CN219176259U - 一种煤矿培训用电机推进定向钻机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种煤矿培训用电机推进定向钻机，属于钻探设备技术领域。本实用新型包括安装于履带底盘上的底座、通过前后运动驱动机构安装于底座上部的承载动力头的承载座；前后运动驱动机构包括位于承载座底部中间位置固定安装的滚珠螺母、位于承载座两侧与轴承座转动配合且由一端的电机通过联轴器连接驱动的丝杠、设置于承载座的限位滑动结构；承载座由电机驱动丝杠于限位滑动结构限位下横向前后移动。本实用新型定向钻机尺寸适用于培训场景及室内使用，结构简单，使用维护检修方便，不存在各类液压系统故障，人员维护量更少、机器运行更加高效，安全性更高；运维成本均比较低，使用过程中产生噪音较低，满足培训现场教学静音的要求。

Description

一种煤矿培训用电机推进定向钻机

技术领域

本实用新型属于钻探设备技术领域，特别是涉及一种煤矿培训用电机推进定向钻机。

背景技术

煤矿用定向钻机是用过配合不同的钻具，主要用于松软煤层、中硬煤层、岩层施工瓦斯抽放长钻孔及分支孔，也可用于施工地址探测钻孔，能够根据需要调整钻孔方位的一种钻机设备。

现有的煤矿用定向钻机如ZYL-15000D型煤矿用履带式全液压定向钻机，其具体结构如说明书附图5-8所示；另外，专利申请号CN201920292778.2也公开了一种高效定向钻机，基于实际的煤矿作业中定向钻机所需要使用到的定向推进的力度非常大，并且为了需要保证高效的钻孔作业，均采用全液压式控制结构；特别是位于履带底盘上部安装于底座上的动力头的前后运动驱动机构，采用强力的液压往复油缸机构，对应带来的液压系统的油管系统、电控系统较为复杂，走线布线繁杂。

而对于煤矿用定向钻机的操作人员在煤矿作业场景实操之前一般都需要经过系统的长期的对该钻机的实操培训，若在培训室内直接采用完全1:1且相同的全液压驱动的煤矿用定向钻机则会带来如下缺点：(1)占地尺寸大，会增加场地使用成本；(2)机械结构复杂，制造成本高；存在液压系统漏液、加油、液压系统故障等情况需要维护维修；动力头的前后运动驱动机构采用全液压驱动，包括液压泵以及液压连接管路、控制线路等布线非常复杂，需要定期进行油管、控制线路的检修和维护，定期的更换液压油，并且液压系统内存在的液压油长时间可能会存在乳化、高温失效变质等风险，从而带来非常大的时间和人工成本，导致使用成本高；不满足实操培训目的在于入门教学而非实际现场操作的目的，以及低成本高效率进行实操培训的要求；同时钻机的长时间作业导致液压油温高，也对机电设备存在损害；(3)全液压驱动中油缸的伸缩和运动会产生较大的噪声，影响现场教学的效果。因此，针对以上问题，本技术方案提出了一种煤矿培训用电机推进定向钻机。

实用新型内容

本实用新型提供了一种煤矿培训用电机推进定向钻机，目的在于解决煤矿用定向钻机基于培训场景下，采用现有的1：1的全液压驱动的煤矿用定向钻机所带来的占地空间大，动力头的前后运动驱动机构采用全液压驱动，带来的管路及电控系统维护检修复杂且成本高、使用时存在噪声从而影响教学培训效果的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的一种煤矿培训用电机推进定向钻机，安装于履带底盘上的底座、通过前后运动驱动机构安装于底座上部的承载动力头的承载座；

所述前后运动驱动机构包括位于承载座底部中间位置固定安装的滚珠螺母、位于承载座两侧与轴承座转动配合且由一端的电机通过联轴器连接驱动的丝杠、设置于承载座的限位滑动结构；所述承载座由电机驱动丝杠于限位滑动结构限位下横向前后移动。

进一步地，所述限位滑动结构包括与丝杠相平行横向安装的第一光轴以及第二光轴；所述第一光轴与承载座底部两侧的第一限位套筒套接配合；所述第二光轴与承载座底部两侧的第二限位套筒套接配合。

进一步地，所述第一光轴设置有两个，对称设置于滚珠螺母两侧，且略高于滚珠螺母。

进一步地，所述第二光轴设置有两个，对称设置于滚珠螺母两侧，且与滚珠螺母高度一致。

进一步地，所述电机采用大扭矩步进电机。

进一步地，所述定向钻机的整体尺寸的长度为1m-2.5m，宽度为0.35m-0.8m。

本实用新型相对于现有技术包括有以下有益效果：

(1)本实用新型的定向钻机尺寸适用于培训场景及室内使用，能够避免直接采用1:1全液压定向钻机造成的占地空间大带来的空间使用成本高的问题；

(2)本实用新型的前后运动驱动机构采用由大扭矩步进电机驱动丝杠从而实现对承载座的横向移动，抛弃了液压系统，无需考虑需要定期更换液压油以及液压油长时间可能会存在乳化、高温失效变质等问题，该结构具有结构简单，使用维护检修方便，使用运维成本均比较低，满足实操培训目的在于掌握操作技能和经验的目的，以及低成本高效率进行实操培训的要求；不存在各类液压系统故障，人员维护量更少、机器运行更加高效；

(3)不存在液压管爆裂、接头松动造成的液压伤人事故，安全性更高；

(4)本实用新型的前后运动驱动机构采用四个光轴对承载座进行限位和承载，不会对丝杠产生影响，结构强度和稳定性优；

(5)相比较传统(电动机—联轴器—液压泵—液压油箱—液压管路)构成的液压驱动，电动驱动控制不需要价格高昂的液压泵，制造成本更低，制造工艺更加高效；

(6)本实用新型的前后运动驱动机构所采用的电机和丝杠相配合的方式不会产生较大噪声，满足培训现场教学静音的要求。

当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的一种煤矿培训用电机推进定向钻机的结构示意图；

图2为图1的结构俯视图；

图3为图1中前后运动驱动机构的结构示意图；

图4为图3的结构主视图；

图5为现有的ZYL-15000D型煤矿用履带式全液压定向钻机结构图；

图6为图5的结构俯视图；

图7为图5中前后运动驱动机构的结构示意图；

图8为图7的结构主视图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-底座，2-第一光轴，3-第二光轴，4-第一限位套筒，5-承载座，6-丝杠，7-滚珠螺母，8-第二限位套筒，9-电机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“前后”、“上部”、“两侧”、“一端”、“中间”、“底部”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图5-8所示，现有的ZYL-15000D型煤矿用履带式全液压定向钻机，其具体尺寸长度约为5.5m-8m，宽度约为1.5m-2m；其结构具体包括履带底盘、位于履带底盘上部的底座、位于底座四角位置下部的伸缩式支撑腿、位于底座上部的驱动动力头进行前后移动的液压式前后运动驱动机构、布置于底座上部与动力头相配合的夹持器以及控制整个钻机工作的手柄式操作控制台；液压式前后运动驱动机构需要担负承载动力头进行横向移动的任务，而动力头现有的尺寸下非常重，因此对应的液压式前后运动驱动机构设计较为复杂。

其中，如图7-8所示，该定向钻机中，液压式前后运动驱动机构具体包括位于底座上部的承载座，承载座底部两侧分别布置有两组共四个液压油缸，液压油缸的伸缩缸的端部分别与底座上部两侧的侧板固定相连，并且通过与承载座底部两套筒相配合的滑动实现横向移动；驱动方式是由位于承载座底部一侧的两个液压油缸伸长L距离，同时由承载座底部一侧的两个液压油缸收缩L距离，并由滑道与套筒相配合进行限位，使底座上部两侧之间侧板之间的横向移动间距始终保持恒定的长度，并且承载座能够实现对应的移动。上述结构无形中，需要给定四个液压油缸的油管布线及连接控制线路的布线，非常繁琐复杂，需要定期进行油管、控制线路的检修和维护，定期的更换液压油，并且液压系统内存在的液压油长时间可能会存在乳化、高温失效变质等风险，从而带来非常大的时间和人工成本，导致使用成本高；不满足实操培训目的在于入门教学而非实际现场操作的目的，以及低成本高效率进行实操培训的要求；并且使用过程中，会产生较大噪声，影响现场教学的效果；对于上述全液压的钻机的尺寸，相对于教学场景的教室而言，体积非常大，不适用于室内教学，会增加场地使用成本。

请参阅图1-4所示，本实用新型的一种煤矿培训用电机推进定向钻机，包括安装于履带底盘上的底座1、通过前后运动驱动机构安装于底座1上部的承载动力头的承载座5；定向钻机的整体尺寸的长度为1m-2.5m，宽度为0.35m-0.8m；

前后运动驱动机构包括位于承载座5底部中间位置固定安装的滚珠螺母7、位于承载座5两侧与轴承座转动配合且由一端的电机9通过联轴器连接驱动的丝杠6、设置于承载座5的限位滑动结构；承载座5由电机9驱动丝杠6于限位滑动结构限位下横向前后移动；电机9采用大扭矩步进电机。

限位滑动结构包括与丝杠6相平行横向安装的第一光轴2以及第二光轴3；第一光轴2与承载座5底部两侧的第一限位套筒4套接配合；第二光轴3与承载座5底部两侧的第二限位套筒8套接配合。

其中，第一光轴2设置有两个，对称设置于滚珠螺母7两侧，且略高于滚珠螺母7；第二光轴3设置有两个，对称设置于滚珠螺母7两侧，且与滚珠螺母7高度一致；通过第一光轴2和第二光轴3的设置，能够使承载座5得到四个光轴的限位，是的所受的承载座5上部的动力头下压的压力不会压于丝杠6上从而造成变形，对于本技术方案尺寸下的训练用的定向钻机的动力头重量完全能够承受。

本实用新型的定向钻机尺寸适用于培训场景及室内使用，能够避免直接采用1:1全液压定向钻机造成的占地空间大带来的空间使用成本高的问题；前后运动驱动机构采用由大扭矩步进电机驱动丝杠从而实现对承载座的横向移动，抛弃了液压系统，无需考虑需要定期更换液压油以及液压油长时间可能会存在乳化、高温失效变质等问题，该结构具有结构简单，使用维护检修方便，使用运维成本均比较低，满足实操培训目的在于掌握操作技能和经验的目的，以及低成本高效率进行实操培训的要求；不存在各类液压系统故障，人员维护量更少、机器运行更加高效；不存在液压管爆裂、接头松动造成的液压伤人事故，安全性更高；前后运动驱动机构采用四个光轴对承载座进行限位和承载，不会对丝杠产生影响，结构强度和稳定性优；相比较传统(电动机—联轴器—液压泵—液压油箱—液压管路)构成的液压驱动，电动驱动控制不需要价格高昂的液压泵，制造成本更低，制造工艺更加高效；前后运动驱动机构所采用的电机和丝杠相配合的方式不会产生较大噪声，满足培训现场教学静音的要求。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种煤矿培训用电机推进定向钻机，包括安装于履带底盘上的底座(1)、通过前后运动驱动机构安装于底座(1)上部的承载动力头的承载座(5)，其特征在于：

所述前后运动驱动机构包括位于承载座(5)底部中间位置固定安装的滚珠螺母(7)、位于承载座(5)两侧与轴承座转动配合且由一端的电机(9)通过联轴器连接驱动的丝杠(6)、设置于承载座(5)的限位滑动结构；所述承载座(5)由电机(9)驱动丝杠(6)于限位滑动结构限位下横向前后移动。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿培训用电机推进定向钻机，其特征在于，所述限位滑动结构包括与丝杠(6)相平行横向安装的第一光轴(2)以及第二光轴(3)；所述第一光轴(2)与承载座(5)底部两侧的第一限位套筒(4)套接配合；所述第二光轴(3)与承载座(5)底部两侧的第二限位套筒(8)套接配合。

3.根据权利要求2所述的一种煤矿培训用电机推进定向钻机，其特征在于，所述第一光轴(2)设置有两个，对称设置于滚珠螺母(7)两侧，且略高于滚珠螺母(7)。

4.根据权利要求2所述的一种煤矿培训用电机推进定向钻机，其特征在于，所述第二光轴(3)设置有两个，对称设置于滚珠螺母(7)两侧，且与滚珠螺母(7)高度一致。

5.根据权利要求1所述的一种煤矿培训用电机推进定向钻机，其特征在于，所述电机(9)采用大扭矩步进电机。

6.根据权利要求1所述的一种煤矿培训用电机推进定向钻机，其特征在于，所述定向钻机的整体尺寸的长度为1m-2.5m，宽度为0.35m-0.8m。

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