CN204200081U - 一种偏摆式半自动换杆液压凿岩钻机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种偏摆式半自动换杆液压凿岩钻机，包括载体机械、动臂和钻机，所述动臂的一端置于所述载体机械的上端，所述动臂的另一端连接所述钻机的中部，所述动臂带动所述钻机偏摆。相对于现有技术，本实用新型更换钻杆方便、降低安全隐患、增加钻机偏摆方位，提升钻孔精度。

Description

一种偏摆式半自动换杆液压凿岩钻机

技术领域

本实用新型涉及工程机械技术领域，特别涉及一种偏摆式半自动换杆液压凿岩钻机。

背景技术

目前的液压凿岩钻机主要存在以下几个问题：

(1)现有液压凿岩钻机换杆有两种方式，一种是全人工换杆，另一种是全自动换杆。

全人工换杆，是完全利用人工进行卸杆和接杆，通常需要2～3个人协作才能完成，采用人工卡住钻杆拆卸时，因夹紧力不足而容易打滑，发生卸杆困难，严重的造成人身伤害，危险系数高，人工操作费时费力，劳动强度大，工作效率低下。

全自动换杆，通常包含上机械手、下机械手、上护杆装置、下护杆装置、转盘、连接杆、电控系统、液控系统等一系列的装置。结构非常复杂，对液控系统和电控系统的要求很高，制造精度要求高，制造及维护成本高昂，而且因钻机工作时工况恶劣，震动较大，换杆机构可靠性差。

(2)现有液压凿岩钻机钻臂通常不具有偏摆结构，只能实现前后摆动，不能左右偏摆。钻机停在横向斜坡上位置时钻孔时，无法保证钻杆与场面的垂直度，从而出现钻斜孔现象；有时受工作地形的影响，甚至无法钻孔。有的为了实现偏摆，需要配备专门的偏摆梁另外与钻臂连接，偏摆梁本身结构复杂，体型较大，致使机器质量加大，整机接地比压大，使用受限，生产成本高。同时，其连接销轴由于受力较大，易发生磨损断裂，导致钻臂脱落，造成严重损失，甚至危及人身安全。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种更换钻杆方便、降低安全隐患、增加钻机偏摆方位，提升钻孔精度的偏摆式半自动换杆液压凿岩钻机。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种偏摆式半自动换杆液压凿岩钻机，包括载体机械、动臂和钻机，所述动臂的一端置于所述载体机械的上端，所述动臂的另一端连接所述钻机的中部，所述动臂带动所述钻机偏摆；

所述动臂包括动臂主体、动臂油缸、转盘、钻臂油缸和偏摆油缸，所述动臂主体一端连接在所述载体机械上，所述动臂油缸的一端也连接在所述载体机械上，所述动臂油缸的另一端连接在所述动臂主体的折弯处，所述动臂油缸带动所述动臂主体竖直方向摆动；所述转盘的下部与所述动臂主体远离载体机械一端连接，所述转盘的上部与所述钻臂油缸的一端连接，所述转盘远离所述动臂主体的一端与所述钻机连接；所述钻臂油缸的另一端连接所述动臂主体的折弯处，所述钻臂油缸带动所述转盘实现钻机前后偏摆；所述偏摆油缸的上部与所述转盘连接，所述偏摆油缸的下部与所述钻机的中部连接，所述偏摆油缸带动所述钻机左右偏摆；

所述钻机包括钻臂、推进机构、钻杆、冲击器、夹杆机构和钻头，所述推进机构置于所述钻臂的上端，所述冲击器置于所述钻臂的上部，且处于所述推进机构的下方，所述夹杆机构置于所述钻臂下部，所述钻臂内设有所述钻杆，所述钻杆上部通过连接套与所述冲击器连接，所述钻杆的下部穿过夹杆机构与所述钻头连接；所述推进机构实现冲击器和钻杆沿所述钻臂轴向移动，所述推进机构还设置有制动器，所述制动器能实现冲击器和钻杆的制动。

本实用新型的有益效果是：1、在冲击器、连接套和夹杆机构的配合下，冲击器能拧松和拧紧钻杆，夹杆机构能自动夹紧钻杆，作业人员只需将钻杆放到合适位置或拿下，整个换杆过程操作简便，可靠性高，安全性好，便于维护，能有效降低作业人员的安全隐患，且制造成本低；2、在转盘、钻臂油缸和偏摆油缸的配合下，转盘的钻臂油缸能实现钻机前后偏摆，转盘和偏摆油缸能实现钻机前后偏摆，使得钻机的工作范围大、作业效率高、性能稳定、安全可靠、结构简单合理，可适应各种复杂工况。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步技术方案，所述载体机械内设置有电气控制系统，所述电气控制系统能控制载体机械内发动机和交互泵的运行功率，所述载体机械内还设置有空气机系统，所述空气机系统为动臂和钻机提供压缩气体。

采用上述进一步方案的有益效果是：电气控制系统能控制发动机和交互泵的功率达到最佳水平，不同的工作负载运行不同的功率，可以在减少燃油消耗的前提下发挥最佳性能，提升节能效果。

进一步技术方案，所述电气控制系统设置有自动怠速装置，所述自动怠速装置能控制发动机转速。

采用上述进一步方案的有益效果是：自动怠速装置能在没有工作负荷时迅速降低发动机转速，有工作负荷时能迅速恢复初始工作状态，达到节能效果。

进一步技术方案，所述动臂主体的内腔设置有储气罐，所述动臂主体还设置有排气输送管、进气输送管、排气电磁阀、压力表、安全阀和排水阀，所述排气输送管和进气输送管均置于所述动臂主体的上端，所述进气输送管的一端通过软管与所述储气罐连接，所述进气输送管的另一端与所述空气机系统连接；所述排气电磁阀置于所述动臂主体的下端，且所述排气电磁阀与储气罐连接，所述排气输送管通过软管与所述排气电磁阀连接；所述压力表和安全阀均置于动臂主体的下端，且所述压力表和安全阀均与所述储气罐连接，所述排水阀置于所述动臂主体的下端，且所述排水阀与所述储气罐连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：空气机系统将气体充入储气罐，排气电磁阀、压力表、安全阀和排水阀可以确保储气罐供气气压和气量稳定，使钻孔时排碴顺畅，钻头吹气冷却效果好、钻孔效率高，钻头使用寿命长，而且可节约空间、整机结构紧凑、节约制造成本。

进一步技术方案，所述推进机构包括液压马达、链轮、链条和动力头，所述链轮套装在液压马达的输出轴上，所述链条的一端套装在所述链轮上，所述链条的另一端置于所述钻臂的下部，所述动力头置于所述链条上，所述动力头与所述冲击器连接，所述链轮带动所述链条循环转动，所述链条带动动力头和所述冲击器沿钻臂的轴向移动。

采用上述进一步方案的有益效果是：液压马达通过链轮、链条驱动动力头实现钻杆的进给和提升，钻孔时加压力大，提杆速度快，链条使用寿命长、维护更换成本低；推进机构设有制动器，运输或场地转移过程中可通过制动器将推进机构和钻杆制动锁定，避免因钻杆下落而发生安全事故和对机器造成损坏。

进一步技术方案，钻臂由方型钢管制成，所述钻臂上设置有人手孔。

采用上述进一步方案的有益效果是：方型钢管，刚性好、强度高、抗扭、抗变形性能好，外形美观；人手孔，既可以方便链条的安装与维护，也可以减少了钻臂的重量。

进一步技术方案，所述所述夹杆机构包括第一夹杆机构和第二夹杆机构，所述第一夹杆机构和第二夹杆机构沿钻臂轴向并列置于所述钻臂的下部。

采用上述进一步方案的有益效果是：第一夹杆机构和第二夹杆机构能提升夹持钻杆的稳固性。

附图说明

图1为本实用新型一种偏摆式半自动换杆液压凿岩钻机的结构示意图；

图2为动臂主体的结构示意图；

图3为钻臂的结构示意图；

图4为载体机械的主视图；

图5为冲击器和推进机构的放大结构示意图；

图6为夹杆机构和钻头的放大结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、载体机械，11、电气控制系统，12、发动机，13、空气机系统；

2、动臂，21、动臂主体，22、动臂油缸，23、转盘，24、钻臂油缸，25、偏摆油缸；

211、储气罐，212、排气输送管，213、进气输送管，214、排气电磁阀，215、压力表，216、安全阀，217、排水阀；

3、钻机，31、钻臂，32、推进机构，33、钻杆，34、冲击器，35、夹杆机构，36、钻头，37、连接套；

311、人手孔；

321、液压马达，322、链轮，323、链条，324、动力头；

351、第一夹杆机构，352、第二夹杆机构。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1至图6所示，一种偏摆式半自动换杆液压凿岩钻机，包括载体机械1、动臂2和钻机3，所述动臂2的一端置于所述载体机械1的上端，所述动臂2的另一端连接所述钻机3的中部，所述动臂2带动所述钻机3偏摆；

所述动臂2包括动臂主体21、动臂油缸22、转盘23、钻臂油缸24和偏摆油缸25，所述动臂主体21一端连接在所述载体机械1上，所述动臂油缸22的一端也连接在所述载体机械1上，所述动臂油缸22的另一端连接在所述动臂主体21的折弯处，所述动臂油缸22带动所述动臂主体21竖直方向摆动；所述转盘23的下部与所述动臂主体21远离载体机械1一端连接，所述转盘23的上部与所述钻臂油缸24的一端连接，所述转盘23远离所述动臂主体21的一端与所述钻机3连接；所述钻臂油缸24的另一端连接所述动臂主体21的折弯处，所述钻臂油缸24带动所述转盘23实现钻机3前后偏摆；所述偏摆油缸25的上部与所述转盘23连接，所述偏摆油缸25的下部与所述钻机3的中部连接，所述偏摆油缸25带动所述钻机3左右偏摆；

所述钻机3包括钻臂31、推进机构32、钻杆33、冲击器34、夹杆机构35和钻头36，所述推进机构32置于所述钻臂31的上端，所述冲击器34置于所述钻臂31的上部，且处于所述推进机构32的下方，所述夹杆机构35置于所述钻臂31下部，所述钻臂31内设有所述钻杆33，所述钻杆33上部通过连接套37与所述冲击器34连接，所述钻杆33的下部穿过夹杆机构(35)与所述钻头36连接；所述推进机构32实现冲击器34和钻杆33沿所述钻臂31轴向移动，所述推进机构32还设置有制动器，所述制动器能实现冲击器34和钻杆33的制动。

所述载体机械1内设置有电气控制系统11，所述电气控制系统11能控制载体机械1内发动机12和交互泵的运行功率，所述载体机械1内还设置有空气机系统13，所述空气机系统13为动臂2和钻机3提供压缩气体。

所述电气控制系统11设置有自动怠速装置12，所述自动怠速装置12能控制发动机转速。

所述动臂主体21的内腔设置有储气罐211，所述动臂主体21还设置有排气输送管212、进气输送管213、排气电磁阀214、压力表215、安全阀216和排水阀217，所述排气输送管212和进气输送管213均置于所述动臂主体21的上端，所述进气输送管213的一端通过软管与所述储气罐211连接，所述进气输送管213的另一端与所述空气机系统13连接；所述排气电磁阀214置于所述动臂主体21的下端，且所述排气电磁阀214与储气罐211连接，所述排气输送管212通过软管与所述排气电磁阀214连接；所述压力表215和安全阀216均置于动臂主体21的下端，且所述压力表215和安全阀216均与所述储气罐211连接，所述排水阀217置于所述动臂主体21的下端，且所述排水阀217与所述储气罐211连接。

所述推进机构32包括液压马达321、链轮322、链条323和动力头324，所述链轮322套装在液压马达321的输出轴上，所述链条323的一端套装在所述链轮322上，所述链条323的另一端置于所述钻臂31的下部，所述动力头324置于所述链条323上，所述动力头324与所述冲击器34连接，所述链轮322带动所述链条323循环转动，所述链条323带动动力头324和所述冲击器34沿钻臂31的轴向移动。

所述钻臂31由方型钢管制成，所述钻臂31上设置有人手孔311。

所述夹杆机构35包括第一夹杆机构351和第二夹杆机构352，所述第一夹杆机构351和第二夹杆机构352沿钻臂31轴向并列置于所述钻臂31的下部。

实施本装置，如图1所示，动臂油缸22输出轴的伸缩带动动臂主体21竖直方向偏摆，使钻机3上升到既定位置，钻臂油缸24伸缩带动转盘23转动，转盘带动钻机3前后偏摆；偏摆油缸25伸缩带动钻机3左右偏摆，实现钻机3精确定位，扩大了钻机3的工作范围、提升了作业效率、安全可靠、可适应各种复杂工况；

如图1、图5、图6所示，冲击器34、连接套37和夹杆机构35的配合下，冲击器34能拧松和拧紧钻杆33，夹杆机构35能自动夹紧钻杆33，作业人员只需将钻杆33放到合适位置或拿下，推进机构32带动冲击器34和钻杆33沿钻臂轴向移动，即可进行钻杆33带动钻头36进行钻孔，整个换杆过程操作简便，可靠性高，安全性好，便于维护，能有效降低作业人员的安全隐患，且制造成本低；

如图1和图2所示，空气机系统13通过进气输送管213向动臂2内的储气罐211进行输气，储气罐211再通过排气输送管212经钻机3向钻头36进行输气，排气电磁阀214可以控制输气开启和关闭，压力表215和安全阀216可以保供气气压、气量稳定，排水阀217与储气罐211连接，排水阀217可以排出储气罐211内的液体。

如图5所示，所述链轮322带动所述链条323循环转动，所述链条323带动动力头324和所述冲击器34沿钻臂31的轴向移动，进而实现钻杆33沿钻臂31的轴向移动进行钻孔作业，推进机构还设置有制动器，制动器能实现冲击器34和钻杆33的制动，运输或场地转移过程中可通过制动器将推进机构32和钻杆33制动锁定，避免因钻杆33下落而发生安全事故和对机器造成损坏。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种偏摆式半自动换杆液压凿岩钻机，其特征在于：包括载体机械(1)、动臂(2)和钻机(3)，所述动臂(2)的一端置于所述载体机械(1)的上端，所述动臂(2)的另一端连接所述钻机(3)的中部，所述动臂(2)带动所述钻机(3)偏摆；

所述动臂(2)包括动臂主体(21)、动臂油缸(22)、转盘(23)、钻臂油缸(24)和偏摆油缸(25)，所述动臂主体(21)一端连接在所述载体机械(1)上，所述动臂油缸(22)的一端也连接在所述载体机械(1)上，所述动臂油缸(22)的另一端连接在所述动臂主体(21)的折弯处，所述动臂油缸(22)带动所述动臂主体(21)竖直方向摆动；所述转盘(23)的下部与所述动臂主体(21)远离载体机械(1)一端连接，所述转盘(23)的上部与所述钻臂油缸(24)的一端连接，所述转盘(23)远离所述动臂主体(21)的一端与所述钻机(3)连接；所述钻臂油缸(24)的另一端连接所述动臂主体(21)的折弯处，所述钻臂油缸(24)带动所述转盘(23)实现钻机(3)前后偏摆；所述偏摆油缸(25)的上部与所述转盘(23)连接，所述偏摆油缸(25)的下部与所述钻机(3)的中部连接，所述偏摆油缸(25)带动所述钻机(3)左右偏摆；

所述钻机(3)包括钻臂(31)、推进机构(32)、钻杆(33)、冲击器(34)、夹杆机构(35)和钻头(36)，所述推进机构(32)置于所述钻臂(31)的上端，所述冲击器(34)置于所述钻臂(31)的上部，且处于所述推进机构(32)的下方，所述夹杆机构(35)置于所述钻臂(31)下部，所述钻臂(31)内设有所述钻杆(33)，所述钻杆(33)上部通过连接套(37)与所述冲击器(34)连接，所述钻杆(33)的下部穿过夹杆机构(35)与所述钻头(36)连接；所述推进机构(32)实现冲击器(34)和钻杆(33)沿 所述钻臂(31)轴向移动，所述推进机构(32)还设置有制动器，所述制动器能实现冲击器(34)和钻杆(33)的制动。

2.根据权利要求1所述一种偏摆式半自动换杆液压凿岩钻机，其特征在于：所述载体机械(1)内设置有电气控制系统(11)，所述电气控制系统(11)能控制载体机械(1)内发动机(12)和交互泵的运行功率，所述载体机械(1)内还设置有空气机系统(13)，所述空气机系统(13)为动臂(2)和钻机(3)提供压缩气体。

3.根据权利要求2所述一种偏摆式半自动换杆液压凿岩钻机，其特征在于：所述电气控制系统(11)设置有自动怠速装置(12)，所述自动怠速装置(12)能控制发动机转速。

4.根据权利要求2所述一种偏摆式半自动换杆液压凿岩钻机，其特征在于：所述动臂主体(21)的内腔设置有储气罐(211)，所述动臂主体(21)还设置有排气输送管(212)、进气输送管(213)、排气电磁阀(214)、压力表(215)、安全阀(216)和排水阀(217)，所述排气输送管(212)和进气输送管(213)均置于所述动臂主体(21)的上端，所述进气输送管(213)的一端通过软管与所述储气罐(211)连接，所述进气输送管(213)的另一端与所述空气机系统(13)连接；所述排气电磁阀(214)置于所述动臂主体(21)的下端，且所述排气电磁阀(214)与储气罐(211)连接，所述排气输送管(212)通过软管与所述排气电磁阀(214)连接；所述压力表(215)和安全阀(216)均置于动臂主体(21)的下端，且所述压力表(215)和安全阀(216)均与所述储气罐(211)连接，所述排水阀(217)置于所述动臂主体(21)的下端，且所述排水阀(217)与所述储气罐(211)连接。

5.根据权利要求1所述一种偏摆式半自动换杆液压凿岩钻机，其特征在于：所述推进机构(32)包括液压马达(321)、链轮(322)、链条(323)和动力头(324)，所述链轮(322)套装在液压马达(321)的输出轴上， 所述链条(323)的一端套装在所述链轮(322)上，所述链条(323)的另一端置于所述钻臂(31)的下部，所述动力头(324)置于所述链条(323)上，所述动力头(324)与所述冲击器(34)连接，所述链轮(322)带动所述链条(323)循环转动，所述链条(323)带动动力头(324)和所述冲击器(34)沿钻臂(31)的轴向移动。

6.根据权利要求1所述一种偏摆式半自动换杆液压凿岩钻机，其特征在于：所述钻臂(31)由方型钢管制成，所述钻臂(31)上设置有人手孔(311)。

7.根据权利要求1至6任一项所述一种偏摆式半自动换杆液压凿岩钻机，其特征在于：所述夹杆机构(35)包括第一夹杆机构(351)和第二夹杆机构(352)，所述第一夹杆机构(351)和第二夹杆机构(352)沿钻臂(31)轴向并列置于所述钻臂(31)的下部。