CN212154674U - 一种钻孔机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钻孔机构，它包括用于对整个装置进行支撑的推进梁结构，所述推进梁结构的导向杆上通过滑动配合安装有回转齿轮箱装置，所述回转齿轮箱装置的回转输出轴与用于取芯钻进的钻孔钻具相连，所述回转齿轮箱装置与用于驱动其沿着导向杆推进的推进动力装置相连，所述推进梁结构上，并位于推进动力装置之间的位置安装有推进式通水导杆机构，所述推进式通水导杆机构的末端穿过钻孔钻具的内部，并在其末端设置有内部支撑装置。此钻孔机构效率高，安全性好，而且结构紧凑，其适用于狭窄工作面的施工。

Description

一种钻孔机构

技术领域

本实用新型涉及钻孔设备领域，特别是一种钻孔机构。

背景技术

目前，钻孔取芯主要水磨钻具和环缝钻机两者不同的结构形式，其中水磨钻占到绝大多数，通常水磨钻为电机驱动水磨钻具，功率较小，效率低，稳定性差，安全性差。而少数使用液压驱动的环缝钻机，其结构不紧凑，占用空间较大，不利于狭窄工作面内的施工。

此外，本公司在前申请的201910944433.5，中公开了一种自推进式钻孔取芯机构，其采用螺纹传动的方式实现钻具的推进，在工程实际中由于工作环境相对恶劣，螺纹传动机构容易发生卡阻，进而导致推进作业的稳定性差，设备的可靠性无法得到很好的保证。

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钻孔机构，此钻孔机构效率高，安全性好，而且结构紧凑，其适用于狭窄工作面的施工。

为了实现上述的技术特征，本实用新型的目的是这样实现的：一种钻孔机构，它包括用于对整个装置进行支撑的推进梁结构，所述推进梁结构的导向杆上通过滑动配合安装有回转齿轮箱装置，所述回转齿轮箱装置的回转输出轴与用于取芯钻进的钻孔钻具相连，所述回转齿轮箱装置与用于驱动其沿着导向杆推进的推进动力装置相连，所述推进梁结构上，并位于推进动力装置之间的位置安装有推进式通水导杆机构，所述推进式通水导杆机构的末端穿过钻孔钻具的内部，并在其末端设置有内部支撑装置。

所述推进梁结构包括多块支撑板，所述支撑板组装形成箱梁结构，在箱梁结构的两端分别固定有后板和前板，所述后板和前板之间平行固定安装有多根导向杆，所述后板的背部侧壁上固定安装有尾部横板，所述尾部横板的尾部固定安装有尾部立板，所述尾部立板和尾部横板之间固定有推进缸后耳板，所述前板的前端面固定安装有推进梁顶块座，所述推进梁顶块座上固定安装有推进梁顶块，所述前板的顶部固定安装有下保持架，所述下保持架的顶部铰接有上保持架。

所述回转齿轮箱装置包括箱体，所述箱体的两侧壁上固定安装有用于和推进梁结构的导向杆相配合的导向筒，所述箱体的下端通过第一油封和第一轴承支撑安装有回转输入轴，所述回转输入轴与用于驱动其转动的回转驱动马达的输出轴相连，所述回转输入轴上安装有回转输入齿轮，所述回转输入齿轮与安装在回转输出轴上的回转输出齿轮啮合传动，所述回转输出轴通过第二油封和第二轴承支撑安装在箱体的上端，所述箱体的顶部固定安装有箱盖；所述回转输出轴的中心加工有中心孔。

所述钻孔钻具包括圆筒，所述圆筒的头部固定安装有钻头，所述圆筒的尾部通过连接板固定安装有连接筒，所述连接筒与回转齿轮箱装置的回转输出轴构成花键配合，所述连接筒的端头固定有连接法兰。

所述推进动力装置包括铰接在推进梁结构的推进缸后耳板上的第一推进油缸和第二推进油缸，所述第一推进油缸和第二推进油缸的活塞杆末端通过推进板与回转齿轮箱装置的箱体固定相连。

所述推进式通水导杆机构包括通水导杆，所述通水导杆通过滑动配合安装在通水导杆导向筒上，所述推进式通水导杆机构固定在推进梁结构的后板上，所述通水导杆的尾端通过油缸座与通水导杆伸缩油缸的活塞杆铰接相连，所述通水导杆上设置有用于和水源相连的进水结构，所述通水导杆穿过回转输出轴的中心孔，所述内部支撑装置安装在通水导杆上，并位于钻孔钻具的内部。

所述推进式通水导杆机构与通水导杆导向筒相配合的位置加工有防转限位键槽，所述防转限位键槽与固定在通水导杆导向筒上的防转限位螺钉构成导向键配合；所述通水导杆与回转输出轴相配合的位置通过压盖和填料密封密封配合相连。

所述进水结构包括与通水导杆的中心孔相连通的进水套，所述进水套和通水导杆之间设置有密封圈，所述进水套的顶部固定安装有进水接头，工作时，所述进水接头与高压水源相连。

所述内部支撑装置包括固定在推进式通水导杆机构的通水导杆末端的抓盘连接套，所述抓盘连接套的末端固定安装有抓盘，所述抓盘的上加工有水槽，由通水导杆供给的水通过抓盘上的水槽进入到钻孔内部；所述抓盘连接套上通过定位台阶定位安装有支撑轴承，所述支撑轴承的外圈套装有支撑套，所述支撑轴承通过锁紧螺母固定在抓盘连接套上。

本实用新型有如下有益效果：

1、通过采用上述结构的钻孔机构，能够用于凿岩钻孔作业，具体工作过程中，回转齿轮箱装置通过回转驱动马达驱动齿轮转动，最后通过回转输出轴将扭矩传递给钻孔钻具，驱动钻孔钻具转动。推进动力装置一端安装在推进梁结构尾部的推进缸后耳座上，另一端连接在安装于回转齿轮箱装置后方的推进油缸前耳座上，供油时，油缸伸缩，推动回转齿轮箱装置以及和回转齿轮箱装置连接在一起的钻孔钻具沿推进梁结构上的四根导杆前后滑动，从而钻具的回转和轴向运动相配合完成切削钻孔的工作。

2、通过上述的推进梁结构能够用于对整个装置进行支撑，通过导向杆提供回转齿轮箱装置滑动的导向，通过箱梁结构保证了整个结构的强度。通过推进缸后耳板能够用于对推进动力装置进行铰接安装。

3、通过上述的回转齿轮箱装置主要用于提供凿岩的动力，工作过程中，通过回转驱动马达驱动回转输入轴转动，回转输入轴与回转输入齿轮连接在一起，从而回转输入齿轮转动驱动与之啮合的回转输出齿轮转动回转输出齿轮与回转输出轴连接，从而将扭矩输出，带动与之连接的钻孔钻具转动。

4、通过上述的推进动力装置主要用于提供推进的动力，工作过程中，通过第一推进油缸和第二推进油缸推动回转齿轮箱装置以及和回转齿轮箱装置连接在一起的钻孔钻具沿推进梁结构上的四根导杆前后滑动。

5、通过上述的推进式通水导杆机构一方面其能够用于钻具转动时从内侧支撑钻具。另一方面用于向钻孔中进行供水除渣。

6、通过上述的对称布置两条防转限位键槽，防转限位螺钉拧在通水导杆导向筒上，伸入到防转限位键槽里，当安装在尾部的通水导杆伸缩油缸伸缩时，通水导杆前后滑动，防转限位螺钉限制了滑动的行程，且导杆不能转动。

附图说明

图1为本实用新型整体结构的第一视角三维结构图。

图2为本实用新型整体结构的第二视角三维结构图。

图3为本实用新型推进梁结构的第一视角三维结构图。

图4为本实用新型推进梁结构的第二视角三维结构图。

图5为本实用新型回转齿轮箱装置的主剖视图。

图6为本实用新型回转齿轮箱装置的三维结构图。

图7为本实用新型钻孔钻具的主剖视图。

图8为本实用新型钻孔钻具的三维结构图。

图9为本实用新型俯视图。

图10为本实用新型图9中A-A视图。

图11为本实用新型主视图。

图12为本实用新型图11中B-B视图。

图中：推进梁结构1、回转齿轮箱装置2、钻孔钻具3、推进动力装置4、推进式通水导杆机构5、内部支撑装置6；

尾部立板101、尾部横板102、推进缸后耳板103、导向杆104上保持架105、下保持架106、推进梁顶块107、推进梁顶块座108、前板109、支撑板110、后板111；

回转驱动马达201、导向筒202、第一油封203、第一轴承204、箱体205、回转输入齿轮206、回转输入轴207、回转输出轴208、第二油封209、第二轴承210、箱盖211、回转输出齿轮212、中心孔213；

连接法兰301、连接筒302、连接板303、圆筒304、钻头305；

第一推进油缸401、第二推进油缸402、推进板403；

通水导杆伸缩油缸501、油缸座502、水导杆导向筒503、通水导杆504、进水套505、进水接头506、密封圈507、压盖508、填料密封509、防转限位键槽510；

抓盘601、抓盘连接套602、支撑轴承603、支撑套604、锁紧螺母605。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。

实施例1：

参见图1-12，一种钻孔机构，它包括用于对整个装置进行支撑的推进梁结构1，所述推进梁结构1的导向杆104上通过滑动配合安装有回转齿轮箱装置2，所述回转齿轮箱装置2的回转输出轴208与用于取芯钻进的钻孔钻具3相连，所述回转齿轮箱装置2与用于驱动其沿着导向杆104推进的推进动力装置4相连，所述推进梁结构1上，并位于推进动力装置4之间的位置安装有推进式通水导杆机构5，所述推进式通水导杆机构5的末端穿过钻孔钻具3的内部，并在其末端设置有内部支撑装置6。通过采用上述结构的钻孔机构，能够用于凿岩钻孔作业，具体工作过程中，回转齿轮箱装置2通过回转驱动马达驱动齿轮转动，最后通过回转输出轴将扭矩传递给钻孔钻具3，驱动钻孔钻具3转动。推进动力装置4一端安装在推进梁结构1尾部的推进缸后耳座上，另一端连接在安装于回转齿轮箱装置2后方的推进油缸前耳座上，供油时，油缸伸缩，推动回转齿轮箱装置2以及和回转齿轮箱装置2连接在一起的钻孔钻具3沿推进梁结构1上的四根导杆前后滑动，从而钻具的回转和轴向运动相配合完成切削钻孔的工作。

进一步的，所述推进梁结构1包括多块支撑板110，所述支撑板110组装形成箱梁结构，在箱梁结构的两端分别固定有后板111和前板109，所述后板111和前板109之间平行固定安装有多根导向杆104，所述后板111的背部侧壁上固定安装有尾部横板102，所述尾部横板102的尾部固定安装有尾部立板101，所述尾部立板101和尾部横板102之间固定有推进缸后耳板103，所述前板109的前端面固定安装有推进梁顶块座108，所述推进梁顶块座108上固定安装有推进梁顶块107，所述前板109的顶部固定安装有下保持架106，所述下保持架106的顶部铰接有上保持架105。通过上述的推进梁结构1能够用于对整个装置进行支撑，通过导向杆104提供回转齿轮箱装置2滑动的导向，通过箱梁结构保证了整个结构的强度。通过推进缸后耳板103能够用于对推进动力装置4进行铰接安装。

进一步的，通过上述的下保持架106和上保持架105的配合使钻具在旋转和前进后退时不晃动，提高钻孔的稳定性。

进一步的，所述回转齿轮箱装置2包括箱体205，所述箱体205的两侧壁上固定安装有用于和推进梁结构1的导向杆104相配合的导向筒202，所述箱体205的下端通过第一油封203和第一轴承204支撑安装有回转输入轴207，所述回转输入轴207与用于驱动其转动的回转驱动马达201的输出轴相连，所述回转输入轴207上安装有回转输入齿轮206，所述回转输入齿轮206与安装在回转输出轴208上的回转输出齿轮212啮合传动，所述回转输出轴208通过第二油封209和第二轴承210支撑安装在箱体205的上端，所述箱体205的顶部固定安装有箱盖211；所述回转输出轴208的中心加工有中心孔213。通过上述的回转齿轮箱装置2主要用于提供凿岩的动力，工作过程中，通过回转驱动马达201驱动回转输入轴207转动，回转输入轴207与回转输入齿轮206连接在一起，从而回转输入齿轮206转动驱动与之啮合的回转输出齿轮212转动回转输出齿轮212与回转输出轴连接，从而将扭矩输出，带动与之连接的钻孔钻具3转动。

进一步的，所述钻孔钻具3包括圆筒304，所述圆筒304的头部固定安装有钻头305，所述圆筒304的尾部通过连接板303固定安装有连接筒302，所述连接筒302与回转齿轮箱装置2的回转输出轴208构成花键配合，所述连接筒302的端头固定有连接法兰301。通过上述的钻孔钻具3主要用于凿岩钻孔，作用是切削岩石钻进，花键用于传递扭矩。

进一步的，所述推进动力装置4包括铰接在推进梁结构1的推进缸后耳板103上的第一推进油缸401和第二推进油缸402，所述第一推进油缸401和第二推进油缸402的活塞杆末端通过推进板403与回转齿轮箱装置2的箱体205固定相连。通过上述的推进动力装置4主要用于提供推进的动力，工作过程中，通过第一推进油缸401和第二推进油缸402推动回转齿轮箱装置2以及和回转齿轮箱装置2连接在一起的钻孔钻具3沿推进梁结构1上的四根导杆前后滑动。

进一步的，所述推进式通水导杆机构5包括通水导杆504，所述通水导杆504通过滑动配合安装在通水导杆导向筒503上，所述推进式通水导杆机构5固定在推进梁结构1的后板111上，所述通水导杆504的尾端通过油缸座502与通水导杆伸缩油缸501的活塞杆铰接相连，所述通水导杆504上设置有用于和水源相连的进水结构，所述通水导杆504穿过回转输出轴208的中心孔213，所述内部支撑装置6安装在通水导杆504上，并位于钻孔钻具3的内部。通过上述的推进式通水导杆机构5一方面其能够用于钻具转动时从内侧支撑钻具。另一方面用于向钻孔中进行供水除渣。

进一步的，所述推进式通水导杆机构5与通水导杆导向筒503相配合的位置加工有防转限位键槽510，所述防转限位键槽510与固定在通水导杆导向筒503上的防转限位螺钉511构成导向键配合；所述通水导杆504与回转输出轴208相配合的位置通过压盖508和填料密封509密封配合相连。通过上述的密封结构能够起到很好的密封作用，防止水从钻孔钻具3的尾部漏出。通过上述的对称布置两条防转限位键槽，防转限位螺钉拧在通水导杆导向筒上，伸入到防转限位键槽510里，当安装在尾部的通水导杆伸缩油缸伸缩时，通水导杆前后滑动，防转限位螺钉限制了滑动的行程，且导杆不能转动。

进一步的，所述进水结构包括与通水导杆504的中心孔相连通的进水套505，所述进水套505和通水导杆504之间设置有密封圈507，所述进水套505的顶部固定安装有进水接头506，工作时，所述进水接头506与高压水源相连。

进一步的，所述内部支撑装置6包括固定在推进式通水导杆机构5的通水导杆504末端的抓盘连接套602，所述抓盘连接套602的末端固定安装有抓盘601，所述抓盘601的上加工有水槽，由通水导杆504供给的水通过抓盘上的水槽进入到钻孔内部；所述抓盘连接套602上通过定位台阶定位安装有支撑轴承603，所述支撑轴承603的外圈套装有支撑套604，所述支撑轴承603通过锁紧螺母605固定在抓盘连接套602上。

实施例2：

钻孔机构的使用方法，它包括以下步骤：

步骤1：将推进式通水导杆机构5的进水接头506与高压水源相连；

步骤2：将推进梁结构1的推进梁顶块107与待钻孔的岩面相接触配合，并对整个推进梁结构1进行固定支撑；

步骤3：启动推进动力装置4，通过推进动力装置4的第一推进油缸401和第二推进油缸402共同推动回转齿轮箱装置2及其钻孔钻具3沿着导向杆104推进，进而实现钻进的进给；

步骤4：在推进过程中，启动回转齿轮箱装置2，通过回转齿轮箱装置2的回转驱动马达201驱动回转输入齿轮206，通过回转输入齿轮206与回转输出齿轮212啮合传动，进而驱动回转输出轴208，通过回转输出轴208驱动钻孔钻具3的钻头305转动实现岩层的切削钻进；

步骤5：在钻进过程中，通过高压水源向推进式通水导杆机构5的通水导杆504内部进行注水，水从进头处进入通过通水导杆中孔通向前方供钻孔时排渣用，由通水导杆供给的水通过抓盘上的水槽进入到钻孔内部；

步骤6：其中推进式通水导杆机构5的通水导杆504随着钻孔钻具3钻进过程中，通过通水导杆伸缩油缸501推动通水导杆504沿着通水导杆导向筒503前后滑动，并通过防转限位键槽510和防转限位螺钉511相配合限制了滑动的行程，且导杆不能转动。

Claims (9)

1.一种钻孔机构，其特征在于，它包括用于对整个装置进行支撑的推进梁结构（1），所述推进梁结构（1）的导向杆（104）上通过滑动配合安装有回转齿轮箱装置（2），所述回转齿轮箱装置（2）的回转输出轴（208）与用于取芯钻进的钻孔钻具（3）相连，所述回转齿轮箱装置（2）与用于驱动其沿着导向杆（104）推进的推进动力装置（4）相连，所述推进梁结构（1）上，并位于推进动力装置（4）之间的位置安装有推进式通水导杆机构（5），所述推进式通水导杆机构（5）的末端穿过钻孔钻具（3）的内部，并在其末端设置有内部支撑装置（6）。

2.根据权利要求1所述一种钻孔机构，其特征在于：所述推进梁结构（1）包括多块支撑板（110），所述支撑板（110）组装形成箱梁结构，在箱梁结构的两端分别固定有后板（111）和前板（109），所述后板（111）和前板（109）之间平行固定安装有多根导向杆（104），所述后板（111）的背部侧壁上固定安装有尾部横板（102），所述尾部横板（102）的尾部固定安装有尾部立板（101），所述尾部立板（101）和尾部横板（102）之间固定有推进缸后耳板（103），所述前板（109）的前端面固定安装有推进梁顶块座（108），所述推进梁顶块座（108）上固定安装有推进梁顶块（107），所述前板（109）的顶部固定安装有下保持架（106），所述下保持架（106）的顶部铰接有上保持架（105）。

3.根据权利要求1所述一种钻孔机构，其特征在于：所述回转齿轮箱装置（2）包括箱体（205），所述箱体（205）的两侧壁上固定安装有用于和推进梁结构（1）的导向杆（104）相配合的导向筒（202），所述箱体（205）的下端通过第一油封（203）和第一轴承（204）支撑安装有回转输入轴（207），所述回转输入轴（207）与用于驱动其转动的回转驱动马达（201）的输出轴相连，所述回转输入轴（207）上安装有回转输入齿轮（206），所述回转输入齿轮（206）与安装在回转输出轴（208）上的回转输出齿轮（212）啮合传动，所述回转输出轴（208）通过第二油封（209）和第二轴承（210）支撑安装在箱体（205）的上端，所述箱体（205）的顶部固定安装有箱盖（211）；所述回转输出轴（208）的中心加工有中心孔（213）。

4.根据权利要求1所述一种钻孔机构，其特征在于：所述钻孔钻具（3）包括圆筒（304），所述圆筒（304）的头部固定安装有钻头（305），所述圆筒（304）的尾部通过连接板（303）固定安装有连接筒（302），所述连接筒（302）与回转齿轮箱装置（2）的回转输出轴（208）构成花键配合，所述连接筒（302）的端头固定有连接法兰（301）。

5.根据权利要求1所述一种钻孔机构，其特征在于：所述推进动力装置（4）包括铰接在推进梁结构（1）的推进缸后耳板（103）上的第一推进油缸（401）和第二推进油缸（402），所述第一推进油缸（401）和第二推进油缸（402）的活塞杆末端通过推进板（403）与回转齿轮箱装置（2）的箱体（205）固定相连。

6.根据权利要求1所述一种钻孔机构，其特征在于：所述推进式通水导杆机构（5）包括通水导杆（504），所述通水导杆（504）通过滑动配合安装在通水导杆导向筒（503）上，所述推进式通水导杆机构（5）固定在推进梁结构（1）的后板（111）上，所述通水导杆（504）的尾端通过油缸座（502）与通水导杆伸缩油缸（501）的活塞杆铰接相连，所述通水导杆（504）上设置有用于和水源相连的进水结构，所述通水导杆（504）穿过回转输出轴（208）的中心孔（213），所述内部支撑装置（6）安装在通水导杆（504）上，并位于钻孔钻具（3）的内部。

7.根据权利要求6所述一种钻孔机构，其特征在于：所述推进式通水导杆机构（5）与通水导杆导向筒（503）相配合的位置加工有防转限位键槽（510），所述防转限位键槽（510）与固定在通水导杆导向筒（503）上的防转限位螺钉（511）构成导向键配合；所述通水导杆（504）与回转输出轴（208）相配合的位置通过压盖（508）和填料密封（509）密封配合相连。

8.根据权利要求6所述一种钻孔机构，其特征在于：所述进水结构包括与通水导杆（504）的中心孔相连通的进水套（505），所述进水套（505）和通水导杆（504）之间设置有密封圈（507），所述进水套（505）的顶部固定安装有进水接头（506），工作时，所述进水接头（506）与高压水源相连。

9.根据权利要求1或6所述一种钻孔机构，其特征在于：所述内部支撑装置（6）包括固定在推进式通水导杆机构（5）的通水导杆（504）末端的抓盘连接套（602），所述抓盘连接套（602）的末端固定安装有抓盘（601），所述抓盘（601）的上加工有水槽，由通水导杆（504）供给的水通过抓盘上的水槽进入到钻孔内部；所述抓盘连接套（602）上通过定位台阶定位安装有支撑轴承（603），所述支撑轴承（603）的外圈套装有支撑套（604），所述支撑轴承（603）通过锁紧螺母（605）固定在抓盘连接套（602）上。

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