CN215632846U - 一种具有自动接、卸杆功能的天井钻机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有自动接、卸杆功能的天井钻机，包括卡杆机构、提升装置和插板装置；卡杆机构包括棘爪盘和其上铰接的推拉杆组件及压簧组件；提升装置包括外卡环、连接架、安装座和伸缩式驱动装置；棘爪盘安装于机头上，通过压簧组件将钻杆卡紧；安装座固定于机头上，外卡环同心位于钻杆上对应棘爪盘的上方，伸缩杆伸出使外卡环将推拉杆组件向外挤压时，棘爪转动松开钻杆的同时挤压压簧组件，使压簧储能；伸缩杆回缩使外卡环复位，压簧复位卡住钻杆；插板装置包括底座、托板、插舌和伸缩式驱动装置，伸缩式驱动装置的两端分别固定于托板和插舌上；底座两侧固定于机架底部，伸缩式驱动装置的伸缩运动带动插舌插入钻杆上的卡方中和松开钻杆。

Description

一种具有自动接、卸杆功能的天井钻机

技术领域

本实用新型涉及一种天井钻机，具体为一种具有自动接、卸杆功能的天井钻机。

背景技术

天井钻机是利用旋转钻进破岩成孔并能反向扩孔的井筒开挖机械。选择天井钻机施工具有以下优势：1、施工安全，施工时工作人员不用进入井筒内进行钻凿装药及临时支护等作业。2、工作效率高，天井钻机施工为机械化连续作业，速度快。3、工程质量好，天井钻机采用滚刀机械破岩，对围岩破坏小，井壁光滑，有利于扩挖溜渣、通风、排水。天井钻机施工而成的天井可直接使用。4、劳动强度低，天井钻机采用液压传动控制，操作简单，工人劳动强度低。5、后期维护费用低。6、节约采准费用，我过现有矿山一般中段为50米，采用天井钻机施工，一次就可成井200-400米，可大大节省准备巷道的费用。

但目前天井钻机施工时，钻杆的卡紧和接卸多采用人工手动插接插板及围子卡块等辅助工具来进行，需投入较多的人力和时间，为现场施工带来诸多不便及存在一定的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可减少人工干预、提高安全性和施工效率的具有自动接、卸杆功能的天井钻机。

本实用新型提供的这种具有自动接、卸杆功能的天井钻机，包括卡杆机构、提升装置和插板装置；卡杆机构包括有轴向中心孔的棘爪盘和其上对应棘爪中部外侧铰接的推拉杆组件、对应棘爪卡接段外侧连接的压簧组件；提升装置包括外卡环、连接架、安装座和伸缩式驱动装置，连接架水平布置，外卡环连接于其一端，安装架的底部两端与连接架的另一端可转动铰接，安装架顶部两端与连接架之间对称铰接沿竖向布置的伸缩式驱动装置；卡杆机构的棘爪盘安装于机头上，通过压簧组件将钻杆卡紧；提升装置的安装座固定于天井钻机的机头上，外卡环同心位于钻杆上对应棘爪盘的上方，伸缩式驱动装置的伸缩杆伸出使外卡环向下运动将推拉杆组件向外挤压时，棘爪转动松开钻杆的同时其卡接段挤压压簧组件，使压簧被压缩储能；伸缩式驱动装置的伸缩杆回缩使外卡环上升复位，压簧释放能量复位将棘爪的卡接段回顶卡住钻杆；插板装置包括底座、托板、插舌和伸缩式驱动装置，底座有中心孔，托板固定于底座上，插舌与托板可滑动插接，伸缩式驱动装置的两端分别固定于托板和插舌上；插板装置的底座两侧固定于机架底部，通过伸缩式驱动装置的伸缩运动带动插舌插入钻杆上的卡方中和松开钻杆。

上述钻机的一种实施方式中，所述推拉杆组件包括推拉杆和导向座，推拉杆的内端与棘爪中部外侧通过销轴铰接，棘爪可绕销轴转动，导向座的底部固定于推拉杆的外端段，顶部内侧有朝上外向倾斜的导向斜面。

上述钻机的一种实施方式中，所述压簧组件包括压簧、压簧套和连接头，压簧套为一端开口、一端封闭的套管，连接头为外螺纹头，其轴向中心有凹槽，压簧的内端插入压簧套内固定，另一端固定于连接头的凹槽中，连接头的外端面中心位置处有内六角沉头孔。

上述钻机的一种实施方式中，所述棘爪盘的盘体上有沿水平方向的推拉杆安装孔和压簧组件安装孔，棘爪卡紧钻杆时，压簧套的外壁与棘爪卡接段的外侧挤压接触，压簧处于预压缩状态。

上述钻机的一种实施方式中，所述外卡环的中部有一圈凹槽，凹槽的一径向中心面两端固定有径向连接柱。

上述钻机的一种实施方式中，所述连接架为水平布置的H型架，所述外卡环通过径向连接柱连接于其一端的开口中。

上述钻机的一种实施方式中，所述安装座包括两平行布置的T型板和T型板之间的连接板，两T型板的下端通过销轴铰接于所述连接架的另一端；所述提升装置的伸缩式驱动装置为油缸，油缸的上端与T型板的翼板铰接、下端与连接架铰接。

上述钻机的一种实施方式中，所述托板为水平布置的U型板，其开口宽度大于钻杆直径，其两侧臂的外侧底部有水平伸出的弧形凸台，托板的开口内侧底部设置有滑槽。

上述钻机的一种实施方式中，所述插舌的宽度与所述托板的开口宽度匹配，插舌的插入端有宽度与钻杆上卡槽匹配的U形槽，两侧有与托板上滑槽匹配的滑轨。

上述钻机的一种实施方式中，所述底座上有托板安装槽，所述托板以其两侧的弧形凸台与托板安装槽装配，底座上对应弧形凸台的外侧有压板将弧形凸台压住使托板定位；所述插舌的底面位于底座上，插舌的插入端插入托板的开口中，滑轨与滑槽装配；所述插板装置的伸缩式驱动装置为油缸，油缸的两端分别与所述插舌和托板连接。

本实用新型的工作原理如下：天井钻机的钻杆工作时，卡杆机构卡紧钻杆，插板装置松开钻杆，机头带动钻杆旋转的同时沿机架滑动。需加接钻杆时，机头停止工作，自动插板装置的伸缩式驱动装置的伸缩杆回缩使插舌卡住下节钻杆侧壁的卡方处，使下节钻杆定位不能转动。机头松扣下节钻杆端部后沿机架上升至合适位置，将上节钻杆的上端插入卡杆机构的棘爪盘中，棘爪盘的棘爪将钻杆卡紧，机头扣住上节钻杆的上端，机头带动上节钻杆旋转的同时沿机架下滑，使上节钻杆的下端与下节钻杆螺纹连接。上节钻杆与下节钻杆连接好后，插板装置的伸缩式驱动装置的伸缩杆伸出，使插舌松开下节钻杆，机头带动连接好的钻杆工作。工作完成回收钻杆卸杆时，插板装置的插舌卡住下节钻杆，机头反向旋转使上节钻杆与下节钻杆分开，提升装置的伸缩式驱动装置的伸缩杆向下伸出，使卡杆结构的棘爪松开上节钻杆，机头松扣上节钻杆的上端，上节钻杆取出，依次一节一节回收钻杆。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的装配示意图。

图2为图1中卡杆机构、提升装置与机头的装配示意图(棘爪盘卡紧钻杆)。

图3为图2中卡杆机构的结构示意图(松开钻杆的状态)。

图4为图3的剖视示意图(卡紧钻杆的状态)。

图5为图4中的A部放大示意图。

图6为图1中提升装置的装配示意图。

图7为图1中插板装置的装配示意图。

图8为插板装置的俯视示意图。

图9为图7中底座的结构示意图。

图10为图7中托板的结构示意图。

图11为图7中插舌的结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实施例公开的这种具有自动接、卸杆功能的天井钻机，包括主机总成1、卡杆机构2、提升装置3和插板装置4。

如图3至图5所示，卡杆机构2包括棘爪盘21、推拉杆22、导向座23、压簧24、压簧套25、外螺纹连接头26。

棘爪盘21包括盘体211和其嵌装的一圈棘爪212。棘爪盘21通过轴向螺钉和弹性销与主机总成1的机头连接。

导向座23的底部固定于推拉杆22的外端段形成推拉杆组件，导向座23的顶部内侧有上外倾斜的导向面。

推拉杆组件与盘体211装配时，推拉杆22的内端段水平穿过盘体211伸入盘体上的棘爪安装槽中，通过销轴与棘爪22的中部外侧铰接，推拉杆22上的导向座23位于盘体211外。

压簧套25为一端开口、一端封闭的套管，外螺纹连接头26的轴向中心有凹槽，压簧24的一端插入压簧套25中固定，另一端固定于外螺纹接头26的凹槽中形成压簧组件。

压簧组件与盘体211装配时，压簧套25和压簧24水平穿过盘体211，压簧套25伸入盘体211上的棘爪安装槽中，外螺纹连接头26与盘体211上的安装孔螺纹连接。为了便于转动外螺纹连接头26，在其外端面中心位置处设置内六头沉头孔。

图4、图5所示为卡杆机构卡紧钻杆的状态，此时压簧24处于预压缩状态，使压簧套25的端部压紧棘爪22的卡接段外侧。

如图6所示，提升装置3包括外卡环31、连接架32、安装座33、油缸YG。

外卡环31的中部有一圈凹槽，凹槽的一径向中心面两端固定有径向连接柱。

连接架32为水平布置的H型架，外卡环31通过连接柱连接于其一端的开口中。安装座33包括两平行布置的T型板和T型板之间的连接板。

安装座33的两T型板下端通过销轴铰接于连接架32的另一端，油缸YG的上端与T型板的翼板铰接、下端与连接架32铰接。

提升装置3通过安装座33和固定于天井钻机的机头上，位于卡杆机构2的上方，油缸活塞杆的初始状态为收缩状态。

卡杆机构卡紧钻杆和通过提升装置松开钻杆的原理如下：

卡杆机构2由于其压簧24安装时处于预压缩状态，所以卡杆机构可通过棘爪212卡紧钻杆。

当提升装置3的油缸YG的活塞杆向下伸出，将连接架32往下推，连接架32的前端带动外卡环31向下运动、后端绕其与安装座33的铰接销轴转动。外卡环31的底部沿各推拉杆22上导向座23的导向面向下运动时，推拉杆向外移动。推拉杆22向外移动时带动棘爪212逆时针转动，棘爪的卡接段向外摆动松开钻杆的同时挤压压簧套25，压簧套25沿盘体211上的安装孔向外移动时压簧24被压缩储能。当油缸的活塞杆回缩使外卡环失去对导向座的挤压作用时，压簧释放能量将棘爪的卡节段回顶复位卡紧钻杆。

结合图1、图7至图11可以看出：

插板装置4包括底座41、托板42、压板43、插舌44和油缸YG。

托板42为水平布置的U型板，其开口宽度大于钻杆直径，其两侧臂的外侧底部有水平伸出的弧形凸台，托板的开口内侧底部设置有滑槽。

插舌44的宽度与托板42的开口宽度匹配，插舌的插入端有宽度与钻杆上卡槽匹配的U形槽，两侧有与托板上滑槽匹配的滑轨。

底座41上有托板安装槽，托板42以其两侧的弧形凸台与托板安装槽装配，底座上对应弧形凸台的外侧有压板43将弧形凸台压住使托板定位。

插舌44的底面位于底座41上，插舌的插入端插入托板42的开口中，滑轨与滑槽装配。

油缸YG的两端分别与插舌44和托板42连接，油缸的活塞杆初始状态为伸出状态，当需要插板装置卡住钻杆定位时，油缸的活塞杆回缩，带动插舌沿托板上的滑槽向内滑动，插舌上的U形槽卡住钻杆上的卡方。

天井钻机的钻杆工作时，机头扣住钻杆上端，卡杆机构卡紧钻杆，自动插板装置松开钻杆，机头带动钻杆旋转的同时沿机架滑动。

需加接钻杆时，机头停止工作，插板装置的油缸的活塞杆回缩使插舌的U形槽卡住下节钻杆侧壁的一个卡方处，使下节钻杆定位不能转；

机头松扣下节钻杆端部后沿机架上升至合适位置；

将上节钻杆的上端插入卡杆机构的棘爪盘中，棘爪盘的棘爪将钻杆卡紧，机头扣住上节钻杆的上端，机头带动上节钻杆旋转的同时沿机架下滑，使上节钻杆的下端与下节钻杆螺纹连接。上节钻杆与下节钻杆连接好后，插板装置的油缸的活塞杆伸出，使插舌松开下节钻杆，机头带动连接好的钻杆工作。

工作完成回收钻杆卸杆时，插板装置的插舌卡住下节钻杆，机头反向旋转使上节钻杆与下节钻杆分开，提升装置的活塞的伸缩杆向下伸出，使卡杆结构的棘爪松开上节钻杆，机头松扣上节钻杆的上端，上节钻杆取出，依次一节一节回收钻杆。

Claims (10)

1.一种具有自动接、卸杆功能的天井钻机，其特征在于：本钻机包括卡杆机构、提升装置和插板装置；

卡杆机构包括有轴向中心孔的棘爪盘和其上对应棘爪中部外侧铰接的推拉杆组件、对应棘爪卡接段外侧连接的压簧组件；提升装置包括外卡环、连接架、安装座和伸缩式驱动装置，连接架水平布置，外卡环连接于其一端，安装架的底部两端与连接架的另一端可转动铰接，安装架顶部两端与连接架之间对称铰接沿竖向布置的伸缩式驱动装置；

卡杆机构的棘爪盘安装于机头上，通过压簧组件将钻杆卡紧；提升装置的安装座固定于天井钻机的机头上，外卡环同心位于钻杆上对应棘爪盘的上方，伸缩式驱动装置的伸缩杆伸出使外卡环向下运动将推拉杆组件向外挤压时，棘爪转动松开钻杆的同时其卡接段挤压压簧组件，使压簧被压缩储能；伸缩式驱动装置的伸缩杆回缩使外卡环上升复位，压簧释放能量复位将棘爪的卡接段回顶卡住钻杆；

插板装置包括底座、托板、插舌和伸缩式驱动装置，底座有中心孔，托板固定于底座上，插舌与托板可滑动插接，伸缩式驱动装置的两端分别固定于托板和插舌上；

插板装置的底座两侧固定于机架底部，通过伸缩式驱动装置的伸缩运动带动插舌插入钻杆上的卡方中和松开钻杆。

2.如权利要求1所述的具有自动接、卸杆功能的天井钻机，其特征在于：所述推拉杆组件包括推拉杆和导向座，推拉杆的内端与棘爪中部外侧通过销轴铰接，棘爪可绕销轴转动，导向座的底部固定于推拉杆的外端段，顶部内侧有朝上外向倾斜的导向斜面。

3.如权利要求2所述的具有自动接、卸杆功能的天井钻机，其特征在于：所述压簧组件包括压簧、压簧套和连接头，压簧套为一端开口、一端封闭的套管，连接头为外螺纹头，其轴向中心有凹槽，压簧的内端插入压簧套内固定，另一端固定于连接头的凹槽中，连接头的外端面中心位置处有内六角沉头孔。

4.如权利要求3所述的具有自动接、卸杆功能的天井钻机，其特征在于：所述棘爪盘的盘体上有沿水平方向的推拉杆安装孔和压簧组件安装孔，棘爪卡紧钻杆时，压簧套的外壁与棘爪卡接段的外侧挤压接触，压簧处于预压缩状态。

5.如权利要求1所述的具有自动接、卸杆功能的天井钻机，其特征在于：所述外卡环的中部有一圈凹槽，凹槽的一径向中心面两端固定有径向连接柱。

6.如权利要求5所述的具有自动接、卸杆功能的天井钻机，其特征在于：所述连接架为水平布置的H型架，所述外卡环通过径向连接柱连接于其一端的开口中。

7.如权利要求6所述的具有自动接、卸杆功能的天井钻机，其特征在于：所述安装座包括两平行布置的T型板和T型板之间的连接板，两T型板的下端通过销轴铰接于所述连接架的另一端；所述提升装置的伸缩式驱动装置为油缸，油缸的上端与T型板的翼板铰接、下端与连接架铰接。

8.如权利要求1所述的具有自动接、卸杆功能的天井钻机，其特征在于：所述托板为水平布置的U型板，其开口宽度大于钻杆直径，其两侧臂的外侧底部有水平伸出的弧形凸台，托板的开口内侧底部设置有滑槽。

9.如权利要求8所述的具有自动接、卸杆功能的天井钻机，其特征在于：所述插舌的宽度与所述托板的开口宽度匹配，插舌的插入端有宽度与钻杆上卡方匹配的U形槽，插入端两侧有与托板上滑槽匹配的滑轨。

10.如权利要求9所述的具有自动接、卸杆功能的天井钻机，其特征在于：所述底座上有托板安装槽，所述托板以其两侧的弧形凸台与托板安装槽装配，底座上对应弧形凸台的外侧有压板将弧形凸台压住使托板定位；所述插舌的底面位于底座上，插舌的插入端插入托板的开口中，滑轨与滑槽装配；所述插板装置的伸缩式驱动装置为油缸，油缸的两端分别与所述插舌和托板连接。

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