与所述平台结构的底部安装板相连接。

4.根据权利要求3所述的旋挖钻机，其特征在于，四个所述回转支护弹性缓冲装置分别设置在所述H架的H型顶板上，且四个所述回转支护弹性缓冲装置的摩擦顶板(3.3)均位于所述底部安装板在水平面上的投影范围内。

5.根据权利要求3所述的旋挖钻机，其特征在于，所述回转支护油缸处于缩回状态时，所述摩擦顶板的高度与所述底部安装板之间的间隙为5~20mm。

6.根据权利要求3所述的旋挖钻机，其特征在于，所述支撑机构的筒体与所述H架接触的内外圈均设置有坡口，所述筒体内外整圈均与所述H架焊接连接，所述坡口内的焊缝高度为所述筒体板厚的60%~85%。

7.根据权利要求3所述的旋挖钻机，其特征在于，所述支撑机构顶部与所述回转支撑的内圈用涂抹螺纹胶的高强螺栓固定；所述回转支撑的外圈用涂抹螺纹胶的高强螺栓与所述底部安装板固定。