CN203430422U - 煤矿用升降旋转平台履带钻机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种煤矿用升降旋转平台履带钻机，由液压履带车底盘(1)、车体升降旋转平台(2)、液压泵站(3)、操纵台(4)、液压滑台机架(5)、动力头(6)、液压卡盘(7)、夹持器(8)、四组稳固调角油缸(9)、两只水平支撑油缸(10)等组成。车体升降旋转平台通过平台升降旋转机构安装在液压履带车底盘上，车体升降旋转平台上面安装有液压泵站、操纵台、液压滑台机架；液压滑台机架前装有夹持器，拖板平台上装有动力头，动力头主轴前方安装有液压卡盘。本实用新型的特点是，在井下巷道里，不用操作履带车行走转弯，经平台就地升降旋转，就能有效增加钻机仰俯角、方位角和水平开孔高度的调节范围，便于全断面作业，施工效率高，工艺适应性强，运转灵活，安全可靠。

Description

煤矿用升降旋转平台履带钻机

技术领域

本实用新型涉及一种煤矿用升降旋转平台履带钻机，属于煤矿钻探安全工程机械领域。

背景技术

目前，我国大中型煤矿，均将井下瓦斯抽放、探放水等安全工程置于安全生产的首位。特别是高瓦斯矿井，必须贯彻瓦斯先抽后采的安全生产规程。因此，用于瓦斯抽采钻孔的履带钻机的需求量迅速增加，已成为煤矿安全生产的必需设备。但现有履带钻机还存在一些不足之处。有的履带钻机车体平台与履带车底盘固定连接，不能旋转；有的虽设有旋转机构，但不能升降。钻机在施工中，调节钻机的仰俯角、方位角和水平开孔高度的范围受到限制，不便全断面作业，施工效率低，工艺适应性差。大部分钻机机架刚性差，导向性不好，推进油缸受力不均。动力头马达与变速箱主轴旋转制动不同步，操作不方便，制动不灵活；液压卡盘采用橡胶筒弹性元件夹紧松开卡爪 ，夹持力不足，使用寿命短；夹持器叠簧、夹紧油缸横向设置，从两面推动卡瓦夹紧，与主轴卡盘同轴度差，钻杆容易偏磨损坏；泵站油箱用普通钢板制作，易腐蚀污染液压油发生故障；钻机平台无水平支撑，钻孔倾角度过大时容易失稳等诸多缺陷。

发明内容

为克服现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是，提供一种车体平台可就地升降旋转，便于全断面的作业，施工效率高，工艺适应性强，动力头马达、变速箱主轴同步旋转制动，卡盘、夹持器同轴度好，夹持力大，使用寿命长的履带钻机。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种煤矿用升降旋转平台履带钻机，由液压履带车底盘1、车体升降旋转平台2、液压泵站3、操纵台4、液压滑动机架5、动力头6、液压卡盘7、夹持器8、四组稳固调角油缸9和两支水平支撑油缸10等组成。所述车体升降旋转平台2安装在液压履带车底盘1上；车体升降旋转平台2上，安装有液压泵站3、操纵台4、液压滑台机架5、及四组稳固调角油缸9、两支水平支撑油缸10；液压滑台机架5上装有动力头6和夹持器8，所述动力头6上装有液压卡盘7。

所述车体升降旋转平台2的下方，设有升降旋转机构，所述升降旋转机构，由带导向槽的内缸筒11、升降油缸12和带连接销孔的外缸筒13；及装在外缸筒13上的迴转器上法兰14、迴转器15、迴转器下法兰16、迴转定位装置17、导向连接键18组成

所述液压泵站3，由安装在电机座19上的防爆电机20和与电机联轴器21连接的双联泵22，以及与双联泵吸油管23、回油冷却器24连接的油箱25组成。所述双联泵22为负载敏感泵和恒压柱塞泵；所述油箱25用不锈钢板制作。

所述操纵台4，在操纵台上装有集成阀块26，仪表盘27；在集成阀块26上，装有五只手动换向阀28和叠加溢流阀29、叠加单向阀30、节流阀31等液压元件，在仪表盘27上装有五块压力表32，主操台下装有四联先导多路阀33；装有十联直控多路阀34：操纵台4通过高压胶管 35与泵站3及钻机执行元件相连通，实现钻机各项功能的集中控制。

     所述液压滑台机架5，在精刨加工的滑台机架床身36上，装有拖板平台37，其对滑台机架床身36的平行度为0.10mm；还装有与拖板平台相连的推进油缸38，装有机架床身转轴支座39、机架调角油缸40、机架调角导柱41和夹持器7；动力头6装在拖板平台37上，且对滑台机架床身36的平行度、直线度均为0.10mm，与夹持器7的同轴度为0.20mm。

     所述动力头6，由装在减速机42上的变量马达43、制动装置44、配油器45、液压卡盘7组成；所述减速机42由星型减速器46及安装在星型减速器上的小齿轮47和安装在减速机主轴上的大齿轮48组成的两级减速机，通过调整变量马达43的流量，实现动力头6的无极调速；所述与减速机42连接的制动装置44内，由装有十组摩擦片49、活塞50和压紧弹簧51及花键轴52组成。

     所述液压卡盘7，在卡盘缸体53一侧，装有带连接孔和注液孔的缸体端盖54，缸体端盖54上和卡盘缸体53内装有环形活塞55；在卡盘缸体53另一侧，装有带防转键孔和弹簧导向柱孔的内锥端盖56，内锥端盖56装有回退弹簧导柱59及回退弹簧58，还装有切为三半的外锥卡爪模座57和三个防转键60，卡盘7安装在动力头减速机主轴上，用于夹持钻杆。

     所述夹持器8，在夹持器缸体61的一侧，装有带连接孔和注液孔的缸体端盖62，缸体端盖62上装有双向环形活塞63及推进弹簧64；在夹持器油缸的另一侧，装有带连接孔和防转键孔的内锥端盖65，在内锥端盖65里装有分为四半的外锥卡爪模座66，用卡爪模座弹簧67相互连接，内锥端盖65外还装有四个防转键68。夹持器装在滑台机架床身上，用于夹持钻杆和钻进时钻杆的导向。

本实用新型与现有技术比较具有以下优点；

1、在不操作履带车行走转弯的情况下，通过车体平台就地升降旋转，可有效增加钻机仰俯角、方位角和水平开孔高度的调节范围，便于进行全断面作业，施工效率高，工艺适应性强。

2、增设了水平支撑油缸，实现垂直水平立体支撑，钻机在施工中稳固性和安全性能好。

3、液压滑台机架采用了机床液压滑台的设计装配技术，导向性能好，钻孔精度高，动力头马达与变速箱同步旋转制动，操作方便，制动灵活，

4、液压卡盘、夹持器结构紧凑，卡爪轴向伸缩夹紧，夹持力大，运转灵活，同轴度好，使用寿命长。

5、泵站选用负载敏感泵，能根据钻进负荷自动调节压力和流量，能有效防止卡钻故障的发生，油箱用不锈钢板制作，耐腐蚀，能有效防止液压油污染，确保液压系统正常运行。

附图说明

图1是本实用新型煤矿用升降旋转平台履带钻机总装示意图

图2是本实用新型煤矿用升降旋转平台履带钻机升降旋转平台结构示意图

图3是本实用新型煤矿用升降旋转平台履带钻机液压泵站结构示意图

图4是本实用新型煤矿用升降旋转平台履带钻机操纵台示意图

图5是本实用新型煤矿用升降旋转平台履带钻机液压滑台机架结构示意图

图6是本实用新型煤矿用升降旋转平台履带钻机动力头结构示意图

图7是本实用新型煤矿用升降旋转平台履带钻机液压卡盘结构示意图

图8是本实用新型煤矿用升降旋转平台履带钻机夹持器结构示意图

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明

在图1中本钻机由液压履带车底盘1、车体升降旋转平台2、液压泵站3、操作台4、液压滑台机架5，动力头6、液压卡盘7、夹持器8、四组稳固调角油缸和二根水平支撑油缸10等组成。结合附图2所示，具体实施方式为：在升降旋转平台外缸筒13的外壁上，依次装入迴转器上法兰14、迴转器15、迴转器下法兰16、迴转定位装置17。其中，上法兰14与外缸筒13外壁焊接，用内六角螺丝与迴转器15的上盖连接，迴转器下法兰16也用螺丝和迴转器15的下盖连接，迴转器下法兰16与履带车底盘1焊接固定。在外缸筒13内装入升降油缸12，并用内六角螺丝固定在其底板上。然后将升降旋转平台的带有导向槽的内缸筒11装入外缸筒13内，其顶板和升降油缸12的活塞杆用螺丝连接，并将导向连接键18通过外缸筒13上面的孔插入内缸筒11的导向槽内，导向连接键既起平台升降的导向作用，又将内外缸筒连成一体随迴转器旋转。最后将平台面板装在内缸筒11上，并固定连接。这样就组装成了升降旋转平台2。当升降油缸12通液使活塞杆伸缩，带动连接在内缸筒11上的平台升降；把迴转定位装置17松开，人工推动平台2随内外缸筒一起围绕迴转器15旋转，当平台旋转到钻孔方位时，用迴转定位装置17锁死，平台2不再旋转。因钻机在施工中，平台旋转次数不多，设计人工推动的迴转器比用马达驱动的迴转器方便快捷，成本低。

   当升降旋转平台2装好后，在升降旋转平台2的左前方安装液压泵钻3，左后方后安装操纵台4，右侧安装液压滑台支架5，在液压滑台机架5的拖板平台37上安装动力头6，机架5前安装夹持器7，四组稳固调角的油缸9安装在升降旋转平台2的四角，两只平台支撑油缸10安装在平台2的前后中间位置，这样就组成了本实用新型煤矿用升降旋转平台履带钻机。

在图3中所示，液压泵钻3由安装在电机座19上的防爆电机20和与电机联轴器21连接的双联泵22，以及与双联泵吸油管23、回油冷却器24连接的油箱25组成。所述双联泵22为负载敏感泵和恒压柱塞泵，通称I泵和II泵，所述油箱25用不锈钢板焊接制作，并安装通用油箱应配备的吸油、回油过滤器、液位计、温度计、加油口空滤器、回油压力表等，通过螺钉固定在升降旋转平台上，防爆电机20也通过电机座 19的螺钉固定在升降旋转平台上。电机通过联轴带动双联泵工作，油泵从油箱吸油并输出压力油。I泵向操纵台4下的四联先导多路阀33供油，压力为26Mpa,流量为150L/min; II泵向操纵台集成阀块26供油，压力为21Mpa,流量为30 L/min ，为钻机提供液压动力，负载敏感泵可根据钻进负荷自动调节输出的压力和流量，更好地适应钻机的工况条件。

图4所示，在操纵台4上装有集成阀块26，仪表盘27，在集成阀块26上装有五只手动换向阀28、叠加溢流阀29、叠加单向阀30、节流阀31等控制元件，在仪表盘27上装有五块压力表32，操纵台下装有四联先导多路阀33、十联直控多路阀34，操纵台用高压胶管35与液压泵钻3及钻机各执行元件相连通。操纵台通过支架和螺钉安装在车体升降平台2上。其中，集成阀块上的五只手动换向阀28，分别控制钻机动力头3的工进、慢退，及钻进方式转换、II泵分流、液压卡盘7和夹持器8的夹紧、松开。五块压力表32分别显示I泵、II泵、变量马达43、夹持器8和钻机推进油缸38的压力。四联先导多路阀33分别控制动力头上的变量马达43正、反转和停止；控制推进油缸38的快进、快退和停止；控制履带车底盘1左右履带的前进、后退和停止。十联直控多路阀中八联控制四组八支稳固调角油缸9的升降，一联控制平台升降油缸12的升降，另一联控制机架调角油缸40的升降。通过操纵台的集中组合控制，实现钻机的各种功能。

图5所示，液压滑台机架5具体实施步骤为：先将推进油缸38安装在滑台机架床身36中间，再将拖板平台37与滑台机架床身导轨的接触面上涂上红丹粉，反复与机架床身导轨磨合刮研，并将吸盘千分表吸在床身导轨上测量拖板平台四角，达到与机架床身的平行度0.10mm后，将其用压板和螺钉与滑台机架床身36连接，再将拖板平台37用卡瓦与推进油缸38连接，组成液压滑台机架。在拖板平台37安装动力头6时，将动力头放在拖板平台上，用卡盘7夹上检验棒，将吸盘千分表吸在滑台机架床身36的导轨上，测量检验棒的上母线和侧母线，均达到0.10mm时，然后在动力头和拖板间打上定位销，拧紧螺丝固定。在滑台机架床身36安装夹持器8时，先将检验棒放置在卡盘7和夹持器8的孔中，调整中心高相一致，用吸盘千分表测量检验棒的上母线和侧母线达0.10mm后，再用夹持器夹紧检验棒将吸盘千分表吸在卡盘7的端面，旋转卡盘测量检验棒的径向跳动，即  为同轴度0.02mm后，将夹持器7与机架床身36之间打上定位销，拧紧固定螺丝连接。这样的精度要求体现了本液压滑动机架5与其他钻机支架的区别所在。最后在滑台机架床身36后方安装机架床身转轴支座39，中间装机架调角油缸40，前方装机架调角导柱41，并通过床身转轴支座螺钉及机架调角油缸和机架调角导柱的铰接座与升降旋转平台2固定连接。在推进油缸38的作用下，带动拖板平台37及动力头6沿着液压滑台机架的导轨做往复运动，实现钻机的钻进和起拔；机架调角油缸用来调整机架的角度，适应钻孔的倾角要求。

图6所示，动力头6由装在减速机42上的变量马达43、制动装置44、配油器45、液压卡盘7组成；所述减速机42是由星型减速器46及安装在星型减速器上的小齿轮47和安装在减速机主轴上的大齿轮48组成的两级减速机，通过调整变量马达43的流量，实现动力头6的无极调速；所述与减速机42连接的制动装置44内，装有十组摩擦片49、活塞50、压紧弹簧51、花键轴52，与变量马达43同时给液，推动活塞50右移压紧弹簧51，使摩擦片49松开，同花键轴52连接的减速机同时传动，当变量马达43卸油停转，活塞50在压紧弹簧51的作用下左移，活塞压紧摩擦片49与减速机同时制动。

图7所示，在卡盘缸体53一侧，装有带连接孔和注液孔的缸体端盖54，缸体端盖54上和卡盘缸体53内装有环形活塞55；在卡盘缸体53另一侧装有带防转键孔和回退弹簧导向柱孔的内锥端盖56，内锥端盖56装有回退弹簧导柱59及回退弹簧58，还装有分为三半的外锥卡爪模座57和三个防转键60。卡盘安装在动力头减速机主轴上，用于夹持钻杆。当液压卡盘7经配油器45通油后，环形活塞55左移推动外锥卡爪模型57在内锥端盖56内轴向移动、收缩，夹紧钻杆；液压卡盘7卸油后，回退弹簧58推动环形活塞55向右移动，松开外锥卡爪模座57，卸下钻杆。

     图8所示，在夹持器缸体61的一侧，装有带连接孔和注液孔的缸体端盖62，在夹持器缸体61内和缸体端盖62上装有双向环形活塞63及活塞推进弹簧64；在夹持器油缸61的另一侧，装有带连接孔和防转键孔的内锥端盖65，在内锥端盖65里装有分为四半外锥卡爪模座66，用卡爪模座弹簧67相互连接，内锥端盖65还装有四个防转键68。夹持器8装在滑台机架床身上，用于夹持钻杆和钻进时钻杆的导向。当夹持器缸体61左侧通油后，双向环形活塞63压缩推进弹簧64，带动外锥卡爪模座66右移松开钻杆；当夹持器缸体61右侧经缸体端盖62的注油孔通油后，在双向环形活塞63和推进弹簧64的双重作用下，推动外锥卡爪模座66左移夹紧钻杆，当夹持器缸体61两侧卸油的情况下，靠推进弹簧的压力仍能夹紧钻杆，使钻杆不会从倾斜钻孔中滑出发生事故。

    该钻机液压卡盘7、夹持器8的主要零部件，如缸体、端盖、活塞等均用40Cr材料经热处理调质后制造，表面进行氮化处理。外锥卡爪模座用20CrMnTi材料制造，并进行表面渗碳淬火处理，硬度高，耐磨性好，使用寿命长。液压卡盘7、夹持器8装配完成后，均进行28MPa高压密封试验，不允许出现渗漏，以保证产品质量，使用安全可靠。

Claims (1)

1.一种煤矿用升降旋转平台履带钻机，由液压履带车底盘（1）、车体升降旋转平台（2）、液压泵站（3）、操纵台（4）、液压滑台机架（5）、动力头（6）、液压卡盘（7）、夹持器（8）、四组稳固调角油缸（9）和两只水平支撑油缸（10）等组成，其特征在于，液压履带车底盘（1）上装有车体升降旋转平台（2）；车体旋转平台（2）上面装有液压泵站（3）、操纵台（4）、液压滑台机架（5）、四角分别装有四组稳固调角油缸（9），前后中间各装有水平支撑油缸（10）；在液压滑台支架（5）装有动力头（6）、夹持器（8）；动力头（6）装有液压卡盘（7）。

 2.根据权利要求1所述矿用升降旋转平台履带钻机，其特征在于，所述车体升降旋转平台（2）通过升降旋转机构（69）安装在液压履带车底盘（1）上；所述升降旋转机构（69），由外壁上装有迴转器上法兰（14）、迴转器（15）迴转器下法兰（16）的封底外缸筒（13），以及升降油缸（12）、带有导向槽内缸筒（11）、迴转定位装置（17）、导向连接键（18）构成。

3.根据权利要求1所述矿用升降旋转平台履带钻机，其特征在于，所述液压泵站（3）由安装在电机座（19）上防爆电机（20）和经联轴器（21）连接的双联泵（22），及与双联泵吸油管（23）回油冷却器（24）连接油箱（25）组成；所述双联泵（22）为负载敏感泵和恒压柱塞泵；所述油箱（25）用不锈钢钢板制作。

4.根据权利要求1所述煤矿用升降旋转平台履带钻机，其特征在于，所述操纵台（4）设有装有五只手动换向阀（28）、叠加溢流阀（29）、叠加单向阀（30）、节流阀（31）等元件的集成阀块（26）；设有装有五只压力表（32）的仪表盘（27）；设有四联先导多路阀（33）和十联直控多路阀（34）；通过高压胶管（35）与泵站（3）及各执行机构相联通。

5. 根据权利要求1所述煤矿用升降旋转平台履带钻机，其特征在于，所述液压滑台机架（5）设有滑台机架床身（36）及与其相连的推进油缸（38）、拖板平台（37）、机架床身转轴支座（39）、机架调角油缸（40）、机架调角导柱（41）、及动力头（6）和夹持器（7），所属动力头（6）对机架滑台床身（36）导轨的直线度、平行度均为0.10m,动力头（6）对夹持器（7）的同心度为0.20mm。

6.根据权利要求1所述矿用升降旋转平台履带钻机，其特征在于，所述动力头（6），设有减速机（42）及与其连接的变量油马达（43）、制动装置（44）、配油器（45）、液压卡盘（7）；所述减速机（42）由星形减速器（46）、小齿轮（47）大齿轮（48）构成两级减速机构，调整变量油马达（43）的流量实现无极变速；所述制动装置内设有摩擦片（49）、活塞（50）、压紧弹簧（51）、通过花键轴（52）与减速机（42）连接。

 7.根据权利权利要求1所述煤矿用升降旋转平台履带钻机，其特征在于，所述液压卡盘（7），在卡盘缸体（53）—端设有带连接销孔和注油孔的缸体端盖（54）及环形活塞（55）另一端设有带有防转键孔和回退弹簧导柱孔的内锥端盖（56），内锥端盖上装有三半外锥卡爪模座（57）、及回退弹簧（58）和回退弹簧导柱（59），外壁上装有防转键（60）。

8.根据权利要求1所述煤矿用升降旋转平台履带钻机，其特征在于，所述夹持器（8），在夹持器缸体（61）一端，设有带注油孔的缸体端盖（62）及装有推进弹簧（64）的双向环形活塞（63），另一端设有带防转键长孔内锥端盖（65）；内锥端盖（65）里装有四半外锥卡爪模座（66）、卡爪模座弹簧（67），外壁上装有防转键（68）。

9.根据权利要求1所述煤矿用升降旋转平台履带钻机，其特征在于，所述水平支撑油缸（10）为可向下翻转的单耳型油缸。

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