CN221096528U - 钻机推进导向机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种钻机推进导向机构，属于土层或岩石的钻进领域。该机构中，前定滑轮与后定滑轮均安装在钻进装置架上，导轨上套装有钻头推进座，进给油缸平行设置在导轨下方，进给油缸的后端安装在钻进装置架上，前端伸缩端与动滑轮组相铰接，动滑轮组嵌合在钻进装置架的限位滑槽内并可沿限位滑槽前后移动；第一链条的上端头连接在钻头推进座的前端，然后依次绕过前定滑轮与前动滑轮后，其下端头连接在钻进装置架的前端；第二链条的上端头连接在钻头推进座的后端，然后依次绕过后定滑轮与后动滑轮后，其下端头连接在钻进装置架的后端。本方案的推进导向机构结构简单、稳定，重量轻便，既方便加工、安装，又便于后期维护，整体成本更低。

Description

钻机推进导向机构

技术领域

本实用新型属于土层或岩石的钻进领域，具体涉及一种钻机推进导向机构。

背景技术

隧道掘进过程中经常用到环缝钻进法。环缝钻进法是在隧道截面四周钻上相连接的环缝，待四周圆环缝切割完成，形成凌空面，然后在中间区域钻上一定数量的孔，采用劈裂装置使中间的土石撑裂，最后将撑裂的土石运走，周而复始，实现掘进。

环缝钻机钻进时，钻筒的内、外壁与岩层间可能存在摩擦，因此，钻进过程需要稳定，钻筒甩动小，否则易引起钻孔偏斜，进而导致卡钻、影响施工效率；而考虑钻进稳定性，就要控制钻筒的悬臂长度，并要求空行程应尽可能小。

传统的钻机行走导轨是在推进架两侧焊接两条长导轨，导向结构中的长导轨上、下以及侧面均为尼龙滑块，尼龙滑块之间通过螺栓连接压紧，侧面顶紧，由链条拉动钻进机构前后移动。此结构两侧均需调整尼龙滑块，易造成钻筒偏斜，对环缝钻机而言，稳定性不足。

传统的动滑轮导向结构为上下焊接两条长导轨，动滑轮销轴在两长导轨之间滑动，该结构对配焊要求高，且不便于维修。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种钻机推进导向机构，以解决现有设备中存在的不足。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种钻机推进导向机构，包括导轨、前定滑轮、后定滑轮、第一链条、第二链条、动滑轮组以及进给油缸；还包括钻进装置架；导轨安装在钻进装置架上并与钻进装置架组合成框架结构，前定滑轮与后定滑轮均安装在钻进装置架上并与导轨的前、后端头相对应，导轨上套装有钻头推进座；

动滑轮组主要由滑轮架、前动滑轮和后动滑轮组成；前动滑轮与后动滑轮各自通过一个导向销轴并列安装在滑轮架上，或，前动滑轮与后动滑轮通过一个导向销轴同轴安装在滑轮架上；

进给油缸平行设置在导轨下方，进给油缸的后端安装在钻进装置架上，前端伸缩端与动滑轮组中的滑轮架相接；导向销轴的伸出端嵌合在钻进装置架的限位滑槽内、以使该动滑轮组在进给油缸的驱动下沿限位滑槽前后移动；

第一链条的上端头连接在钻头推进座的前端，然后依次绕过前定滑轮与前动滑轮后，其下端头通过前张紧螺栓连接在钻进装置架的前端；第二链条的上端头连接在钻头推进座的后端，然后依次绕过后定滑轮与后动滑轮后，其下端头通过后张紧螺栓连接在钻进装置架的后端。

进一步，钻进装置架包括架体本体与固定板，两块固定板通过若干连接件可拆卸安装在架体本体的两侧；固定板朝向滑轮架一侧面上设有导轨条，该导轨条与架体本体配合形成限位滑槽。

进一步，导轨条与固定板为分体结构，两者间通过连接件可拆卸连接。

进一步，钻头推进座包括导向座以及动力头，其中导向座安装在导轨上，动力头安装在导向座上；第一链条与第二链条的上端头对应连接在导向座或动力头上。

进一步，导轨为截面呈矩形或六边形的管体，导向座上具有用于插装导轨的矩形或六边形通孔，该通孔的底面以及侧面上开均设有凹槽，凹槽内设有尼龙滑块，该底面与侧面上还对应设有顶压尼龙滑块的顶紧螺丝。

进一步，导向座包括上座体与下盖板，下盖板通过若干连接件可拆卸安装在上座体的底部，与上座体配合形成用于插装导轨的通孔；凹槽对应开设在下盖板以及上座体的一侧面上。

进一步，第一链条和/或第二链条采用钢丝绳替代。

进一步，进给油缸的伸缩端通过连接销轴与滑轮架可转动连接；连接销轴的两端头也嵌合在钻进装置架的限位滑槽内。

本实用新型的有益效果在于：

(1)进给油缸的活塞杆连接动滑轮组，链条的运动距离为进给油缸活塞杆行程的双倍，即进给油缸活塞杆行程为一半，带有钻筒的钻头推进座在导轨上做全程移动，实现了进给油缸的倍程推进钻孔或倍程退芯。

(2)进给油缸的活塞杆缩回时，导向座向前运动以使钻筒向前伸出钻进，进给油缸的活塞杆伸出时，导向座向后运动以使钻筒后退，即油缸返回时的拉力用于钻进，伸出时的推力用于退芯，而油缸推力大、拉力小，符合钻进对力的需求。

(3)钻进装置架中设有限位滑槽，该限位滑槽具有导向作用，能防止动滑轮组向上或向下摆动；另外，钻进装置架中的架体本体与固定板设置成分体结构，即可通过装配形成限位滑槽，这样既降低了前期零部件的加工难度，又使得后期的检修、维护更方便。

(4)导向座“抱”在导轨上，导向座的几个侧面中，部分相邻侧面上设有凹槽，凹槽内设有尼龙滑块，剩余的相邻面作为基准面，通过旋钮顶紧螺丝顶压尼龙滑块，可调节导向座与导轨之间的间隙，使得导向座既能在导轨上平稳滑动，又不会因间隙过大而导致导向座在导轨上晃动，进而确保了钻筒钻进的稳定性。

总的来说，本方案的推进导向机构结构简单、稳定，重量轻便，既方便加工、安装，又便于后期维护，整体成本更低。

本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作优选的详细描述，其中：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的结构示意图(去除固定板)；

图3为另一种动滑轮组的结构示意图；

图4为动滑轮组与钻进装置架的配合示意图；

图5为导向座与导轨的配合示意图。

附图标记：

导轨1、前定滑轮2、后定滑轮3、第一链条4、第二链条5、动滑轮组6、进给油缸7、钻进装置架8、钻头推进座9、前张紧螺栓10、后张紧螺栓11、尼龙滑块12、顶紧螺丝13、钻筒14、连接销轴15；

动滑轮组：滑轮架601、前动滑轮602、后动滑轮603、导向销轴604；

钻进装置架：限位滑槽801、架体本体802、固定板803、导轨条804、螺栓805；

钻头推进座：导向座91、动力头92；

导向座：凹槽911、上座体912、下盖板913、螺栓914。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1～图5，为一种钻机推进导向机构，该机构包括导轨1、前定滑轮2、后定滑轮3、第一链条4、第二链条5、动滑轮组6、进给油缸7以及钻进装置架8；导轨1安装在钻进装置架8上并与钻进装置架8组合成框架结构，此框架结构即作为整个推进导向机构的安装基础。前定滑轮2与后定滑轮3均安装在钻进装置架8上并与导轨1的前、后端头相对应。钻头推进座9作为钻筒14的安装基础，其安装在导轨1上以使钻筒14能沿着导轨1前后移动。

动滑轮组6主要由滑轮架601、前动滑轮602和后动滑轮603组成。本实施例中，前动滑轮602与后动滑轮603以前后并列的形式安装在滑轮架601内(如图2所示)，此时，两根导向销轴604对应插装在前动滑轮602与后动滑轮603的轴承中、且导向销轴604的两端头伸出滑轮架601，该伸出部分与钻进装置架8上的限位滑槽801相配合，以实现动滑轮组6在钻进装置架8内的安装。

当然，前动滑轮602与后动滑轮603还可通过一个导向销轴604以左右分设的形式同轴安装在滑轮架601上(如图3所示)，此时，导向销轴604只有一根，其两端头与滑轮架601的配合形式同上。为保证受力均匀，可设置两个前动滑轮602或两个后动滑轮603，当前动滑轮602位于内侧时，两个后动滑轮603则对称设置在前动滑轮602的外侧，前动滑轮602的数量可为单数或偶数个，反之亦然。

进给油缸7平行设置在导轨1下方，进给油缸7的后端(即固定端)与钻进装置架8的后端相铰接，前端(即伸缩端/活动端)与动滑轮组6中的滑轮架601相铰接；由于两根导向销轴604的伸出端嵌合在钻进装置架8两侧的限位滑槽801内，在进给油缸7的驱动下，该动滑轮组6可通过导向销轴604沿限位滑槽801前后滑动。

优选的，进给油缸7的前端通过连接销轴15与滑轮架601相接，而连接销轴15的两端头也嵌合在钻进装置架8的限位滑槽801内。对于前动滑轮602与后动滑轮603同轴安装的情况而言，连接销轴15在限位滑槽801内嵌合的方式，可有效解决滑轮架601因受进给油缸7的作用力而出现的“摆动”问题。也就是说，对于限位滑槽801而言，其内至少嵌合有两个销轴。

第一链条4的上端头连接在钻头推进座9的前端，然后依次绕过前定滑轮2与前动滑轮602后，其下端头通过前张紧螺栓10连接在钻进装置架8的前端；第二链条5的上端头连接在钻头推进座9的后端，然后依次绕过后定滑轮3与后动滑轮603后，其下端头通过后张紧螺栓11连接在钻进装置架8的后端。当进给油缸7做功时，将推/拉动滑轮组6，而移动的动滑轮组6将对应拉动第一链条4与第二链条5，两根链条又会拉动钻头推进座9，由此实现了链条带动钻筒14移动。

该机构中，钻头推进座9包括导向座91以及动力头92，其中导向座91套装在导轨1上并可沿导轨1前后移动，动力头92则固定在导向座91上随导向座91一起移动；故，第一链条4与第二链条5的上端头既可连接在导向座91上，又可连接在动力头92上。另外，第一链条4和/或第二链条5还可采用钢丝绳替代，能达到同样的效果。

本实施例中，钻进装置架8包括架体本体802与固定板803，两块固定板803通过若干螺栓805可拆卸安装在架体本体802的两侧；固定板803朝向滑轮架601一侧面上设有导轨条804，该导轨条804与架体本体802配合形成限位滑槽801。此处的限位滑槽801具有导向作用，其通过约束两根导向销轴604，来达到防止动滑轮组6向上或向下摆动的目的。将架体本体802与固定板803设置成分体结构，即可通过装配形成限位滑槽801，这样既降低了前期零部件(尤其是限位滑槽801)的加工难度，又使得后期的检修、维护更方便。当然，导轨条804与固定板803也可设为分体结构，此时，两者间也通过螺栓805可拆卸连接。为保证固定板803与架体本体802间连接的可靠性，螺栓805可设置成双排多组。

本实施例中，导轨1为矩形(含正方形)管，导向座91上具有用于插装导轨1的矩形通孔，该通孔的底面以及与之相邻的一个侧面上开均设有凹槽911，凹槽911内设有尼龙滑块12，该底面与侧面上还对应设有顶压尼龙滑块12的顶紧螺丝13。具体的，矩形通孔的四个侧面中，除开设有凹槽911的两面外，另两面将作为基准面，通过旋钮顶紧螺丝13，可调节导向座91与导轨1之间的间隙，以使导向座91既能在导轨1上平稳滑动，又不会因间隙过大而导致导向座91在导轨1上晃动，进而确保了钻筒钻进的稳定性。

本实施例中，导向座91包括上座体912与下盖板913，下盖板913通过若干螺栓914可拆卸安装在上座体912的底部，与上座体配合形成用于插装导轨1的矩形通孔；凹槽911则对应开设在下盖板913以及上座体912的一侧面上。将导向座91设置成分体结构，即由上座体912与下盖板913装配而成，这样既便于凹槽911的加工，又利于导向座91的安装与调节。

作为替换方案，导轨1也可为正六边形管，对应的，导向座91上则为正六边形的通孔。此时，正六边形通孔的上顶面以及一个侧面可作为基准面，而与之相对应的底面及侧面则作为调节面，凹槽对应开设在调节面上，其实现原理与矩形通孔相同，此处不再赘述。

该钻机推进导向机构的工作原理及工作过程为：

初始状态下，进给油缸7的活塞杆为伸出状态，动滑轮组6处于钻进装置架8的前端，钻头推进座9处于导轨1的后端，钻筒14为收回状态。

当进给油缸7的活塞杆缩回，将向后拉动动滑轮组6，在第一链条4与第二链条5的拉动下，钻头推进座9将带动其上的钻筒14向前伸出以进行钻孔。由于进给油缸7的活塞杆连接动滑轮组6，故该过程中，第一链条4/第二链条5的运动距离为进给油缸7活塞杆缩回长度的双倍，即进给油缸7活塞杆行程为一半，带有钻筒14的钻头推进座9在导轨上做全程移动，以此实现了进给油缸7的倍程推进钻孔。活塞杆缩回过程中，因活塞面积变小，故此时进给油缸7的作用力较伸出过程的作用小，更适用于钻筒14前移钻进。

反之，当进给油缸7的活塞杆伸出，将向前推动动滑轮组6，在第一链条4与第二链条5的拉动下，钻头推进座9将带动其上的钻筒14向后缩回以进行退芯。由于进给油缸7的活塞杆连接动滑轮组6，故该过程中，第一链条4/第二链条5的运动距离为进给油缸7活塞杆伸出长度的双倍，即进给油缸7活塞杆行程为一半，带有钻筒14的钻头推进座9在导轨上做全程移动，以此实现了进给油缸7的倍程退芯。活塞杆伸出过程中，因活塞面积变大，故此时进给油缸7的作用力较缩回过程的作用大，更适用于钻筒14后退退芯，以防止因钻筒14筒壁与岩芯间摩擦力过大而退芯不利。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种钻机推进导向机构，包括导轨（1）、前定滑轮（2）、后定滑轮（3）、第一链条（4）、第二链条（5）、动滑轮组（6）以及进给油缸（7）；其特征在于：还包括钻进装置架（8）；导轨（1）安装在钻进装置架（8）上并与钻进装置架（8）组合成框架结构，前定滑轮（2）与后定滑轮（3）均安装在钻进装置架（8）上并与导轨（1）的前、后端头相对应，导轨（1）上套装有钻头推进座（9）；

动滑轮组（6）主要由滑轮架（601）、前动滑轮（602）和后动滑轮（603）组成；前动滑轮（602）与后动滑轮（603）各自通过一个导向销轴（604）并列安装在滑轮架（601）上，或，前动滑轮（602）与后动滑轮（603）通过一个导向销轴（604）同轴安装在滑轮架（601）上；

进给油缸（7）平行设置在导轨（1）下方，进给油缸（7）的后端安装在钻进装置架（8）上，前端伸缩端与动滑轮组（6）中的滑轮架（601）相接；导向销轴（604）的伸出端嵌合在钻进装置架（8）的限位滑槽（801）内、以使该动滑轮组（6）在进给油缸（7）的驱动下沿限位滑槽（801）前后移动；

第一链条（4）的上端头连接在钻头推进座（9）的前端，然后依次绕过前定滑轮（2）与前动滑轮（602）后，其下端头通过前张紧螺栓（10）连接在钻进装置架（8）的前端；第二链条（5）的上端头连接在钻头推进座（9）的后端，然后依次绕过后定滑轮（3）与后动滑轮（603）后，其下端头通过后张紧螺栓（11）连接在钻进装置架（8）的后端。

2.根据权利要求1所述的钻机推进导向机构，其特征在于：钻进装置架（8）包括架体本体（802）与固定板（803），两块固定板（803）通过若干连接件可拆卸安装在架体本体（802）的两侧；固定板（803）朝向滑轮架（601）一侧面上设有导轨条（804），该导轨条（804）与架体本体（802）配合形成限位滑槽（801）。

3.根据权利要求2所述的钻机推进导向机构，其特征在于：导轨条（804）与固定板（803）为分体结构，两者间通过连接件可拆卸连接。

4.根据权利要求1所述的钻机推进导向机构，其特征在于：钻头推进座（9）包括导向座（91）以及动力头（92），其中导向座（91）安装在导轨（1）上，动力头（92）安装在导向座（91）上；第一链条（4）与第二链条（5）的上端头对应连接在导向座（91）或动力头（92）上。

5.根据权利要求4所述的钻机推进导向机构，其特征在于：导轨（1）为截面呈矩形或六边形的管体，导向座（91）上具有用于插装导轨的矩形或六边形通孔，该通孔的底面以及侧面上开均设有凹槽（911），凹槽（911）内设有尼龙滑块（12），该底面与侧面上还对应设有顶压尼龙滑块（12）的顶紧螺丝（13）。

6.根据权利要求5所述的钻机推进导向机构，其特征在于：导向座（91）包括上座体（912）与下盖板（913），下盖板（913）通过若干连接件可拆卸安装在上座体（912）的底部，与上座体配合形成用于插装导轨（1）的通孔；凹槽（911）对应开设在下盖板（913）以及上座体（912）的侧面上。

7.根据权利要求1所述的钻机推进导向机构，其特征在于：进给油缸（7）的伸缩端通过连接销轴（15）与滑轮架（601）可转动连接；连接销轴（15）的两端头也嵌合在钻进装置架（8）的限位滑槽（801）内。

8.一种钻机推进导向机构，其特征在于：该机构如权利要求1-7任一所述，其中第一链条（4）和/或第二链条（5）采用钢丝绳替代。