CN201071724Y

CN201071724Y - 煤矿用乳化液钻机

Info

Publication number: CN201071724Y
Application number: CNU2007201115760U
Authority: CN
Inventors: 徐卸南; 倪桂樵; 叶武立
Original assignee: ZHEJIANG QUZHOU COAL MINE MACHINERY PLANT CO Ltd
Current assignee: ZHEJIANG QUZHOU GENERAL COAL MINE MACHINERY FACTORY CO., LTD.
Priority date: 2007-07-04
Filing date: 2007-07-04
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2017-07-04

Abstract

一种煤矿用乳化液钻机，马达体内腔中设有转子、活塞、偏心轴，马达体上设有前端盖、后端盖及其进液口、排液口；马达体的内腔呈圆柱状，圆柱形转子通过两端的轴承支撑在内腔中，两个圆柱形活塞安置在转子的两个相互垂直的缸孔内，偏心轴上的两个偏心轴颈分别套置在两个活塞的中心孔内，偏心轴的两端的主轴颈通过轴套支撑在前后端盖的轴套孔内，偏心轴的一端伸出前端盖。与现有技术相比，由于采用了转子活塞式动力机构，使得其零部件适合采用工程塑料制作，从而能以高压乳化液作为工作介质，解决了现有液压马达采用液压油作为工作介质，存在易燃、易爆安全隐患的缺陷；以行星齿轮输出动力具有转速适中，工作扭矩大，工作效率高的优点。

Description

煤矿用乳化液钻机

技术领域

本实用新型涉及一种煤矿用钻机，尤其是涉及一种煤矿用钻机的马达结构。

技术背景

钻机，如手持式电煤钻、风煤钻是目前煤矿井下采煤作业的主要工具，它从马达输出轴获得动力，利用钻杆进行钻孔作业。在本实用新型作出之前，为钻机提供动力的马达种类主要有以下几种：电动马达、气动马达和液压马达，前二种马达由于转速高、噪声大、转矩小，而且又必须通过多级齿轮减速才能使用，因此，工作效率低(一般不足10％)。采用液压马达的钻机具有工作效率高、工作噪声低的明显优势，现有液压马达大多采用齿轮马达、叶片马达、摆线马达等结构形式。但是，上述液压马达均以易燃的矿物油为工作介质，因此，在煤矿井下使用其安全性得不到保证，存在易燃、易爆的安全隐患；另外，马达输出轴经齿轮传动驱动钻杆输出动力，由于采用的是外啮合圆柱齿轮输出动力，还存在工作强度低的问题。

现有手持式煤矿用液压钻机的结构由钻机体部件、马达部件及其传动部件三部分构成，钻机体部件包括左右操控手柄，左右操控手柄上分别设有调速阀、控水阀，以及进液、进水接头。马达部件固定设置在钻机体内，其输出轴通过齿轮驱动传动部件中的动力输出轴旋转，使动力输出轴带动安装在钻杆接头上的钻杆旋转，进行钻孔作业。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型旨在提供一种具有新型结构的煤矿用乳化液钻机，该钻机能以目前在煤矿井下普遍使用的高压乳化液为工作介质而获得动力源，具有转速适中，工作扭矩大，工作效率高的优点。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案：这种煤矿用乳化液钻机，包括钻机体部件、马达体部件及其传动部件，马达体部件固定设置在钻机体内，其动力输出轴通过齿轮驱动传动部件中的动力输出轴旋转，动力输出轴带动钻杆旋转，其特征是：马达体部件的马达体内腔中设有转子、活塞、偏心轴，马达体上设有前端盖、后端盖及其进液口、排液口；马达体的内腔呈圆柱状，圆柱形转子通过两端的轴承支撑在内腔中，两个圆柱形活塞安置在转子的两个相互垂直的缸孔内，偏心轴上的两个偏心轴颈分别套置在两个活塞的中心孔内，偏心轴的两端的主轴颈通过轴套支撑在前后端盖的轴套孔内，偏心轴的一端伸出前端盖，其轴头上安装有输出齿轮。

所述的这种煤矿用乳化液钻机，其特征是：偏心轴的轴头上的输出齿轮经两只行星齿轮与传动部件输出轴上的内齿轮相啮合。

与现有技术相比，由于采用了转子活塞式动力机构，使得转子活塞式动力机构的零部件容易采用工程塑料来制作，克服了齿轮式等动力机构难以用工程塑料来制作的缺陷，因此，本马达非常适合以高压乳化液作为工作介质，解决了现有液压马达采用液压油作为工作介质的问题，不但安全性得以保证，消除了易燃、易爆的安全隐患，而且使用成本也明显降低。另外，转子活塞式动力机构与传统的齿轮马达、叶片马达、摆线马达等结构形式的动力机构相比，显然具有转速适中，工作扭矩大，工作效率高的优点。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的局部剖视整体结构外形示意图。

图2为图1中马达部件的整体轴向剖视图。

图3为图2中的A-A的横向剖视图。

图中序号分别表示：钻杆接头1，传动部件2，马达部件3，机体部件4，右操纵手把5，进液接头6，进液口6a，进液通道6b，调速阀7，进水接头8，排阀口8a，排液接头8b，左操纵手把9，控水阀10，行星齿轮11，前端盖12，转子轴承13，活塞14，马达体15，转子16，偏心轴颈17，偏心轴17a，活塞轴套18，偏心轴主轴磁19，后端盖20，马达体中心线21，马达中心21a，偏心轴中心线22，偏心轴中心22a，内齿轮23，传动部件输出轴24，活塞中心25，进液腔26，排液腔27，偏心距e。

参见图1，该图以手持式煤矿用乳化液钻机为例。这种煤矿用乳化液钻机结构由钻机体部件4、马达部件3及其传动部件2三部分构成，钻机体部件4包括左右操控手柄5，9，左右操控手柄5，9上分别设有调速阀7、控水阀10，以及进液接头6、进水接头8。马达部件3固定设置在钻机体内，其输出轴通过齿轮驱动传动部件2中的动力输出轴旋转，动力输出轴带动钻杆接头1的钻杆旋转进行钻孔作业。进液接头6采用软管快装接头接入高压乳化液，通过调速阀7来调控钻机的转速和停机；钻机的排液接头8b设在钻机体左侧，也采用快装接头引出。进水接头8同样采用软管快装接头接入湿式钻孔用的冲洗水，控水阀10来控制进水(干式钻孔时不用冲洗水)。钻杆接头1可以根据不同钻杆形式进行更换，例如更换成卡销式接头或内六角接头分别用于连接螺旋钻杆或六角形钻杆。传动部件2的动力输出轴上采用行星式内齿轮与马达输出轴上的行星齿轮机构相联接，使装配简单，受力均匀，转矩大，强度高。

参见图2，并结合图3，这是一种双缸双作用的转子活塞式液力马达，在圆柱形的马达体15的中间位置两侧，设置进液口6a和排液口8a，马达体15内有一个可以旋转的转子16，转子16靠两端的转子轴承13支承固定在马达体15上。在转子16的圆柱体上开有两个相互垂直的圆柱形缸孔，两个缸孔的中心线均垂直于转子16的轴线；在每个缸孔内各有一个两头对称的圆柱形活塞14，每个活塞14的中心位置有一个活塞套18，与偏心轴17a上的偏心轴颈17相互配合，可以自由转动，该偏心轴17a也就是本实用新型马达的动力输出轴；而这两个偏心轴颈17在轴上是互相成180°错开布置的。

这根偏心轴17a则是由两端的轴颈通过主轴套19，与两端的马达的前端盖12和后端盖20来支承的。

应当注意的是，偏心轴轴心线22与转子轴心线21之间存在一个偏心距e，这是这种运动机构的关键，而且转子16与偏心轴17a的转速是不相同的，两者存在2比1的关系。

为了进一步说明这种转子式液力的工作原理，我们从图2沿A-A线截取一个缸孔的横剖视图，如图3所示，马达体15的右侧为进液口6a、左侧为排液口8a；在马达体15的内腔壁上，与进液口6a相通的开有月牙形的进液腔26，与排液口8a相通的也开有月牙形的排液腔27，这两个月牙形空腔的上、下位置能与转子16上的缸孔相通的开、闭点A、B、C、D四点的位置，是有严格的定位要求的，如图3所示的缸孔处在垂直位置，活塞14处于下死点的位置，活塞14的上腔内进液结束，活塞14的下腔内排液结束，此时的月牙形进、排液腔的开、闭点全部关死。一旦转子16向逆时针方向转过一点角度，活塞14的上腔立即与排液腔27接通，泄压排液；活塞14的下腔立即与高压进液腔26接通而进液，产生推力。

图3上显示的马达中心21a(也是转子的中心)，偏心轴中心22a，活塞中心25(也是偏心轴颈的中心)，这三个中心各偏心一个e的距离。偏心轴17a和转子16各围绕自己的中心旋转。图3所示的位置，这三个中心处在同一直线上，也就是说，作用在活塞14上的力，不会对偏心轴17a和转子16产生力矩，处在力矩的死点位置，一旦转过这个死点位置，活塞14的推力就会对偏心轴17a和转子16产生力矩。而且，另一个缸孔内的活塞，现在正处在水平位置，它正对偏心轴17a和转子16施加一个较大的力矩，促使偏心轴17a与转子16旋转。所以说，这两个相互垂直的缸孔内的活塞是相互交替地对偏心轴17a与转子16产生旋转力矩的，促使马达高速旋转。一旦改变马达的进、排液口的方向，也就会改变马达的旋转方向。由于偏心轴中心22a对转子中心的偏心距e是固定的，所以偏心轴17a每转过一圈，转子16只转过半圈，使转子缸孔内的活塞14从一端移到另一端，而且它的下死点位置也是固定的。这样一来，缸孔内活塞的行程正好是4e，活塞14的长度与转子16的直径也正好相差4e。从上述的工作原理中，可以明显地看出，偏心距e、缸径、转子直径和缸孔数目，是这种转子式液力马达的重要结构参数，其中e值是关键的结构参数。

由于本实用新型马达结构采用了双活塞转子式结构，使得在设计中可大量地采用工程塑料与金属材料相结合的复合材料，其目的在于使产品更适应在煤矿井下使用的工作条件和轻便操作的作业要求。作为矿用钻机产品，在易燃易爆、阴暗潮湿的井下恶劣环境中作业，其安全性和防腐蚀性能是最重要的，尤其是钻机以水剂乳化液为动力以后，其马达的耐蚀性和可靠性是不容忽视的，所以，我们在钻机的结构设计中除了主要受力构件采用金属材料外，壳体件和大多操作件都采用了比重小、耐蚀、阻燃的高强度工程塑料，来降低产品的重量，降低成本，提高产品的工艺性，美化产品外观。

Claims

1.一种煤矿用乳化液钻机，包括钻机体部件(4)、马达体部件(3)及其传动部件(2)，马达体部件(3)固定设置在钻机体内，其动力输出轴通过齿轮驱动传动部件中的动力输出轴(24)旋转，动力输出轴(24)带动钻杆旋转，其特征是：马达体部件(3)的马达体(15)内腔中设有转子(16)、活塞(14)、偏心轴(17a)，马达体(15)上设有前端盖(12)、后端盖(20)及其进液口(6a)、排液口(8a)；马达体(15)的内腔呈圆柱状，圆柱形转子通过两端的轴承支撑在内腔中，两个圆柱形活塞(14)安置在转子(16)的两个相互垂直的缸孔内，偏心轴(17a)上的两个偏心轴颈(17)分别套置在两个活塞(14)的中心孔内，偏心轴(17a)的两端的主轴颈通过轴套支撑在前后端盖的轴套孔内，偏心轴(17a)的一端伸出前端盖(12)，其轴头上安装有输出齿轮。

2.如权利要求1所述的这种煤矿用乳化液钻机，其特征是：偏心轴(17a)的轴头上的输出齿轮经两只行星齿轮与传动部件输出轴(24)上的内齿轮相啮合。