CN206693922U - 抗冲击钻孔扩孔装置 - Google Patents

Abstract

抗冲击钻孔扩孔装置，包括支撑框架，支撑框架顶部沿左右方向设置有导轨，导轨上通过燕尾槽滑动连接结构设置有抗冲击防爆电机，抗冲击防爆电机的主轴朝左设置并同轴连接有钻杆和钻扩孔组件，导轨右端固定设置有限位架，限位架与抗冲击防爆电机右侧之间通过钻进油缸连接，钻进油缸两端分别与限位架和抗冲击防爆电机铰接。本实用新型在钻孔的过程中同时进行扩孔，扩孔孔径的大小由钻进所产生的阻力巨大，阻力越大孔径越大，本实用新型能够自由移动，在钻孔扩孔过程中可以通过液压驱动的方式定位，提高钻孔过程中的支撑框架的稳定性。另外，本实用新型中的抗冲击防爆电机具有良好的抗冲击性能，有助于保护轴承不受损坏，延长使用寿命。

Description

抗冲击钻孔扩孔装置

技术领域

本实用新型属于矿山机械技术领域，具体涉及一种抗冲击钻孔扩孔装置。

背景技术

瓦斯抽采技术是矿井瓦斯安全治理的必要保障，受煤层自身因素的影响，安全可靠的瓦斯抽采必须以成孔技术为前提。由于煤层地质条件复杂，在煤层钻孔后会出现孔内坍塌，因此需要进行扩孔，现有的钻孔扩孔钻机一般为固定安装设置，每钻一个孔扩一个孔就需要搬运一次，这样影响施工效率，而且增加工人的劳动强度；扩孔钻头的回转半径均为定值，这在扩孔过程中容易产生卡钻现象，另外，在扩孔过程中，用于驱动钻杆和钻头的电机经常会遭受到非常大的轴向冲击。传统结构的电机，当转子受到轴向冲击力时，其所受的冲击负荷将完全作用到主轴两端与机壳之间的轴承上，由于轴承承受轴向力的能力有限，当冲击负荷超过所应承载能力时，轴承将会受损，电机运行性能下降甚至损坏停机。因此，对于经常受到非常大的轴向冲击负荷的电机就需要对现有电机的结构进行改进，避免轴承受损而使电机无法正常工作。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种在煤矿井下移动灵活、在扩孔过程中扩孔避免卡钻、能承受极高轴向冲击负荷驱动电机的抗冲击钻孔扩孔装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：抗冲击钻孔扩孔装置，包括支撑框架，支撑框架顶部沿左右方向设置有导轨，导轨上通过燕尾槽滑动连接结构设置有抗冲击防爆电机，抗冲击防爆电机的主轴朝左设置并同轴连接有钻杆和钻扩孔组件，导轨右端固定设置有限位架，限位架与抗冲击防爆电机右侧之间通过钻进油缸连接，钻进油缸两端分别与限位架和抗冲击防爆电机铰接；

钻扩孔组件包括具有中心通道的头部、杆部和钻杆，头部左端固定设置有金刚石刀头，头部左端开设有与中心通道连通的排渣孔，杆部包括内套管和同轴套装在内套管外的外套管，内套管外壁由右向左依次为第一圆柱段、扁平段和第二圆柱段，扁平段包括中心对称的两个平面结构和两个弧面结构，平面结构和弧面结构沿圆周方向交替设置，弧面结构的外径与第二圆柱段的外径相等，第二圆柱段的外径大于第一圆柱段的外径，第二圆柱段右端中心对称开设有两个安装槽，每个安装槽的右端对应与一个平面结构的左侧边衔接贯通；第二圆柱段外壁设置有外花键结构，第二圆柱段左端内壁设置有内螺纹结构，头部的右端伸入并螺纹连接在内螺纹结构内；

主轴左端沿轴向方向开设有盲孔，钻杆右端伸入并螺纹连接在盲孔内，外套管右端外壁设置有与钻杆左端同轴向连接的外螺纹结构，外套管内壁由右向左依次为第一圆柱孔、第二圆柱孔和内花键结构，第一圆柱段的外径与第一圆柱孔的内径相等，第二圆柱段的外径与第二圆柱孔的内径相等，第二圆柱孔的右端与第一圆柱孔的左端之间形成环形台阶结构，第一圆柱段右部插设在第一圆柱孔内，外花键结构和内花键结构啮合装配，外套管左端螺纹连接有限位螺母，限位螺母的内壁安装有与第二圆柱段密封并滑动配合的密封圈，限位螺母左端面设置有回转半径大于金刚石刀头的金刚石固定刀片；

外套管与内套管之间设置有作业端径向伸出外套管的变径扩孔机构。

变径扩孔机构包括压缩弹簧、两个伸缩柱和两个导向孔，压缩弹簧套装在第一圆柱段外，压缩弹簧的左端和右端分别与扁平段右端面和环形台阶结构顶压配合，假定沿内套管的径向方向指向内套管中心的方向为由外向内的方向，导向孔开设在外套管上并与安装槽内外对应连通，第二圆柱段在安装槽的前侧和后侧对称设置有导向槽，导向槽右端边沿与安装槽内壁左端边沿通透并齐平，导向槽与内套管中心线的距离由左端到右端逐渐减小，伸缩柱内端左侧和右侧分别设置有装配在导向槽内的导柱，伸缩柱沿径向方向穿过导向孔，导向孔和伸缩柱的横断面均为矩形结构，伸缩柱外端侧部设置有刀片槽，刀片槽处设置有与伸缩柱焊接的金刚石伸缩刀片。

支撑框架底部设置有轨道轮，支撑框架中部设置有安装平台，支撑框架内在安装平台下方的左侧和右侧分别设置有液压站和粉尘过滤器，所述的导轨左侧底部铰接在支撑框架左侧顶部，安装平台中部与导轨中部之间通过倾角调节油缸连接，倾角调节油缸上端和下端分别与导轨和安装平台铰接，安装平台右侧设置有防爆抽风机，主轴外设置有与主轴转动连接的旋转密封结构，旋转密封结构内部与盲孔连通，旋转密封结构通过抽风管与防爆抽风机的进风口连接，防爆抽风机的出风口与粉尘过滤器的进口连接，支撑框架的右侧设置有斜撑机构。

斜撑结构包括斜撑块、第一斜撑油缸和第二斜撑油缸，支撑框架右侧上部固定设置有安装架，第一斜撑油缸的缸体端部铰接在安装架上，第二斜撑油缸的缸体端部铰接在支撑框架右侧下部，斜撑块呈三棱柱结构，斜撑块沿前后方向水平设置，斜撑块的底面水平设置，第一斜撑油缸的活塞杆端部铰接在斜撑块左侧面的下部，第二斜撑油缸的活塞杆端部铰接在斜撑块左侧面的上部；

液压站通过高压油管分别与钻进油缸、倾角调节油缸、第一斜撑油缸和第二斜撑油缸连接。

斜撑块的底面上均匀设置有抓地钉，斜撑块的右侧面下部倾斜向右下方设置有斜撑钉。

抗冲击防爆电机，包括机壳、主轴、定子和转子，定子固定设置在机壳的圆周内壁，机壳的左右两端部均设置有一个轴承室，每个轴承室内均过盈安装有一个轴承，转子固定设置在主轴上，主轴左右两端分别穿过一个轴承的内圈并与轴承内圈间隙配合，主轴表面沿轴向方向开设有两道分别位于一个轴承内侧的导槽，每个轴承的内圈沿轴向方向固定连接有伸入到导槽内的导块，导槽的宽度与导块的宽度相等，导槽的轴向长度大于导块的轴向长度；机壳左端部在左侧的轴承室外设置有左端盖，主轴的左端伸出左端盖，机壳右端部在右侧的轴承室外设置有右端盖，右端盖中部开设有通孔，右端盖右侧同轴向设置有外筒体和内筒体，外筒体左端和内筒体左端通过环形板固定连接，环形板左侧表面与右端盖右侧表面固定连接，内筒体右端固定设有堵板，外筒体内壁和内筒体外壁之间形成环形腔体，外筒体右端固定连接有密封板，外筒体右端面与密封板左侧面之间设有密封环，内筒体左侧敞口，主轴右端同轴向固定连接有柱塞，柱塞滑动连接在内筒体内，柱塞上设置有与内筒体的内壁滑动密封配合的密封套，内筒体上均匀开设有若干将环形腔体和内筒体内部连通的油孔，油孔的内径的1-3mm，环形腔体的小于大于内筒体内部的体积，内筒体和环形腔体内充填有液压油，液压油的体积等于内筒体内部的体积。

主轴上设置有卡簧，卡簧与右侧的轴承内圈的右端面接触。

内筒体的内部设置有一个抗冲击弹簧，抗冲击弹簧的左端与柱塞的右端固定连接，当液压油无压力以及抗冲击弹簧处于完全伸展状态时，抗冲击弹簧的右端部与堵板接触，同时导块的右端部与导槽的右端部接触。

采用上述技术方案，支撑框架底部的轨道轮可沿煤矿井下巷道内铺设的轨道行进，行进到位后，使用跨在轨道两侧的龙门吊将本实用新型吊到轨道外的地面上，人工推到钻孔扩孔位置。操控液压站使第一斜撑油缸和第二斜撑油缸的活塞杆伸长，控制斜撑块接触地面，使斜撑块上的抓地钉和斜撑钉刺入地面，这样就牢牢地将支撑框架固定，抵消在钻进过程产生的后坐力。

在钻孔作业前，划好钻孔点后，启动倾角调节油缸使导轨以导轨与支撑框架前侧铰接处为支点旋转，钻进方向调整到位后停止。开始钻进时，将钻扩孔组件直接与主轴的盲孔螺接，启动抗冲击防爆电机后，钻进油缸驱动抗冲击防爆电机沿导轨向左移动，当钻扩孔组件将要全部伸入到钻孔内时，将钻扩孔组件和主轴脱离，钻进油缸驱动抗冲击防爆电机沿导轨向右移动，再把钻杆连接到主轴和钻扩孔组件之间，再启动钻进油缸驱动抗冲击防爆电机沿导轨向左移动，当钻杆将要全部伸入到钻孔内时，将钻杆和主轴脱离，再把下一根钻杆连接上。采用这种方式可以逐渐增加钻进的深度。

在钻进过程中，同时要启动防爆抽风机和粉尘过滤器，防爆抽风机将钻扩孔组件处切割的煤渣或煤屑依次由钻扩孔组件左端的排渣孔进入到钻扩孔组件和钻杆内的中心通道，再经盲孔、旋转密封结构和抽风管进入到粉尘过滤器内，经粉尘过滤器的过滤，干净的空气排到巷道内。旋转密封结构在主轴高速旋转时保持不动且可以确保与盲孔内部连通。

本实用新型中钻扩孔组件的工作原理及过程为：金刚石刀头先进行钻进过程中对煤层进行钻孔切割作业；金刚石固定刀片的旋转先进行一定半径的扩孔，金刚石伸缩刀片的旋转进一步扩孔，当金刚石刀头在钻进过程中遇到较大阻力时，头部向右顶压内套管，内套管克服压缩弹簧的弹力沿外套管内壁向右移动，由于导向槽也随着向右移动，并且导向槽与内套管中心线的距离由左端到右端逐渐减小，伸缩柱的位置在导向孔的限定下只能沿径向方向移动，导向槽驱动位于安装槽内的伸缩柱上的导柱沿径向方向向外移动，伸缩柱就向外伸出外套管一段距离并保持定值进行扩孔钻进作业。钻孔达到预定孔深后，将钻扩孔组件和钻杆右撤一小段距离，内套管、伸缩柱在压缩弹簧的作用下恢复到初始位置，将钻杆以及钻扩孔组件抽出钻孔外。接着再钻孔内放入瓦斯抽放管，进行瓦斯抽放工序。

由于钻扩孔组件是对煤层或岩层进行钻孔作业，钻扩孔组件受到较大阻力就会把轴向冲击力传递到抗冲击防爆电机，抗冲击防爆电机的主轴会受到较强的冲击力。抗冲击防爆电机的主轴左端为动力输出端，当主轴左端受到轴向冲击时，主轴会突然向右窜动，主轴上的导槽沿轴承内圈上固定设置的导块向右移动，主轴右端就会驱动柱塞，柱塞驱动抗冲击弹簧向右顶压堵板，同时，柱塞对液压油产生推力，将内筒体内的液压油通过油孔挤入到环形空腔内，由于柱塞由左向右移动，柱塞上的密封套会将内筒体上的油孔封堵，内筒体与环形腔体之间油孔通道减小，内筒体内液压油的压力增大，液压油就能起到良好的缓冲减压左右，抗冲击弹簧也起到良好的缓冲作用，这样就避免轴承受到冲击力，有效地保护了轴承。主轴上开设导槽与轴承内圈上固定设置的导块之间的配合用于传递扭矩，同时也方便主轴沿轴向移动，在主轴与轴承内圈之间具有间隙的条件下，也确保主轴在转动过程中不与轴承内圈产生摩擦。卡簧用于定位右侧轴承轴向位置的作用。

当抗冲击弹簧处于完全伸展状态时，抗冲击弹簧的右端部与右端盖接触，同时导块的右端部与导槽的右端部接触；这样在主轴未受到轴向冲击力时，使主轴在轴向方向上定位。

环形腔体的小于大于内筒体内部的体积，液压油的体积等于内筒体内部的体积，这样环形腔体内充满液压油后，内筒体内部仍然有一部分液压油，避免柱塞将抗冲击弹簧也压到最短极限时产生硬碰硬的应力。

综上所述，本实用新型在钻孔的过程中同时进行扩孔，扩孔孔径的大小由钻进所产生的阻力巨大，阻力越大孔径越大，本实用新型能够自由移动，在钻孔扩孔过程中可以通过液压驱动的方式定位，提高钻孔过程中的支撑框架的稳定性。另外，本实用新型中的抗冲击防爆电机具有良好的抗冲击性能，有助于保护轴承不受损坏，延长使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中抗冲击防爆电机的轴向剖视图；

图3是图2中I处的放大图；

图4是图1中钻扩孔组件的轴向剖视图；

图5是图4中内套管的结构示意图；

图6是图5中A-A剖视图；

图7是图5中B-B剖视图；

图8是图5中C-C剖视图；

图9是图4中外套管的结构示意图；

图10是图9中D-D剖视图；

图11是图4中伸缩柱的结构示意图；

图12是图4中头部的立体结构示意图。

具体实施方式

如图1-图12所示，本实用新型的抗冲击钻孔扩孔装置，包括支撑框架1，支撑框架1顶部沿左右方向设置有导轨2，导轨2上通过燕尾槽滑动连接结构设置有抗冲击防爆电机3，抗冲击防爆电机3的主轴8朝左设置并同轴连接有钻杆5和钻扩孔组件4，导轨2右端固定设置有限位架6，限位架6与抗冲击防爆电机3右侧之间通过钻进油缸7连接，钻进油缸7两端分别与限位架6和抗冲击防爆电机3铰接。

钻扩孔组件4包括具有中心通道17的头部15、杆部和钻杆5，头部15左端固定设置有金刚石刀头16，头部15左端开设有与中心通道17连通的排渣孔18，杆部包括内套管19和同轴套装在内套管19外的外套管20，内套管19外壁由右向左依次为第一圆柱段21、扁平段22和第二圆柱段23，扁平段22包括中心对称的两个平面结构24和两个弧面结构25，平面结构24和弧面结构25沿圆周方向交替设置，弧面结构25的外径与第二圆柱段23的外径相等，第二圆柱段23的外径大于第一圆柱段21的外径，第二圆柱段23右端中心对称开设有两个安装槽26，每个安装槽26的右端对应与一个平面结构24的左侧边衔接贯通；第二圆柱段23外壁设置有外花键结构27，第二圆柱段23左端内壁设置有内螺纹结构28，头部15的右端伸入并螺纹连接在内螺纹结构28内。

主轴8左端沿轴向方向开设有盲孔，钻杆5右端伸入并螺纹连接在盲孔内，外套管20右端外壁设置有与钻杆5左端同轴向连接的外螺纹结构29，外套管20内壁由右向左依次为第一圆柱孔30、第二圆柱孔31和内花键结构32，第一圆柱段21的外径与第一圆柱孔30的内径相等，第二圆柱段23的外径与第二圆柱孔31的内径相等，第二圆柱孔31的右端与第一圆柱孔30的左端之间形成环形台阶结构33，第一圆柱段21右部插设在第一圆柱孔30内，外花键结构27和内花键结构32啮合装配，外套管20左端螺纹连接有限位螺母34，限位螺母34的内壁安装有与第二圆柱段23密封并滑动配合的密封圈43，限位螺母34左端面设置有回转半径大于金刚石刀头16的金刚石固定刀片35。

外套管20与内套管19之间设置有作业端径向伸出外套管20的变径扩孔机构。

变径扩孔机构包括压缩弹簧36、两个伸缩柱37和两个导向孔38，压缩弹簧36套装在第一圆柱段21外，压缩弹簧36的左端和右端分别与扁平段22右端面和环形台阶结构33顶压配合，假定沿内套管19的径向方向指向内套管19中心的方向为由外向内的方向，导向孔38开设在外套管20上并与安装槽26内外对应连通，第二圆柱段23在安装槽26的前侧和后侧对称设置有导向槽39，导向槽39右端边沿与安装槽26内壁左端边沿通透并齐平，导向槽39与内套管19中心线的距离由左端到右端逐渐减小，伸缩柱37内端左侧和右侧分别设置有装配在导向槽39内的导柱40，伸缩柱37沿径向方向穿过导向孔38，导向孔38和伸缩柱37的横断面均为矩形结构，伸缩柱37外端侧部设置有刀片槽41，刀片槽41处设置有与伸缩柱37焊接的金刚石伸缩刀片42。

支撑框架1底部设置有轨道轮9，支撑框架1中部设置有安装平台10，支撑框架1内在安装平台10下方的左侧和右侧分别设置有液压站11和粉尘过滤器12（或者是布袋除尘器），所述的导轨2左侧底部铰接在支撑框架1左侧顶部，安装平台10中部与导轨2中部之间通过倾角调节油缸13连接，倾角调节油缸13上端和下端分别与导轨2和安装平台10铰接，安装平台10右侧设置有防爆抽风机14，主轴8外设置有与主轴8转动连接的旋转密封结构50（为现有成熟技术，具体构造不再赘述），旋转密封结构50内部与盲孔连通，旋转密封结构50通过抽风管51与防爆抽风机14的进风口连接，防爆抽风机14的出风口与粉尘过滤器12的进口连接，支撑框架1的右侧设置有斜撑机构。

斜撑结构包括斜撑块52、第一斜撑油缸53和第二斜撑油缸54，支撑框架1右侧上部固定设置有安装架55，第一斜撑油缸53的缸体端部铰接在安装架55上，第二斜撑油缸54的缸体端部铰接在支撑框架1右侧下部，斜撑块52呈三棱柱结构，斜撑块52沿前后方向水平设置，斜撑块52的底面水平设置，第一斜撑油缸53的活塞杆端部铰接在斜撑块52左侧面的下部，第二斜撑油缸54的活塞杆端部铰接在斜撑块52左侧面的上部；

液压站11通过高压油管分别与钻进油缸7、倾角调节油缸13、第一斜撑油缸53和第二斜撑油缸54连接。

斜撑块52的底面上均匀设置有抓地钉56，斜撑块52的右侧面下部倾斜向右下方设置有斜撑钉57。

抗冲击防爆电机3，包括机壳58、定子59和转子60，定子59固定设置在机壳58的圆周内壁，机壳58的左右两端部均设置有一个轴承室，每个轴承室内均过盈安装有一个轴承61，转子60固定设置在主轴8上，主轴8左右两端分别穿过一个轴承61的内圈并与轴承61内圈间隙配合，主轴8表面沿轴向方向开设有两道分别位于一个轴承61内侧的导槽62，每个轴承61的内圈沿轴向方向固定连接有伸入到导槽62内的导块63，导槽62的宽度与导块63的宽度相等，导槽62的轴向长度大于导块63的轴向长度；机壳58左端部在左侧的轴承61室外设置有左端盖64，主轴8的左端伸出左端盖64，机壳58右端部在右侧的轴承61室外设置有右端盖65，右端盖65中部开设有通孔66，右端盖65右侧同轴向设置有外筒体67和内筒体68，外筒体67左端和内筒体68左端通过环形板69固定连接，环形板69左侧表面与右端盖65右侧表面固定连接，内筒体68右端固定设有堵板70，外筒体67内壁和内筒体68外壁之间形成环形腔体71，外筒体67右端固定连接有密封板72，外筒体67右端面与密封板72左侧面之间设有密封环73，内筒体68左侧敞口，主轴8右端同轴向固定连接有柱塞74，柱塞74滑动连接在内筒体68内，柱塞74上设置有与内筒体68的内壁滑动密封配合的密封套75，内筒体68上均匀开设有若干将环形腔体71和内筒体68内部连通的油孔76，油孔76的内径的1-3mm，环形腔体71的小于大于内筒体68内部的体积，内筒体68和环形腔体71内充填有液压油，液压油的体积等于内筒体68内部的体积。

主轴8上设置有卡簧77，卡簧77与右侧的轴承61内圈的右端面接触。

内筒体68的内部设置有一个抗冲击弹簧78，抗冲击弹簧78的左端与柱塞74的右端固定连接，当液压油无压力以及抗冲击弹簧78处于完全伸展状态时，抗冲击弹簧78的右端部与堵板70接触，同时导块63的右端部与导槽62的右端部接触。

支撑框架1底部的轨道轮9可沿煤矿井下巷道内铺设的轨道行进，行进到位后，使用跨在轨道两侧的龙门吊将本实用新型吊到轨道外的地面上，人工推到钻孔扩孔位置。操控液压站11使第一斜撑油缸53和第二斜撑油缸54的活塞杆伸长，控制斜撑块52接触地面，使斜撑块52上的抓地钉56和斜撑钉57刺入地面，这样就牢牢地将支撑框架1固定，抵消在钻进过程产生的后坐力。

在钻孔作业前，划好钻孔点后，启动倾角调节油缸13使导轨2以导轨2与支撑框架1前侧铰接处为支点旋转，钻进方向调整到位后停止。开始钻进时，将钻扩孔组件直接与主轴8的盲孔螺接，启动抗冲击防爆电机3后，钻进油缸7驱动抗冲击防爆电机3沿导轨2向左移动，当钻扩孔组件将要全部伸入到钻孔内时，将钻扩孔组件和主轴8脱离，钻进油缸7驱动抗冲击防爆电机3沿导轨2向右移动，再把钻杆5连接到主轴8和钻扩孔组件之间，再启动钻进油缸7驱动抗冲击防爆电机3沿导轨2向左移动，当钻杆5将要全部伸入到钻孔内时，将钻杆5和主轴8脱离，再把下一根钻杆5连接上。采用这种方式可以逐渐增加钻进的深度。

在钻进过程中，同时要启动防爆抽风机14和粉尘过滤器12，防爆抽风机14将钻扩孔组件处切割的煤渣或煤屑依次由钻扩孔组件左端的排渣孔18进入到钻扩孔组件和钻杆5内的中心通道17，再经盲孔、旋转密封结构50和抽风管51进入到粉尘过滤器12内，经粉尘过滤器12的过滤，干净的空气排到巷道内。旋转密封结构50在主轴8高速旋转时保持不动且可以确保与盲孔内部连通。

本实用新型中钻扩孔组件4的工作原理及过程为：金刚石刀头16先进行钻进过程中对煤层进行钻孔切割作业；金刚石固定刀片35的旋转先进行一定半径的扩孔，金刚石伸缩刀片42的旋转进一步扩孔，当金刚石刀头16在钻进过程中遇到较大阻力时，头部15向右顶压内套管19，内套管19克服压缩弹簧36的弹力沿外套管20内壁向右移动，由于导向槽39也随着向右移动，并且导向槽39与内套管19中心线的距离由左端到右端逐渐减小，伸缩柱37的位置在导向孔38的限定下只能沿径向方向移动，导向槽39驱动位于安装槽26内的伸缩柱37上的导柱40沿径向方向向外移动，伸缩柱37就向外伸出外套管20一段距离并保持定值进行扩孔钻进作业。钻孔达到预定孔深后，将钻扩孔组件和钻杆5右撤一小段距离，内套管19、伸缩柱37在压缩弹簧36的作用下恢复到初始位置，将钻杆5以及钻扩孔组件抽出钻孔外。接着再钻孔内放入瓦斯抽放管，进行瓦斯抽放工序。

由于钻扩孔组件是对煤层或岩层进行钻孔作业，钻扩孔组件受到较大阻力就会把轴向冲击力传递到抗冲击防爆电机3，抗冲击防爆电机3的主轴8会受到较强的冲击力。抗冲击防爆电机3的主轴8左端为动力输出端，当主轴8左端受到轴向冲击时，主轴8会突然向右窜动，主轴8上的导槽62沿轴承61内圈上固定设置的导块63向右移动，主轴8右端就会驱动柱塞74，柱塞74驱动抗冲击弹簧78向右顶压堵板70，同时，柱塞74对液压油产生推力，将内筒体68内的液压油通过油孔76挤入到环形空腔内，由于柱塞74由左向右移动，柱塞74上的密封套75会将内筒体68上的油孔76封堵，内筒体68与环形腔体71之间油孔76通道减小，内筒体68内液压油的压力增大，液压油就能起到良好的缓冲减压左右，抗冲击弹簧78也起到良好的缓冲作用，这样就避免轴承61受到冲击力，有效地保护了轴承61。主轴8上开设导槽62与轴承61内圈上固定设置的导块63之间的配合用于传递扭矩，同时也方便主轴8沿轴向移动，在主轴8与轴承61内圈之间具有间隙的条件下，也确保主轴8在转动过程中不与轴承61内圈产生摩擦。卡簧77用于定位右侧轴承61轴向位置的作用。

当抗冲击弹簧78处于完全伸展状态时，抗冲击弹簧78的右端部与右端盖65接触，同时导块63的右端部与导槽62的右端部接触；这样在主轴8未受到轴向冲击力时，使主轴8在轴向方向上定位。

环形腔体71的小于大于内筒体68内部的体积，液压油的体积等于内筒体68内部的体积，这样环形腔体71内充满液压油后，内筒体68内部仍然有一部分液压油，避免柱塞74将抗冲击弹簧78也压到最短极限时产生硬碰硬的应力。

本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型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，均属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.抗冲击钻孔扩孔装置，其特征在于：包括支撑框架，支撑框架顶部沿左右方向设置有导轨，导轨上通过燕尾槽滑动连接结构设置有抗冲击防爆电机，抗冲击防爆电机的主轴朝左设置并同轴连接有钻杆和钻扩孔组件，导轨右端固定设置有限位架，限位架与抗冲击防爆电机右侧之间通过钻进油缸连接，钻进油缸两端分别与限位架和抗冲击防爆电机铰接；

钻扩孔组件包括具有中心通道的头部、杆部和钻杆，头部左端固定设置有金刚石刀头，头部左端开设有与中心通道连通的排渣孔，杆部包括内套管和同轴套装在内套管外的外套管，内套管外壁由右向左依次为第一圆柱段、扁平段和第二圆柱段，扁平段包括中心对称的两个平面结构和两个弧面结构，平面结构和弧面结构沿圆周方向交替设置，弧面结构的外径与第二圆柱段的外径相等，第二圆柱段的外径大于第一圆柱段的外径，第二圆柱段右端中心对称开设有两个安装槽，每个安装槽的右端对应与一个平面结构的左侧边衔接贯通；第二圆柱段外壁设置有外花键结构，第二圆柱段左端内壁设置有内螺纹结构，头部的右端伸入并螺纹连接在内螺纹结构内；

主轴左端沿轴向方向开设有盲孔，钻杆右端伸入并螺纹连接在盲孔内，外套管右端外壁设置有与钻杆左端同轴向连接的外螺纹结构，外套管内壁由右向左依次为第一圆柱孔、第二圆柱孔和内花键结构，第一圆柱段的外径与第一圆柱孔的内径相等，第二圆柱段的外径与第二圆柱孔的内径相等，第二圆柱孔的右端与第一圆柱孔的左端之间形成环形台阶结构，第一圆柱段右部插设在第一圆柱孔内，外花键结构和内花键结构啮合装配，外套管左端螺纹连接有限位螺母，限位螺母的内壁安装有与第二圆柱段密封并滑动配合的密封圈，限位螺母左端面设置有回转半径大于金刚石刀头的金刚石固定刀片；

外套管与内套管之间设置有作业端径向伸出外套管的变径扩孔机构。

2.根据权利要求1所述的抗冲击钻孔扩孔装置，其特征在于：变径扩孔机构包括压缩弹簧、两个伸缩柱和两个导向孔，压缩弹簧套装在第一圆柱段外，压缩弹簧的左端和右端分别与扁平段右端面和环形台阶结构顶压配合，假定沿内套管的径向方向指向内套管中心的方向为由外向内的方向，导向孔开设在外套管上并与安装槽内外对应连通，第二圆柱段在安装槽的前侧和后侧对称设置有导向槽，导向槽右端边沿与安装槽内壁左端边沿通透并齐平，导向槽与内套管中心线的距离由左端到右端逐渐减小，伸缩柱内端左侧和右侧分别设置有装配在导向槽内的导柱，伸缩柱沿径向方向穿过导向孔，导向孔和伸缩柱的横断面均为矩形结构，伸缩柱外端侧部设置有刀片槽，刀片槽处设置有与伸缩柱焊接的金刚石伸缩刀片。

3.根据权利要求1所述的抗冲击钻孔扩孔装置，其特征在于：支撑框架底部设置有轨道轮，支撑框架中部设置有安装平台，支撑框架内在安装平台下方的左侧和右侧分别设置有液压站和粉尘过滤器，所述的导轨左侧底部铰接在支撑框架左侧顶部，安装平台中部与导轨中部之间通过倾角调节油缸连接，倾角调节油缸上端和下端分别与导轨和安装平台铰接，安装平台右侧设置有防爆抽风机，主轴外设置有与主轴转动连接的旋转密封结构，旋转密封结构内部与盲孔连通，旋转密封结构通过抽风管与防爆抽风机的进风口连接，防爆抽风机的出风口与粉尘过滤器的进口连接，支撑框架的右侧设置有斜撑机构。

4.根据权利要求3所述的抗冲击钻孔扩孔装置，其特征在于：斜撑结构包括斜撑块、第一斜撑油缸和第二斜撑油缸，支撑框架右侧上部固定设置有安装架，第一斜撑油缸的缸体端部铰接在安装架上，第二斜撑油缸的缸体端部铰接在支撑框架右侧下部，斜撑块呈三棱柱结构，斜撑块沿前后方向水平设置，斜撑块的底面水平设置，第一斜撑油缸的活塞杆端部铰接在斜撑块左侧面的下部，第二斜撑油缸的活塞杆端部铰接在斜撑块左侧面的上部；

液压站通过高压油管分别与钻进油缸、倾角调节油缸、第一斜撑油缸和第二斜撑油缸连接。

5.根据权利要求4所述的抗冲击钻孔扩孔装置，其特征在于：斜撑块的底面上均匀设置有抓地钉，斜撑块的右侧面下部倾斜向右下方设置有斜撑钉。

6.根据权利要求1所述的抗冲击钻孔扩孔装置，其特征在于：抗冲击防爆电机，包括机壳、主轴、定子和转子，定子固定设置在机壳的圆周内壁，机壳的左右两端部均设置有一个轴承室，每个轴承室内均过盈安装有一个轴承，转子固定设置在主轴上，主轴左右两端分别穿过一个轴承的内圈并与轴承内圈间隙配合，主轴表面沿轴向方向开设有两道分别位于一个轴承内侧的导槽，每个轴承的内圈沿轴向方向固定连接有伸入到导槽内的导块，导槽的宽度与导块的宽度相等，导槽的轴向长度大于导块的轴向长度；机壳左端部在左侧的轴承室外设置有左端盖，主轴的左端伸出左端盖，机壳右端部在右侧的轴承室外设置有右端盖，右端盖中部开设有通孔，右端盖右侧同轴向设置有外筒体和内筒体，外筒体左端和内筒体左端通过环形板固定连接，环形板左侧表面与右端盖右侧表面固定连接，内筒体右端固定设有堵板，外筒体内壁和内筒体外壁之间形成环形腔体，外筒体右端固定连接有密封板，外筒体右端面与密封板左侧面之间设有密封环，内筒体左侧敞口，主轴右端同轴向固定连接有柱塞，柱塞滑动连接在内筒体内，柱塞上设置有与内筒体的内壁滑动密封配合的密封套，内筒体上均匀开设有若干将环形腔体和内筒体内部连通的油孔，油孔的内径的1-3mm，环形腔体的小于大于内筒体内部的体积，内筒体和环形腔体内充填有液压油，液压油的体积等于内筒体内部的体积。

7.根据权利要求6所述的抗冲击钻孔扩孔装置，其特征在于：主轴上设置有卡簧，卡簧与右侧的轴承内圈的右端面接触。

8.根据权利要求6所述的抗冲击钻孔扩孔装置，其特征在于：内筒体的内部设置有一个抗冲击弹簧，抗冲击弹簧的左端与柱塞的右端固定连接，当液压油无压力以及抗冲击弹簧处于完全伸展状态时，抗冲击弹簧的右端部与堵板接触，同时导块的右端部与导槽的右端部接触。