CN114776316B - 一种钻深精确可控的凿岩推进梁装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于凿岩装置技术领域，具体的说是一种钻深精确可控的凿岩推进梁装置；包括：新风机，新风机用于净化空气；机盖；出风口；出风网；高效滤网；中效滤网；热交换滤芯；还包括：初滤单元，初滤单元设置在新风机机体内位于热交换滤芯下方；初效滤网；进气管；光伏单元，设置在墙体外侧；蓄电池；控制器；本发明主要用于解决凿岩台车进行钻孔施工时，现有凿岩设备，钻孔过程大多是采取“盲钻”的方式；即，通过预先粗略地标定或者退钻后的简易测量孔深，每次均需人工过多的干涉，同时，往往出现孔深欠钻或者过钻等问题，无法实现钻深精确地控制，从而导致钻孔深度无法进行精确测量或者测量不便等问题。

Description

一种钻深精确可控的凿岩推进梁装置

技术领域

本发明属于凿岩装置技术领域，具体的说是一种钻深精确可控的凿岩推进梁装置。

背景技术

近年来，随着国家对交通建设的重视，公路、铁路的扩建也随之加大，隧道的施工建设也越来越多，一般都是采用凿岩台车进行钻炮眼施工。

凿岩台车也称为钻孔台车，主要用于隧道及地下工程采用钻爆法施工的一种凿岩设备，它能移动并支持多台凿岩机同时进行钻眼作业；

再利用凿岩台车进行钻孔施工时，现有凿岩设备，钻孔过程大多是采取“盲钻”的方式；即，通过预先粗略地标定或者退钻后的简易测量孔深，每次均需人工过多的干涉，同时，往往出现孔深欠钻或者过钻等问题，无法实现钻深精确地控制，从而导致钻孔深度无法进行精确测量或者测量不便等问题；

即便测量也是通过预先的标记或者钻孔完成后的再次测量，此方法既存在测量的不准确，又降低了施工效率。同时，在凿岩过程中钻孔深度的不确定性会带来以下问题，因欠钻不符要求带来的返工，因过钻带来的时间与成本的浪费。因此，精确的钻孔深度更加显现的尤为重要；

然而现有技术中为了解决上述问题，会在凿岩台车的推进梁装置上，应用机械类线性限位的方式有行程限位开关、拉绳位移传感器等电子测控传感器，但由于受隧道凿岩过程中恶劣的工作环境，目前该类限位装置的应用较难满足此类工作环境要求。由此可见，亟待需求一套钻孔测深精度高又适应恶劣环境的解决方案。

鉴于此，为了缓解上述缺陷带来的问题，本发明设计研发了一种钻深精确可控的凿岩推进梁装置。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提出了一种钻深精确可控的凿岩推进梁装置，包括：

推进梁，所述推进梁首端位于推进梁端面位置固定安装有推进梁固定板；所述推进梁固定板表面固定安装有推进梁后护板；所述推进梁固定板一侧位于推进梁上设有滚筒总成；所述滚筒总成通过滑动组件与推进梁滑动连接；

所述推进梁上设有凿岩机；所述凿岩机底部固定安装有凿岩机托板；所述凿岩机托板底部固定安装滑动组件；所述凿岩机通过滑动组件与推进梁滑动连接；所述凿岩机利用滑动组件可沿推进梁长度方向来回运动；所述推进梁尾端固定安装有顶端支架；所述凿岩机上固定安装有钎杆；所述钎杆另一端延伸至顶端支架内，并通过顶端支架对钎杆进行支撑所述钎杆下方设有滚轮支座托板；所述滚轮支座托板通过滑动组件与推进梁滑动连接；所述滚轮支座托板与凿岩机之间通过连接机构相连；

所述滚轮支座托板上固定安装有中间支撑架；所述中间支撑架顶部固定安装有支撑环；所述钎杆穿过支撑环；

还包括，测量机构，所述测量机构用于测量钎杆凿岩的深度；

控制系统，所述控制系统用于控制该凿岩推进梁装置工作；

所述测量机构包括：

多级推出杆液压油缸，所述多级推出杆液压油缸外表面固定安装有调整垫块；所述多级推出杆液压油缸通过调整垫块固定安装在推进梁内部空腔内；所述多级推出杆液压油缸的伸出方向为推进梁首端方向

伸缩调节杆，所述多级推出杆液压油缸伸出前段固定安装有伸缩调节杆，所述调节伸缩杆前端设有法兰；

刻度指针，所述刻度指针设置在伸缩调节杆首端；

刻度尺条，所述刻度尺条固定安装在推进梁内部空腔下方位置；

挡板，所述挡板设置在滚轮支座托板下端面；所述挡板延伸至推进梁内部空腔内；所述挡板设置在多级推出杆液压油缸伸长端一侧方向。

优选的，所述滚轮支座托板与凿岩机之间相连的连接机构为推进油缸。

优选的，所述调节伸缩杆靠近多级推出杆液压油缸的一侧通过螺纹啮合有防松螺母；所述刻度指针远离调节伸缩杆首端的一侧插设有开口销。

优选的，所述支撑环中心位置开设有圆槽；所述圆槽内设有圆环，且钎杆穿过圆环；所述圆环的直径大于钎杆的最大直径；所述圆环表面固定安装有均匀布置的弹簧，且弹簧的另一侧延伸至圆槽弧形面上；

所述圆槽内安装有深沟球轴承；所述圆环表面固定安装的弹簧另一侧与深沟球轴承内圈连接。

优选的，所述挡板靠近多级推出杆液压油缸，位于推进梁内部空腔内滑动连接有推板；所述推板与挡板之间通过弹簧连接。

优选的，所述推板内固定安装有第一磁铁；所述法兰内壁中固定安装有第二磁铁；所述第一磁铁与第二磁铁磁性相反；

所述第一磁铁和第二磁铁同样可以为电磁铁。

本发明的有益效果如下：

1.本发明所述的一种钻深精确可控的凿岩推进梁装置，第一可以精确钻深的限位目的，规避了传统钻孔的带来的欠钻和过钻孔深，以及不同孔不同深的现象，大幅度地提供了效率；第二、该机构采用单油口进出的多级推出杆液压油缸设计，并配备可靠的液压控制，使得该发明设计简单可靠，同时考虑到了方便调节与防松，使发明增加了快捷性与适用性；第三、该装置可方便加装多级推出杆液压油缸，便于实现快速的切换改装。

2.本发明所述的一种钻深精确可控的凿岩推进梁装置，在刻度指针运动的过程中，刻度指针指向刻度尺条上的数值逐渐增大，在利用钎杆钻孔的过程中，可以直接观测刻度指针指向刻度尺条的数值来确定钻孔的深度，在此过程中可以精确的测量钻孔的深度，同时防止由于无法得知钻孔的深度，导致钻完成的孔因欠钻不符要求带来的返工，因过钻带来的时间与成本的浪费的情况，当通过刻度指针指向刻度尺条的数值到达钻孔要求后，控制系统停止钻孔，并控制凿岩机以及测量机构恢复至钻孔前的状态。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的立体图；

图2是本发明图1中A-A处剖视图；

图3是本发明图1中B处局部放大图；

图4是本发明图2中C处局部放大图；

图5是本发明图2中D处局部放大图；

图6是本发明图1的俯视图；

图7是本发明图6中E处局部放大图；

图8为本发明中多级推出杆液压油缸的立体图；

图中：

1、推进梁；11、推进梁固定板；12、推进梁后护板；13、滚筒总成；14、凿岩机；15、凿岩机托板；16、滑动组件；17、顶端支架；18、钎杆；2、滚轮支座托板；21、中间支撑架；22、支撑环；23、圆槽；24、圆环；25、深沟球轴承；3、多级推出杆液压油缸；31、调整垫块；32、伸缩调节杆；321、法兰；33、刻度指针；34、刻度尺条；35、挡板；36、防松螺母；37、开口销；4、推板；41、第一磁铁；42、第二磁铁。

具体实施方式

如图1-图8所示，本发明所述的一种钻深精确可控的凿岩推进梁装置，

总体实施过程，包括：

推进梁1，所述推进梁1首端位于推进梁1端面位置固定安装有推进梁固定板11；所述推进梁固定板11表面固定安装有推进梁后护板12；所述推进梁固定板11一侧位于推进梁1上设有滚筒总成13；所述滚筒总成13通过滑动组件16与推进梁1滑动连接；

所述推进梁1上设有凿岩机14；所述凿岩机14底部固定安装有凿岩机托板15；所述凿岩机托板15底部固定安装滑动组件16；所述凿岩机14通过滑动组件16与推进梁1滑动连接；所述凿岩机14利用滑动组件16可沿推进梁1长度方向来回运动；所述推进梁1尾端固定安装有顶端支架17；所述凿岩机14上固定安装有钎杆18；所述钎杆18另一端延伸至顶端支架17内，并通过顶端支架17对钎杆18进行支撑所述钎杆18下方设有滚轮支座托板2；所述滚轮支座托板2通过滑动组件16与推进梁1滑动连接；所述滚轮支座托板2与凿岩机14之间通过连接机构相连；

所述滚轮支座托板2上固定安装有中间支撑架21；所述中间支撑架21顶部固定安装有支撑环22；所述钎杆18穿过支撑环22；

还包括，测量机构，所述测量机构用于测量钎杆18凿岩的深度；

控制系统，所述控制系统用于控制该凿岩推进梁装置工作；

所述测量机构包括：

多级推出杆液压油缸3，所述多级推出杆液压油缸3外表面固定安装有调整垫块31；所述多级推出杆液压油缸3通过调整垫块31固定安装在推进梁1内部空腔内；所述多级推出杆液压油缸3的伸出方向为推进梁1首端方向

伸缩调节杆32，所述多级推出杆液压油缸3伸出前段固定安装有伸缩调节杆32，所述调节伸缩杆前端设有法兰321；

刻度指针33，所述刻度指针33设置在伸缩调节杆32首端；

刻度尺条34，所述刻度尺条34固定安装在推进梁1内部空腔下方位置；

挡板35，所述挡板35设置在滚轮支座托板2下端面；所述挡板35延伸至推进梁1内部空腔内；所述挡板35设置在多级推出杆液压油缸3伸长端一侧方向；

在使用该推进梁装置时，先将推进梁1上的顶端支架17靠近钻孔的位置，随后控制系统控制多级推出杆液压油缸3上进油液压控制回路得到响应，即，多级推出杆液压油缸3进油端进油，在多级推出杆液压油缸3上进油端进油后，会推动多级推出杆液压油缸3伸长，在多级推出杆液压油缸3伸长的过程中，会带动伸缩调节杆32和刻度指针33向挡板35一侧移动，直至使刻度指针33与挡板35相互接触，当刻度指针33与挡板35接触时，此时多级推出杆液压油缸3进油的液压控制回路在响应无输入时，通过截止阀截断油路，即，阻断液压油继续进入进油端，同时使多级推出杆液压油缸3出油口处于连通状态，随后进行钻孔工作；

在进行钻孔工作时，控制系统控制凿岩机14工作，同时控制凿岩机14通过滑动组件16在推进梁1上向钻孔的一侧移动，当凿岩机14向需要钻孔的一侧移动时，会带动钎杆18向需要钻孔的一侧移动并进行钻孔作业，且滚轮支座托板2上固连的中间支撑架21内的支撑环22对钎杆18进行支撑，同时由于滚轮支座托板2与凿岩机14之间通过连接机构相连，在凿岩机14在推进梁1上运动的过程中会通过连接机构推动滚轮支座托板2向钻孔的一侧运动，由于挡板35固定安装在滚轮支座托板2下表面，从而可以带动挡板35向多级推出杆液压油缸3一侧运动，在挡板35运动的过程中，会推动刻度指针33和伸缩调节杆32向多级推出杆液压油缸3尾端移动，此时，由于多级推出杆液压油缸3出油口处于连通状态，从而可以使挡板35推动刻度指针33和伸缩调节杆32，使多级推出杆液压油缸3逐渐收缩，在刻度指针33运动的过程中，刻度指针33指向刻度尺条34上的数值逐渐增大，在利用钎杆18钻孔的过程中，可以直接观测刻度指针33指向刻度尺条34的数值来确定钻孔的深度，在此过程中可以精确的测量钻孔的深度，同时防止由于无法得知钻孔的深度，导致钻完成的孔因欠钻不符要求带来的返工，因过钻带来的时间与成本的浪费的情况，当通过刻度指针33指向刻度尺条34的数值到达钻孔要求后，控制系统停止钻孔，并控制凿岩机14以及测量机构恢复至钻孔前的状态；

在前一次孔深完成钻孔后，如继续进行钻孔时，只需让多级推出杆液压油缸3进油的液压控制回路得到响应，即，多级推出杆液压油缸3进油端进油，从而可以推动多级推出杆液压油缸3伸长，实现刻度指针33与挡板35的接触，随后即可再次进行钻孔工作；

如继续进行深孔钻孔，只需让多级推出杆液压油缸3进油的液压控制回路得到响应，原油路截止阀从截止状态变为流通状态，即，通过多级推出杆液压油缸3带动刻度指针33指向第一次钻孔时，刻度指针33最终指在刻度尺条34上的数值的位置，随后利用控制继续控制滚轮支座托板2和挡板35运动，从而利用挡板35随同推进装置再次对多级推出杆液压油缸3施以回退的推力，此时，从油缸底部的原油口回流液压油，在接近目标刻度标识的深度时，停止推进装置的前进，即完成继续进行深孔钻孔。

在总体实施过程的基础上，所述滚轮支座托板2与凿岩机14之间相连的连接机构为推进油缸；

工作时，由于连接机构为推进油缸，当需要调节滚轮支座托板2与凿岩机14之间的距离时，可以通过调节推进油缸行程距离即可完成对滚轮支座托板2与凿岩机14之间距离的调整。

在总体实施过程的基础上，所述调节伸缩杆靠近多级推出杆液压油缸3的一侧通过螺纹啮合有防松螺母36；所述刻度指针33远离调节伸缩杆首端的一侧插设有开口销37；

工作时，由于调节伸缩杆靠近多级推出杆液压油缸3的一侧通过螺纹啮合有防松螺母36，通过防松螺母36拧紧消除伸缩调节杆32与油缸推杆螺纹之间松脱间隙，从而防止凿岩工作过程中因振动带来的松脱现象，伸缩调节杆32前端法兰321设计为梅花型，便于在无任何拆卸工具时也便于快速的进行刻度指针33精确定位的调节。

在总体实施过程的基础上，所述支撑环22中心位置开设有圆槽23；所述圆槽23内设有圆环24，且钎杆18穿过圆环24；所述圆环24的直径大于钎杆18的最大直径；所述圆环24表面固定安装有均匀布置的弹簧，且弹簧的另一侧延伸至圆槽23弧形面上；

所述圆槽23内安装有深沟球轴承25；所述圆环24表面固定安装的弹簧另一侧与深沟球轴承25内圈连接；

工作时，当钎杆18在进行钻孔时，由于钎杆18受到的作用力，会使钎杆18发生振动，当钎杆18震动的过程中会带动中间支撑架21和滚轮支座托板2振动，同时挡板35会发生共振，在挡板35振动的过程中会撞击刻度指针33，从而使刻度指针33发生偏移，导致刻度指针33的指向不准确，降低对钻孔的测量精度，当钎杆18在发生振动的过程中，通过弹簧连接的圆环24可以避免钎杆18产生的振动直接作用在中间支撑架21上，从而可以减少中间支撑架21受到的作用力，因此减小挡板35受到共振的作用力，降低刻度指针33发生偏移的距离，同时在钎杆18在钻孔时出现轴跳动的现象时，钎杆18会带动圆环24转动，圆环24通过弹簧带动深沟球轴承25的内圈转动，在此过程中可以防止钎杆18在出现轴跳动的情况时产生的作用力，直接作用在圆槽23内，从而导致中间支撑架21受到的作用力过大，使挡板35发生撞击刻度指针33。

在总体实施过程的基础上，所述挡板35靠近多级推出杆液压油缸3，位于推进梁1内部空腔内滑动连接有推板4；所述推板4与挡板35之间通过弹簧连接；

工作时，由于挡板35通过弹簧与推板4连接，在挡板35运动的过程中会先推动推板4移动，推板4在推动刻度指针33运动；

在挡板35发生共振的过程中，挡板35共振的作用力会先作用在弹簧上，弹簧可以缓冲部分的作用力，从而降低刻度指针33振动，防止刻度指针33振动幅度过大影响测量深度。

在总体实施过程的基础上，所述推板4内固定安装有第一磁铁41；所述法兰321内壁中固定安装有第二磁铁42；所述第一磁铁41与第二磁铁42磁性相反；

所述第一磁铁41和第二磁铁42同样可以为电磁铁；

工作时，由于第一磁铁41和第二磁铁42相互吸引，在推板4推动刻度指针33移动的过程中，可以使第一磁铁41和第二磁铁42相互吸附，提高推板4与指针之间的紧固程度，当推板4出现振动时，不易将刻度指针33推开，从而可以提高刻度指针33的指向；

同样第一磁铁41和第二磁铁42同样可以为电磁铁，当需要使第一磁铁41和第二磁铁42相互吸引时，通过控制系统对第一磁铁41和第二磁铁42进行通电，即实现第一磁铁41和第二磁铁42的相互吸引。

上述实施例显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种钻深精确可控的凿岩推进梁装置，其特征在于，包括：

推进梁(1)，所述推进梁(1)首端位于推进梁(1)端面位置固定安装有推进梁固定板(11)；所述推进梁固定板(11)表面固定安装有推进梁后护板(12)；所述推进梁固定板(11)一侧位于推进梁(1)上设有滚筒总成(13)；所述滚筒总成(13)通过滑动组件(16)与推进梁(1)滑动连接；

所述推进梁(1)上设有凿岩机(14)；所述凿岩机(14)底部固定安装有凿岩机托板(15)；所述凿岩机托板(15)底部固定安装滑动组件(16)；所述凿岩机(14)通过滑动组件(16)与推进梁(1)滑动连接；所述推进梁(1)尾端固定安装有顶端支架(17)；所述凿岩机(14)上固定安装有钎杆(18)；所述钎杆(18)下方设有滚轮支座托板(2)；所述滚轮支座托板(2)通过滑动组件(16)与推进梁(1)滑动连接；所述滚轮支座托板(2)与凿岩机(14)之间通过连接机构相连；

所述滚轮支座托板(2)上固定安装有中间支撑架(21)；所述中间支撑架(21)顶部固定安装有支撑环(22)；所述钎杆(18)穿过支撑环(22)；

还包括，测量机构，所述测量机构用于测量钎杆(18)凿岩的深度；

控制系统，所述控制系统用于控制该凿岩推进梁装置工作；

所述测量机构包括：

多级推出杆液压油缸(3)，所述多级推出杆液压油缸(3)外表面固定安装有调整垫块(31)；所述多级推出杆液压油缸(3)通过调整垫块(31)固定安装在推进梁(1)内部空腔内；

伸缩调节杆(32)，所述多级推出杆液压油缸(3)伸出前段固定安装有伸缩调节杆(32)，所述伸缩调节杆前端设有法兰(321)；

刻度指针(33)，所述刻度指针(33)设置在伸缩调节杆(32)首端；

刻度尺条(34)，所述刻度尺条(34)固定安装在推进梁(1)内部空腔下方位置；

挡板(35)，所述挡板(35)设置在滚轮支座托板(2)下端面；所述挡板(35)延伸至推进梁(1)内部空腔内；

所述支撑环(22)中心位置开设有圆槽(23)；所述圆槽(23)内设有圆环(24)，且钎杆(18)穿过圆环(24)；所述圆环(24)的直径大于钎杆(18)的最大直径；所述圆环(24)表面固定安装有均匀布置的弹簧，且弹簧的另一侧延伸至圆槽(23)弧形面上；

所述圆槽(23)内安装有深沟球轴承(25)；所述圆环(24)表面固定安装的弹簧另一侧与深沟球轴承(25)内圈连接；

所述挡板(35)靠近多级推出杆液压油缸(3)，位于推进梁(1)内部空腔内滑动连接有推板(4)；所述推板(4)与挡板(35)之间通过弹簧连接；

所述推板(4)内固定安装有第一磁铁(41)；所述法兰(321)内壁中固定安装有第二磁铁(42)；所述第一磁铁(41)与第二磁铁(42)磁性相反。

2.根据权利要求1所述的一种钻深精确可控的凿岩推进梁装置，其特征在于：所述滚轮支座托板(2)与凿岩机(14)之间相连的连接机构为推进油缸。

3.根据权利要求1所述的一种钻深精确可控的凿岩推进梁装置，其特征在于：所述伸缩调节杆靠近多级推出杆液压油缸(3)的一侧通过螺纹啮合有防松螺母(36)；所述刻度指针(33)远离伸缩调节杆首端的一侧插设有开口销(37)。

4.根据权利要求1所述的一种钻深精确可控的凿岩推进梁装置，其特征在于：所述第一磁铁(41)和第二磁铁(42)为电磁铁。

Images