CN115929200B - 一种煤矿用履带式定向钻机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤矿用履带式定向钻机，具体涉及定向钻机技术领域，包括安装在履带上的支撑底板，所述支撑底板的顶面上安装有用于对煤矿钻探的钻杆，且支撑底板顶面端部并位于钻杆的外侧设置有钻杆清洁座，所述钻杆清洁座的左右两侧均安装有用于对钻杆外壁滚刷的清洁机构。本发明凸轮转动一周为一个周期，凸轮在转动时与顶杆的端部抵接，顶杆推动摩擦块离开容纳腔的内部并与钻杆的表面接触，摩擦块设置为弧形结构，由于钻杆由电动机螺旋驱动，钻杆的表面与摩擦块的内壁螺纹转动摩擦，使得附着在钻杆表面上的煤炭杂质脱落祛除，实现钻杆表面异物的清洁处理，便于对不同煤炭工作面的钻探。
Description
技术领域
本发明涉及定向钻机技术领域，具体为一种煤矿用履带式定向钻机。
背景技术
煤矿井下通过精控定向钻机进行瓦斯抽采穿层钻孔施工、瓦斯抽采顺层钻孔施工和探放水钻孔施工以及底板注浆施工钻孔等施工需求越来越多，煤矿井下一般使用的定向钻机，号称“千米定向钻机”，该类定向钻机采用履带行走、移位方便、作业安全，钻机动力头扭矩大，行程长，钻进效率高，可大大提高作业效率，适用于各种断面的平、斜巷道施工。
经检索，公开号为CN103032025B的发明专利公开了煤矿井下多用途整体履带式全液压定向钻机，钻机主轴的角度可在-30°～+30°范围内调节，能够显著提高钻机的施工适应性，防爆计算机使用维护方便，司钻人员操作观察孔口安全便捷，具有结构新颖，布局紧凑、合理，钻进效率高，外观简洁大方。
在使用定向钻机对煤矿工作面钻探时，钻杆表面会附着有煤矿杂质，通常是采用人工清除的方式，但是这种清除方式耗费较多的人力物力，清除效率低下，自动化程度低；另外在对钻杆表面供水时，一般是需要对水收集循环利用，但是缺乏对供水后水流的引导，造成水流的洒出浪费，收集起来极为不便。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种煤矿用履带式定向钻机，凸轮转动一周为一个周期，凸轮在转动时与顶杆的端部抵接，顶杆推动摩擦块离开容纳腔的内部并与钻杆的表面接触，摩擦块设置为弧形结构，由于钻杆由电动机螺旋驱动，钻杆的表面与摩擦块的内壁螺纹转动摩擦，使得附着在钻杆表面上的煤炭杂质脱落祛除，实现钻杆表面异物的清洁处理，便于对不同煤炭工作面的钻探，以解决上述背景技术中提到的问题。
本发明可以通过以下技术方案实现：一种煤矿用履带式定向钻机，包括安装在履带上的支撑底板，所述支撑底板的顶面上安装有用于对煤矿钻探的钻杆，且支撑底板顶面端部并位于钻杆的外侧设置有钻杆清洁座，所述钻杆清洁座的左右两侧均安装有用于对钻杆外壁滚刷的清洁机构；清洁机构包括设在钻杆清洁座两侧内壁上的容纳腔，每个所述容纳腔的内部均匹配设置有与钻杆外表面螺纹接触的摩擦块，所述摩擦块的外表面固接有往复运动的顶杆，所述钻杆清洁座的外壁通过支架安装有由伺服电机驱动并与顶杆端部接触的凸轮。
本发明的进一步技术改进在于：所述清洁机构还包括设在钻杆清洁座外壁上的驱动腔，所述驱动腔的内壁上设有用于顶杆穿过的穿孔，所述顶杆的外表面上远离穿孔的一侧固定设置有环形挡块，且顶杆的外部并位于环形挡块以及驱动腔内壁之间套设有弹簧一。
本发明的进一步技术改进在于：所述支撑底板的两端顶面上均安装有稳固油缸，且支撑底板的两端底面安装有由对应稳固油缸推动的稳固底托，所述支撑底板的顶面上安装有电动机，所述电动机的驱动端连接有推进油缸，所述推进油缸的推动端与钻杆的端部固定。
本发明的进一步技术改进在于：所述钻杆清洁座的内腔底面上设有插槽，且钻杆清洁座的顶面并位于插槽的正上方设置有锁紧座，所述锁紧座的内部滑动安装有用于对钻杆清洁座封堵的封堵板，所述封堵板的底面上设置有与插槽卡接配合的插块，且封堵板的顶面上设置有锁紧柱。
本发明的进一步技术改进在于：所述锁紧柱的侧面上设有若干个锁紧槽，所述锁紧座的中部表面上设有腔道，且锁紧座的一侧表面上设有空缺滑腔，空缺滑腔内固接有固定块，所述固定块的一侧表面上设置有弹簧二，所述弹簧二的端部连接有滑动板，所述滑动板的一侧表面设置有与锁紧槽卡接限位的锁紧扣块，且滑动板的外壁上安装有滑动穿过锁紧座表面的拉块。
本发明的进一步技术改进在于：腔道的内壁上设有导向轨道，导向轨道的内部滑动安装有与锁紧柱侧壁固定的滑块。
本发明的进一步技术改进在于：所述钻杆清洁座的顶部设置有凸壳，凸壳的内壁顶面安装有喷淋头，所述喷淋头的进液端通过软管连接有水泵，水泵与供液箱相连，所述钻杆清洁座的内腔底面并位于喷淋头的正下方设有导料斜面，且钻杆清洁座的底面上设置有与导料斜面相通的落料口。
本发明的进一步技术改进在于：所述落料口的底面上设有卡腔，所述支撑底板的一侧表面通过承载托架安装有收集箱，所述收集箱的顶面上设置有与卡腔配合使用的对接安装口，所述对接安装口的外表面上转动安装有与落料口螺纹套接的转动套，且对接安装口的底部表面设有伸缩管，所述转动套的内壁面固接有与对接安装口外壁转动连接的凸套。
与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
1、凸轮转动一周为一个周期，凸轮在转动时与顶杆的端部抵接，顶杆推动摩擦块离开容纳腔的内部并与钻杆的表面接触，摩擦块设置为弧形结构，由于钻杆由电动机螺旋驱动，钻杆的表面与摩擦块的内壁螺纹转动摩擦，使得附着在钻杆表面上的煤炭杂质脱落祛除，实现钻杆表面异物的清洁处理，便于对不同煤炭工作面的钻探；
2、滑动板上的锁紧扣块进入到对应的锁紧槽内，实现对锁紧柱的锁紧，同时将封堵板封堵在钻杆清洁座内，由锁紧柱带动封堵板进入到钻杆清洁座的内部，使得封堵板底面上的插块进入到插槽中，实现了封堵板与钻杆清洁座的封堵连接，保证钻杆清洁座处于较为封闭的空间，进而在对钻杆表面清洁时，避免煤矿灰尘的飞散；封堵板的末端与钻杆的顶部外表面邻近，钻杆水平穿过封堵板,由于封堵板的设置，在对钻杆表面打湿时避免水流由钻杆清洁座中洒出；
3、对接安装口将伸缩管伸长，使得转动套的内壁首先与落料口的外壁接触，之后旋转拨动转动套，转动套通过凸套与对接安装口的转动配合实现转动，转动套螺纹套设在落料口的外表面上，使得对接安装口进入到卡腔内，实现了落料口与对接安装口的对接安装，引导喷淋水进入收集箱中；而当需要对钻杆表面的煤矿杂质清除收集时，将收集箱替换成废水收集盒，其中废水收集盒与收集箱的安装方式保持一致，替换使用方便。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的外部结构示意图；
图2为本发明钻杆清洁座的剖视图；
图3为本发明图1中A处的局部放大图；
图4为本发明图1中B处的局部放大图；
图5为本发明插槽与插块的结构连接示意图；
图6为本发明图5中C处的局部放大图。
图中：1、支撑底板；2、稳固底托；3、稳固油缸；4、电动机；5、推进油缸；6、钻杆；7、收集箱；8、钻杆清洁座；9、驱动腔；10、凸轮；11、顶杆；12、环形挡块；13、弹簧一；14、穿孔；15、容纳腔；16、摩擦块；17、喷淋头；18、导料斜面；19、落料口；20、插槽；21、插块；22、封堵板；23、锁紧座；24、对接安装口；25、卡腔；26、转动套；27、凸套；28、锁紧柱；29、锁紧槽；30、固定块；31、弹簧二；32、滑动板；33、锁紧扣块。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。
请参阅图1-图6所示，本发明提供了一种煤矿用履带式定向钻机，包括安装在履带上的支撑底板1，支撑底板1的顶面上安装有用于对煤矿钻探的钻杆6，且支撑底板1顶面端部并位于钻杆6的外侧设置有钻杆清洁座8，钻杆清洁座8的左右两侧均安装有用于对钻杆6外壁滚刷的清洁机构；清洁机构包括设在钻杆清洁座8两侧内壁上的容纳腔15，每个容纳腔15的内部均匹配设置有与钻杆6外表面螺纹接触的摩擦块16，摩擦块16的外表面固接有往复运动的顶杆11，钻杆清洁座8的外壁通过支架安装有由伺服电机驱动并与顶杆11端部接触的凸轮10，在使用过程中，由钻杆6对煤矿工作面定向钻孔，当钻杆6钻孔结束后，收纳保存在钻杆清洁座8的内部，伺服电机驱动凸轮10转动一周为一个周期，凸轮10在转动时与顶杆11的端部抵接，顶杆11推动摩擦块16离开容纳腔15的内部并与钻杆6的表面接触，摩擦块16设置为弧形结构，由于钻杆6由电动机4螺旋驱动，钻杆6的表面与摩擦块16的内壁螺纹转动摩擦，使得附着在钻杆6表面上的煤炭杂质脱落祛除，实现钻杆6表面异物的清洁处理，便于对不同煤炭工作面的钻探。
清洁机构还包括设在钻杆清洁座8外壁上的驱动腔9，驱动腔9的内壁上设有用于顶杆11穿过的穿孔14，顶杆11的外表面上远离穿孔14的一侧固定设置有环形挡块12，且顶杆11的外部并位于环形挡块12以及驱动腔9内壁之间套设有弹簧一13，顶杆11在运动中带动环形挡块12同步运动，由环形挡块12与驱动腔9共同挤压弹簧一13，使得弹簧一13发生弹性形变，顶杆11在穿孔14中运动，并推动摩擦块16离开容纳腔15内。
支撑底板1的两端顶面上均安装有稳固油缸3，且支撑底板1的两端底面安装有由对应稳固油缸3推动的稳固底托2，当两个稳固底托2处于相平的状态时，由履带控制支撑底板1的前进方向，当钻机到达钻探位置时，通过调整稳固油缸3，稳固油缸3伸长推动稳固底托2，进而调整了定向钻机的钻探角度，适应不同方位的钻探面，支撑底板1的顶面上安装有电动机4，电动机4的驱动端连接有推进油缸5，推进油缸5的推动端与钻杆6的端部固定，推进油缸5驱动钻杆6伸长，通过电动机4的旋转进而对煤矿工作面钻探。
钻杆清洁座8的内腔底面上设有插槽20，且钻杆清洁座8的顶面并位于插槽20的正上方设置有锁紧座23，锁紧座23的内部滑动安装有用于对钻杆清洁座8封堵的封堵板22，封堵板22的底面上设置有与插槽20卡接配合的插块21，当钻杆6对煤矿工作面钻探结束后，通过推进油缸5的复位推动，将钻杆6的钻探端拉动进入到钻杆清洁座8内并靠近锁紧座23的一侧，而在封堵板22的顶面上设置有锁紧柱28，之后工作人员向下按动锁紧柱28，由锁紧柱28带动封堵板22进入到钻杆清洁座8的内部，使得封堵板22底面上的插块21进入到插槽20中，实现了封堵板22与钻杆清洁座8的封堵连接，保证钻杆清洁座8处于较为封闭的空间，进而在对钻杆6表面清洁时，避免煤矿灰尘的飞散。
锁紧柱28的侧面上设有若干个锁紧槽29，锁紧座23的中部表面上设有腔道，且锁紧座23的一侧表面上设有空缺滑腔，空缺滑腔内固接有固定块30，固定块30的一侧表面上设置有弹簧二31，弹簧二31的端部连接有滑动板32，滑动板32的一侧表面设置有与锁紧槽29卡接限位的锁紧扣块33，且滑动板32的外壁上安装有滑动穿过锁紧座23表面的拉块，通过拉块拉动滑动板32，使得滑动板32在空缺滑腔中向着固定块30的方向运动并同时挤压弹簧二31，使得弹簧二31发生弹性形变，滑动板32运动的同时带动锁紧扣块33进入到空缺滑腔中，同时向下按压锁紧柱28，锁紧柱28在腔道中穿过，当锁紧柱28推动封堵板22完全进入到钻杆清洁座8内部时，此时锁紧槽29与锁紧扣块33保持水平齐平的状态，之后撤去拉块上的拉力，滑动板32上的拉力消失，弹簧二31弹性恢复，滑动板32上的锁紧扣块33进入到对应的锁紧槽29内，实现对锁紧柱28的锁紧，同时将封堵板22封堵在钻杆清洁座8内；当不需要将封堵板22完全封堵时，即封堵板22的末端与钻杆6的顶部外表面邻近，锁紧扣块33进入对应的锁紧槽29中，钻杆6在对煤矿工作面钻探时，钻杆6水平穿过封堵板22,由于封堵板22的设置，在对钻杆6表面打湿时避免水流由钻杆清洁座8中洒出。
腔道的内壁上设有导向轨道，导向轨道的内部滑动安装有与锁紧柱28侧壁固定的滑块，当锁紧柱28在锁紧座23内移动时，锁紧柱28上的滑块在导向轨道中同步滑动，为锁紧柱28的移动提供了方向引导。
钻杆清洁座8的顶部设置有凸壳，凸壳的内壁顶面安装有喷淋头17，喷淋头17的进液端通过软管连接有水泵，水泵与供液箱相连，钻杆6在钻探的同时保持其表面的浸湿湿润，在对煤矿工作面钻探时不易出现尘埃，钻杆清洁座8的内腔底面并位于喷淋头17的正下方设有导料斜面18，且钻杆清洁座8的底面上设置有与导料斜面18相通的落料口19，通过喷淋头17持续为钻杆6表面供水，保证其处于湿润状态，另一方面喷淋中由钻杆6表面掉落的水通过导料斜面18进入到落料口19中，对水引导排出收集；落料口19的底面上设有卡腔25，支撑底板1的一侧表面通过承载托架安装有收集箱7，收集箱7的顶面上设置有与卡腔25配合使用的对接安装口24，对接安装口24的外表面上转动安装有与落料口19螺纹套接的转动套26，且对接安装口24的底部表面设有伸缩管，转动套26的内壁面固接有与对接安装口24外壁转动连接的凸套27，对收集箱7使用之前，向上拉动对接安装口24，对接安装口24将伸缩管伸长，使得转动套26的内壁首先与落料口19的外壁接触，之后旋转拨动转动套26，转动套26通过凸套27与对接安装口24的转动配合实现转动，转动套26螺纹套设在落料口19的外表面上，使得对接安装口24进入到卡腔25内，实现了落料口19与对接安装口24的对接安装，引导喷淋水进入收集箱7中；而当需要对钻杆6表面的煤矿杂质清除收集时，将收集箱7替换成废水收集盒，其中废水收集盒与收集箱7的安装方式保持一致，替换使用方便。
本发明在使用时，凸轮10转动一周为一个周期，凸轮10在转动时与顶杆11的端部抵接，顶杆11推动摩擦块16离开容纳腔15的内部并与钻杆6的表面接触，摩擦块16设置为弧形结构，由于钻杆6由电动机4螺旋驱动，钻杆6的表面与摩擦块16的内壁螺纹转动摩擦，使得附着在钻杆6表面上的煤炭杂质脱落祛除，实现钻杆6表面异物的清洁处理，便于对不同煤炭工作面的钻探；
滑动板32上的锁紧扣块33进入到对应的锁紧槽29内，实现对锁紧柱28的锁紧，同时将封堵板22封堵在钻杆清洁座8内，由锁紧柱28带动封堵板22进入到钻杆清洁座8的内部，使得封堵板22底面上的插块21进入到插槽20中，实现了封堵板22与钻杆清洁座8的封堵连接，保证钻杆清洁座8处于较为封闭的空间，进而在对钻杆6表面清洁时，避免煤矿灰尘的飞散；封堵板22的末端与钻杆6的顶部外表面邻近，钻杆6水平穿过封堵板22,由于封堵板22的设置，在对钻杆6表面打湿时避免水流由钻杆清洁座8中洒出；
对接安装口24将伸缩管伸长，使得转动套26的内壁首先与落料口19的外壁接触，之后旋转拨动转动套26，转动套26通过凸套27与对接安装口24的转动配合实现转动，转动套26螺纹套设在落料口19的外表面上，使得对接安装口24进入到卡腔25内，实现了落料口19与对接安装口24的对接安装，引导喷淋水进入收集箱7中；而当需要对钻杆6表面的煤矿杂质清除收集时，将收集箱7替换成废水收集盒，其中废水收集盒与收集箱7的安装方式保持一致，替换使用方便。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (6)
1.一种煤矿用履带式定向钻机，包括安装在履带上的支撑底板(1)，其特征在于：所述支撑底板(1)的顶面上安装有用于对煤矿钻探的钻杆(6)，且支撑底板(1)顶面端部并位于钻杆(6)的外侧设置有钻杆清洁座(8)，所述钻杆清洁座(8)的左右两侧均安装有用于对钻杆(6)外壁滚刷的清洁机构；清洁机构包括设在钻杆清洁座(8)两侧内壁上的容纳腔(15)，每个所述容纳腔(15)的内部均匹配设置有与钻杆(6)外表面螺纹接触的摩擦块(16)，所述摩擦块(16)的外表面固接有往复运动的顶杆(11)，所述钻杆清洁座(8)的外壁通过支架安装有由伺服电机驱动并与顶杆(11)端部接触的凸轮(10)；
所述钻杆清洁座(8)的顶部设置有凸壳，凸壳的内壁顶面安装有喷淋头(17)，所述喷淋头(17)的进液端通过软管连接有水泵，水泵与供液箱相连，所述钻杆清洁座(8)的内腔底面并位于喷淋头(17)的正下方设有导料斜面(18)，且钻杆清洁座(8)的底面上设置有与导料斜面(18)相通的落料口(19)；
所述落料口(19)的底面上设有卡腔(25)，所述支撑底板(1)的一侧表面通过承载托架安装有收集箱(7)，所述收集箱(7)的顶面上设置有与卡腔(25)配合使用的对接安装口(24)，所述对接安装口(24)的外表面上转动安装有与落料口(19)螺纹套接的转动套(26)，且对接安装口(24)的底部表面设有伸缩管，所述转动套(26)的内壁面固接有与对接安装口(24)外壁转动连接的凸套(27)。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿用履带式定向钻机，其特征在于，所述清洁机构还包括设在钻杆清洁座(8)外壁上的驱动腔(9)，所述驱动腔(9)的内壁上设有用于顶杆(11)穿过的穿孔(14)，所述顶杆(11)的外表面上远离穿孔(14)的一侧固定设置有环形挡块(12)，且顶杆(11)的外部并位于环形挡块(12)以及驱动腔(9)内壁之间套设有弹簧一(13)。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿用履带式定向钻机，其特征在于，所述支撑底板(1)的两端顶面上均安装有稳固油缸(3)，且支撑底板(1)的两端底面安装有由对应稳固油缸(3)推动的稳固底托(2)，所述支撑底板(1)的顶面上安装有电动机(4)，所述电动机(4)的驱动端连接有推进油缸(5)，所述推进油缸(5)的推动端与钻杆(6)的端部固定。
4.根据权利要求1所述的一种煤矿用履带式定向钻机，其特征在于，所述钻杆清洁座(8)的内腔底面上设有插槽(20)，且钻杆清洁座(8)的顶面并位于插槽(20)的正上方设置有锁紧座(23)，所述锁紧座(23)的内部滑动安装有用于对钻杆清洁座(8)封堵的封堵板(22)，所述封堵板(22)的底面上设置有与插槽(20)卡接配合的插块(21)，且封堵板(22)的顶面上设置有锁紧柱(28)。
5.根据权利要求4所述的一种煤矿用履带式定向钻机，其特征在于，所述锁紧柱(28)的侧面上设有若干个锁紧槽(29)，所述锁紧座(23)的中部表面上设有腔道，且锁紧座(23)的一侧表面上设有空缺滑腔，空缺滑腔内固接有固定块(30)，所述固定块(30)的一侧表面上设置有弹簧二(31)，所述弹簧二(31)的端部连接有滑动板(32)，所述滑动板(32)的一侧表面设置有与锁紧槽(29)卡接限位的锁紧扣块(33)，且滑动板(32)的外壁上安装有滑动穿过锁紧座(23)表面的拉块。
6.根据权利要求5所述的一种煤矿用履带式定向钻机，其特征在于，腔道的内壁上设有导向轨道，导向轨道的内部滑动安装有与锁紧柱(28)侧壁固定的滑块。
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