CN220415292U - 钻杆轴向进给控制机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种钻杆轴向进给控制机构,包括底座,所述底座上滑动装配有基体,该基体内滑动穿设有钻杆,钻杆相对于基体的滑动方向与基体相对于底座的滑动方向平行;所述基体侧部安装有限位机构,该限位机构能够限制钻杆相对于基体滑动,所述基体上安装有伸缩驱动机构,用于驱动基体在底座上滑动。在非开挖施工现场,将底座固定于检修井内后,伸缩驱动机构驱动基体前进和返回的过程中,通过限位机构交替执行限位和解除限位动作,便可实现钻杆的连续轴向进给。其中,限位机构和伸缩驱动机构均以较为简单的方式集成在基体上,具备结构简单、能够降低进给驱动机构复杂度、以及便于现场组装使用的技术优势。
Description
技术领域
本实用新型涉及市政管网施工技术领域,具体涉及一种钻杆轴向进给控制机构。
背景技术
开挖施工和非开挖施工是市政管线施工较为常见的两种施工手段。其中,开挖施工需要利用开挖设备对管道铺设的沟渠进行开挖,并在管道安装、维护或更换后进行填充,相对来说工期较长、对周边环境破坏大。非开挖施工则是指利用各种岩土钻探设备,直接更换和修复各种地下管道,不会阻碍交通,破坏绿地和植被。
因非开挖施工技术具备环境影响小、占地面积小、施工周期短、对交通影响小等诸多优势,目前已被大范围推广使用。比如:公告号为CN112943281A的中国发明专利公开了一种水平导向式顶拉钻机成套设备,该设备包括钻机和铺管组件,钻机在井下钻出水平通道后,将铺管组件连接在钻杆远端,钻机通过钻杆将铺管组件从水平通道原路拖回,即可实现扩孔和铺管。
在现有的顶拉钻设备中,钻机的运动包括钻杆旋转以及轴向进给。其中,实现轴向进给的结构比较复杂,具体安装方式为:钻机整体滑动装配在底座上,在钻机与底座之间对称布置两套齿轮齿条传动机构,然后通过动力装置驱动齿轮齿条机构运动来实现钻机进给。复杂的进给驱动机构会导致顶拉钻设备体积庞大、机构臃肿、不利于非开挖现场组装使用。
实用新型内容
针对以上现状,本实用新型提供一种钻杆轴向进给控制机构,旨在解决传统轴向进给驱动方式复杂的技术问题。
为实现上述目的,本实用新型技术方案如下:
一种钻杆轴向进给控制机构,其关键在于:包括底座,所述底座上滑动装配有基体,该基体内滑动穿设有钻杆,钻杆相对于基体的滑动方向与基体相对于底座的滑动方向平行;所述基体侧部安装有限位机构,该限位机构能够限制钻杆相对于基体滑动,所述基体上安装有伸缩驱动机构,用于驱动基体在底座上滑动;
当所述限位机构作用在钻杆上时,所述伸缩驱动机构推动基体向前滑动,钻杆能够随基体直线进给;
当所述限位机构释放对钻杆的限制时,所述伸缩驱动机构推动基体向后滑动,基体能够独立移动至初始位置。
优选的,所述底座呈矩形框构造,其由四根矩形钢围成,所述基体包括滑移板以及通过螺栓可拆卸安装在滑移板上的框体,所述滑移板两端均设有外侧敞口的滑槽,所述滑槽滑动套装在所述底座两侧的矩形钢上,所述框体两侧设有向下延伸的遮挡部,遮挡部位于滑槽的外侧敞口处,用以限制滑槽从矩形钢上脱出。
优选的,所述伸缩驱动机构为液压油缸,其包括固定在基体上的缸体、以及一端伸缩安装在缸体内的活塞杆,活塞杆的另一端设有支撑盘。
优选的,所述钻杆表面设有若干组沿其周向环绕的环形槽,各个所述环形槽沿钻杆的长度方向均匀分布,所述限位机构包括两组正对布置的箍紧部件,所述箍紧部件内侧均设有弧形定位块,两个正对设置的弧形定位块能够围成环形卡圈,环形卡圈能够卡入或者退出所述环形槽。
优选的,所述限位机构还包括两组弹性组件和两组驱动器,弹性组件设置在两组所述箍紧部件之间,用于使两组箍紧部件箍紧合拢;两组所述驱动器与两组所述箍紧部件一一对应,均用于驱动箍紧部件克服弹性组件的阻力向外移动。
优选的,所述驱动器包括安装在基体侧部的油缸、以及能够沿箍紧部件径向滑动的滑移部件,所述滑移部件与箍紧部件固定连接,所述油缸用于驱动滑移部件滑动。
优选的,所述滑移部件包括弧形片以及两根从弧形片外侧向外延伸的导柱,所述弧形片内侧通过磁钢与箍紧部件固接,所述基体侧部安装有滑接支座,两根所述导柱滑动连接有在滑接支座上。
优选的,两组所述箍紧部件内部设有位于同一轴向的装配通道,所述弹性组件包括导杆和两组弹簧,所述导杆两端分别滑动安装在两组箍紧部件的装配通道内,所述导杆两端端部均设有支撑结构,所述装配通道底部设有支撑台,所述弹簧安装在支撑台与所述支撑结构之间。
优选的,所述箍紧部件为半圆环构造,其内侧轴向的两端各设有一组所述弧形定位块,两组弧形定位块之间形成有避让槽。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:
采用本实用新型提供的钻杆轴向进给控制机构,在非开挖施工现场,将底座固定于检修井内后,伸缩驱动机构驱动基体前进和返回的过程中,通过限位机构交替执行限位和解除限位动作,便可实现钻杆的连续轴向进给。其中,限位机构和伸缩驱动机构均以较为简单的方式集成在基体上,具备结构简单、能够降低进给驱动机构复杂度、以及便于现场组装使用的技术优势。
附图说明
图1为钻杆轴向进给控制机构的结构示意图;
图2为钻杆轴向进给控制机构的剖视图;
图3为展现基体2结构、底座1结构以及两者之间滑动装配连接关系的示意图;
图4为钻杆5的结构示意图;
图5为限位机构6中两组箍紧部件6a及其内部弹性组件6b的爆炸示意图;
图6为展现限位机构6工作原理的剖视图;
图7为钻杆轴向进给控制机构安装在非开挖检修井B内的使用状态参考图;
图8为空心轴4的结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。
如图1和2所示,一种钻杆轴向进给控制机构,其结构主要涉及底座1、基体2、伸缩驱动机构3、钻杆5、限位机构6和旋转驱动机构7。其中,钻杆5可左右滑动地穿设在基体2内,限位机构6装配在基体2侧部,用于限制钻杆5轴向滑动。基体2滑动装配在底座1上,在本实施例中,伸缩驱动机构3为固定在基体2上的液压油缸,液压油缸包括固定在基体2上的缸体3a以及一端伸缩安装在缸体3a内的活塞杆3b,活塞杆3b的另一端设有支撑盘3c。
基于以上结构设置,钻杆轴向进给控制机构实现轴向进给的工作原理为:
请参附图1和7所示,将底座1固定于检修井B内,并使支撑盘3c固定在检修井B井壁上。首先,限位机构6作用在钻杆5上时,限制钻杆5相对于基体2沿轴向滑动,液压油缸的活塞杆3b伸缩运动,推动基体2相对于底座1向前滑动,此时由于钻杆5不能相对于基体2滑动,所以钻杆5能够随基体2向前进给;然后,限位机构6解除对钻杆5的限制,活塞杆3b伸缩运动,推动基体2向后滑动,此时由于钻杆5能够相对于基体2滑动,所以基体2会独立移动至初始位置。重复以上过程,也即是让伸缩驱动机构3和限位机构6交替执行动作,便可实现钻杆5的连续轴向进给。
再如图1所示,伸缩驱动机构3的数量为两组,也即是液压油缸有两组,两组液压油缸对称布置在钻杆5径向两侧,且液压油缸长度方向与钻杆5轴向平行。如此设计,驱动钻杆5轴向进给时,整个装置受力分布更加对称,可靠性高。
本实施例提供了一种对钻杆5轴向限位的具体实施案例,如下:
请参图4,为方便限位机构6对钻杆5实施轴向限位,在钻杆5表面设有若干组沿其周向环绕的环形槽5b,各个环形槽5b沿钻杆5的长度方向均匀分布。结合附图5、图6可以看出,限位机构6包括两组正对布置在钻杆5两侧的箍紧部件6a,箍紧部件6a内侧均设有弧形定位块6a1,箍紧部件6a为半圆环构造,两组箍紧部件6a合围在一起后,两个正对设置的弧形定位块6a1能够围成环形卡圈a,环形卡圈a卡入环形槽5b即可对钻杆5进行轴向限位。为提升限位可靠性,箍紧部件6a内侧轴向的两端各设有一组弧形定位块6a1,两组弧形定位块6a1之间形成有避让槽6a3,避让槽6a3能够避免箍紧部件6a与钻杆5两个环形槽5b之间的环状凸出部发生物理干涉。
进一步的,请参图5、图6所示,为了保证限位机构6对钻杆5轴向限位和解除限位交替进行,限位机构6还配置有两组弹性组件6b和两组驱动器6c,两组弹性组件6b对称布置在两组箍紧部件6a直径方向的两端,并且任一弹性组件6b均连接在两组箍紧部件6a之间,在弹性组件6b的作用下,两组箍紧部件6a的弧形定位块6a1能够箍紧合拢钻杆5的环形槽5b内,以实现轴向限位。两组驱动器6c与两组箍紧部件6a一一对应,均用于驱动箍紧部件6a克服弹性组件6b的阻力向外移动,使得弧形定位块6a1能够离开环形槽5b,以实现解除限位。
在本实施例中,两组箍紧部件6a内部设有位于同一轴向的装配通道6a2,弹性组件6b包括导杆6b1和两组弹簧6b2,导杆6b1两端分别滑动安装在两组箍紧部件6a的装配通道6a2内,导杆6b1两端端部均设有支撑结构6b11,装配通道6a2底部设有支撑台6a21,弹簧6b2支撑安装在支撑台6a21与支撑结构6b11之间。基于此,在无外力作用时,两套弹性组件6b的四个弹簧6b2能够保证两组箍紧部件6a稳定、可靠地合围在钻杆5周向。
在本实施例中,驱动器6c包括安装在基体2侧部的油缸6c2、以及能够沿箍紧部件6a径向滑动的滑移部件6c1,滑移部件6c1与箍紧部件6a固定连接,基于此,油缸6c2驱动滑移部件6c1沿钻杆5径向向外移动,即可带动对应的箍紧部件6a克服弹簧6b2阻力向外移动,从而解除对钻杆5轴向的限制。进一步的,为方便安装,请参图1和图6,滑移部件6c1包括弧形片6c11以及两根从弧形片6c11外侧向外延伸的导柱6c12,弧形片6c11内侧通过磁钢6c3与箍紧部件6a固接,基体2侧部安装有滑接支座2c,两根导柱6c12滑动连接有在滑接支座2c上。
在本实施例中,请参图3,底座1被构造成矩形框,其由四根矩形钢1a围成,基体2包括滑移板2a以及通过螺栓可拆卸安装在滑移板2a上的框体2b,滑移板2a两端均设有外侧敞口的滑槽2a1,滑槽2a1滑动套装在底座1两侧的矩形钢1a上,框体2b两侧设有向下延伸的遮挡部2b1,遮挡部2b1位于滑槽2a1的外侧敞口处,用以限制滑槽2a1从矩形钢1a上脱出。底座1的四角位置设有固定座1b。如此设计,在地下管网施工现场位置,先将通过4个固定座1b将底座1固定在检修井B底部,再将滑移板2a两端的滑槽2a1套设于矩形钢1a上,然后在下放框体2b至滑移板2a上,并在螺丝孔b处打上螺栓进行锁付连接,即可实现基体2的井下装配。由此可知,采用这样的基体2结构、底座1结构以及两者之间滑动装配连接方式,能够方便在施工现场组装搭建顶拉钻设备。
采用本实施例提供的钻杆轴向进给控制机构,还有助于直接在机构上集成设置钻杆的旋转驱动机构,以到达优化设备紧凑度的目的。具体如下:
请参图2所示,基体2内部还转动安装有空心轴4,从附图8可以看出,空心轴4的内孔壁上设有沿其长度方向延伸的凸条4a,从附图4可以看出钻杆5外表面还设有沿其长度方向延伸的条形槽5a,条形槽5a与凸条4a相适应,旋转驱动机构7集成装配在基体2上,在非开挖钻孔施工时,旋转驱动机构7驱动空心轴4转动,钻杆5便可以随空心轴4同步转动,从而实现顶拉钻设备对土质的旋转切削运动。
条形槽5a与凸条4a相匹配,既能够保证钻杆5随着空心轴4同步转动,又能够保证钻杆5相对于空心轴4沿轴向滑动,也即是不会影响钻杆5相对于基体2沿轴向滑动,具有结构设计合理、可靠性好的优势。
再如图4所示,钻杆5一端设有螺纹接头5c,另一端设有与螺纹接头5c相匹配的螺纹内孔5d,如此设计,再结合限位机构6对钻杆5轴向限位和解除限位的交替运行,可以在检修井B下逐节组合拼装钻杆5,大大提升顶拉钻设备在非开挖现场使用的便捷性。
最后需要说明的是,上述描述仅仅为本实用新型的优选实施例,本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下,在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下,可以做出多种类似的表示,这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种钻杆轴向进给控制机构,其特征在于:包括底座(1),所述底座(1)上滑动装配有基体(2),该基体(2)内滑动穿设有钻杆(5),钻杆(5)相对于基体(2)的滑动方向与基体(2)相对于底座(1)的滑动方向平行;所述基体(2)侧部安装有限位机构(6),该限位机构(6)能够限制钻杆(5)相对于基体(2)滑动,所述基体(2)上安装有伸缩驱动机构(3),用于驱动基体(2)在底座(1)上滑动;
当所述限位机构(6)作用在钻杆(5)上时,所述伸缩驱动机构(3)推动基体(2)向前滑动,钻杆(5)能够随基体(2)直线进给;
当所述限位机构(6)释放对钻杆(5)的限制时,所述伸缩驱动机构(3)推动基体(2)向后滑动,基体(2)能够独立移动至初始位置。
2.根据权利要求1所述的钻杆轴向进给控制机构,其特征在于:所述钻杆(5)表面设有若干组沿其周向环绕的环形槽(5b),各个所述环形槽(5b)沿钻杆(5)的长度方向均匀分布,所述限位机构(6)包括两组正对布置的箍紧部件(6a),所述箍紧部件(6a)内侧均设有弧形定位块(6a1),两个正对设置的弧形定位块(6a1)能够围成环形卡圈(a),环形卡圈(a)能够卡入或者退出所述环形槽(5b)。
3.根据权利要求2所述的钻杆轴向进给控制机构,其特征在于:所述限位机构(6)还包括两组弹性组件(6b)和两组驱动器(6c),弹性组件(6b)设置在两组所述箍紧部件(6a)之间,用于使两组箍紧部件(6a)箍紧合拢;两组所述驱动器(6c)与两组所述箍紧部件(6a)一一对应,均用于驱动箍紧部件(6a)克服弹性组件(6b)的阻力向外移动。
4.根据权利要求3所述的钻杆轴向进给控制机构,其特征在于:所述驱动器(6c)包括安装在基体(2)侧部的油缸(6c2)、以及能够沿箍紧部件(6a)径向滑动的滑移部件(6c1),所述滑移部件(6c1)与箍紧部件(6a)固定连接,所述油缸(6c2)用于驱动滑移部件(6c1)滑动。
5.根据权利要求4所述的钻杆轴向进给控制机构,其特征在于:所述滑移部件(6c1)包括弧形片(6c11)以及两根从弧形片(6c11)外侧向外延伸的导柱(6c12),所述弧形片(6c11)内侧通过磁钢(6c3)与箍紧部件(6a)固接,所述基体(2)侧部安装有滑接支座(2c),两根所述导柱(6c12)滑动连接有在滑接支座(2c)上。
6.根据权利要求3所述的钻杆轴向进给控制机构,其特征在于:两组所述箍紧部件(6a)内部设有位于同一轴向的装配通道(6a2),所述弹性组件(6b)包括导杆(6b1)和两组弹簧(6b2),所述导杆(6b1)两端分别滑动安装在两组箍紧部件(6a)的装配通道(6a2)内,所述导杆(6b1)两端端部均设有支撑结构(6b11),所述装配通道(6a2)底部设有支撑台(6a21),所述弹簧(6b2)安装在支撑台(6a21)与所述支撑结构(6b11)之间。
7.根据权利要求2所述的钻杆轴向进给控制机构,其特征在于:所述箍紧部件(6a)为半圆环构造,其内侧轴向的两端各设有一组所述弧形定位块(6a1),两组弧形定位块(6a1)之间形成有避让槽(6a3)。
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