CN2377342Y - 一种轻型水平工程钻机 - Google Patents

Abstract

一种轻型水平工程钻机,其包括有底座滑架导正器给进装置动力头主轴钻杆和钻头,滑架设于底座上,动力头固设于滑架上;主轴与动力头的输出轴相连接,在主轴上连接钻杆,钻杆的端头上连接钻头;底座上靠钻头的一端设有导正器,其上设一水平孔,钻杆穿过该孔设置;给进装置包括有一齿轮齿条机构,齿轮设于一根轴上,该轴可转动地固于所述底座上,齿条固设于所述滑架上;钻杆由若干钻杆段组成,其间通过连接结构固联在一起。本钻机其结构简单使用方便手工进给灵活机动本钻机钻孔有较高的精度,重量轻易于搬动。

Description

一种轻型水平工程钻机

本实用新型涉及一种钻机，尤其是一种水平工程钻机。

随着我国现代化建设的发展不断深入，铁路电气化、高速、准高速的发展也在加速进行，为了实现铁路的电气化和高速化，在铁道沿线在地面之下要穿越钢轨铺设涉及信号、通信及电力所需的过道电缆。现有技术中，在开设过道电缆通道时，是采用原始的挖沟或掏洞的作业形式，这种方法误工误时，更重要的是施工安全，人身安全和行车安全得不到保证。为了改进上述原始的开挖工艺，现有技术中提供了一种液压式过道顶管机，这种设备是通过一定的压力将电缆管水平地由铁道下的路基的一个侧面上水平地顶过去，以实现过道铺设电缆的目的。这种设备顶进速度慢，如遇到夹有石头的地层就无法顶动，另外，这种机器在顶进过程中的方向性无法保证，同时，对设备和路基的破坏也很严重，因此，该设备一直未能推广应用。

本实用新型的目的在于改进现有技术的不足，提供一种可以在铁路轨道下的路基中水平钻孔，钻孔迅速、方向性好、安全可靠、使用方便的工程钻机。

本实用新型进一步的目的是使所提供的工程钻机可以在任何地质情况的地层中均可迅速钻孔，操作简单便利。

本实用新型的目的是这样实现的：

本水平工程钻机包括有底座、滑架、导正器、给进装置、动力头、主轴、钻杆和钻头，所述底座的上端面上设水平滑道，所述滑架可平稳滑动地设于底座的所述滑道上，所述滑架包括有滑架体，滑架体置于底座的滑道上，所述动力头为本钻机的动力源，一般为电机，固设于所述滑架体上，较好的方案是通过螺栓将动力源固于滑架体上，这样便于拆装；所述主轴与所述动力头连接，其也可以通过一减速器与动力头的输出轴相连接，所述的减速器以摆线针轮减速器为最佳选择，这种减速器的体积小，重量轻，利于频繁的搬迁；在主轴上连接所述的钻杆，在钻杆的端头上连接所述的钻头，所述钻杆由若干钻杆段组成，所述的各钻杆段之间通过连接结构固联在一起，较好的连接结构为螺栓连接结构；在所述底座的上面靠钻头一侧的一端设有所述的导正器，所述的导正器为一竖直固于底座上的部件，其上设有一与钻头的运动方向平行的水平孔，其直径与所述钻杆的外径相吻合，所述钻杆穿过该孔设置；所述给进装置包括有一可使回转运动变为直线运动的传动机构，所述回转变直线运动机构中的回转部件设于一根轴上，该轴可转动地固于所述底座上，回转变直线运动机构中的直线运动部件与所述回转部件相互啮合地固设于所述滑架上，转动所述的轴，通过回转运动变为直线运动的传动机构可以使带有动力头、主轴和钻杆及钻头的滑架在底座的滑道上滑动，向前钻进或向后退钻，所述的回转运动变为直线运动的传动机构可以是齿轮、齿条机构，所述的齿轮固定在所述的轴上，所述齿条固设在所述滑架上。在所述的轴上设一手柄，通过转动手柄，实现手工钻进；

所述的给进装置还可以包括有一个双向防止逆转间歇传动机构，双向止逆间歇机构中的转动部件固设于所述轴上，而其止逆部件固定于一手柄上，该手柄套设在所述轴上。在所述的滑架上端面上可以固设一水平仪。

使用本水平钻机在铁道的路基上穿挖水平电缆孔时是这样工作的：

在欲挖设水平孔的铁路路基一侧的孔位处开挖一作业槽，将本钻机的底座置于作业槽中用钢钎固定，给动力头通动力源，将钻头对准孔位启动动力头，动力头转动，带动主轴及其上的钻杆和钻头亦转动，这时，人工通过手柄转动装置转动所述的轴，回转变直线运动机构中的回转部件转动，通过使回转部件转动使固有所述直线运动部件的滑架在所述底座的滑道上向前滑动，钻头对路基进行钻孔操作，当主轴进给到底座上设导正器处时，一根钻杆段已全部进入孔中，这时将动力头停下来，将主轴与已进入孔中的钻杆之间的连接结构拆开，在与前相反的方向上转动手柄，将动力头退回到起始时的位置，在孔中的钻杆和主轴之间将另一段钻杆段分别与主轴和已进入孔中的钻杆的尾端通过连接结构连接起来，重新启动动力头，转动手柄，钻孔工作继续进行，上述操作过程重复进行直到将路基穿透为止。当穿孔完成后，手工操作手柄，转动多数轴，使动力头及主轴所在的滑架在底座的滑道上倒退平移，这样，钻杆就可以退出所开的孔，当动力头退到底座的起始位置时，一根钻杆段当好退出孔来，拆开其与主轴及与之相邻的钻杆段之间的连接结构，取走该钻杆段，然后通过操作手柄使动力头前移，到使主轴与孔中的最外端的钻杆段相接触上，通过连接结构将钻杆段与主轴连接起来，再使动力头倒退，如此重复操作，最后将全部钻杆以及钻头从所开的孔中拉出。

所述的导正器的水平孔中可以设有一含油尼龙导向套，在本钻机工作过程中，钻杆上的螺旋叶片与尼龙衬套始终相吻合地通过导正器。导正器可以使钻杆保证在一个确定的水平高度下进行钻孔，确保钻孔的水平度，其中的含油尼龙导向套可以保护钻杆不磨损，提高其使用寿命。而在滑架上端面上设置的水平仪可以配合导正器使钻孔的水平精度更高。

当所述的动力头为电机时，在电机的线路上可以连接一个倒顺开关，使电机可以正转，也可以反转；所述的钻杆段之间及其与主轴之间的连接结构为螺纹连接结构，这时，在安装和拆卸钻杆段时，可通过电机的正转或反转来实现钻杆段的装卸，这样既快捷，又省力。

所述双向防止逆转间歇传动机构可以是棘轮机构，由棘轮和双向对称式的棘爪组成，其中的棘轮固定在所述的轴上，双向对称式的棘爪的一端可转动地固于活套在所述轴上的转动手柄上，其另一端抵在所述棘轮的齿间。当所述转动手柄向一个方向转动时，棘爪推动棘齿，从而使轴在该方向上转动，通过其上的齿轮带动固于滑架上的齿条运动，使所述的滑架向一个方向作直线运动，进行手工进给钻孔操作；而当手柄向另一个方向转动时，棘爪在棘齿上滑过，所述的轴不转动。这样，人工操作手柄在一定的角度范围内往复的摆动，就使滑架向一个方向不断的前进，实现钻孔操作。通过操作者对手柄的施力的大小，可以自如地控制钻进的速度，根据钻孔处具体的地质情况安全平稳地钻进。当一个钻杆段完全进入路基孔中后，或钻孔完毕要从孔洞中拉出钻杆时，要使滑架向相反的方向移动，这时只需将所述的双向对称式棘爪转到其另一对称的侧面抵在棘轮的齿间，再在一定的角度范围内往复摆动手柄，就可使滑架向相反的方向运动，实现滑架的倒退。

所述的钻杆上设有螺旋叶片，所述的螺旋叶片为一连续整体的螺旋叶片，而不是像现有技术中的许多钻杆似的，由一段一段的螺旋叶片段焊接固联在一起，这样的连续整体螺旋叶片的钻杆，其钻进阻力小，易排渣，且成孔精度高。所述钻头采用硬质合金材料制成，这种钻头的钻进效率高，寿命长。

为了使本钻机能够适应各种地质状况路基的钻孔，尤其是为了适合在粘土层中要加注水地钻孔，所述的主轴设计成一端封闭的空心形状，与之连接的钻杆段亦为空心钻杆，在所述主轴的侧壁上设有一孔，在所述空心主轴的侧壁有孔段上，密封地且与主轴之间可相对转动地连接一密封套，在所述密封套的与主轴侧壁上的孔的位置对应处设有一孔，孔中密封地固接一接管。在使用的时候，可以在该接管中连接水管或水泵的出水管，水由该孔进入密封套，又进入空心主轴的中空腔，继而通过空心钻杆段来到钻头处，从钻头的缝隙中喷出，以利于钻进。

本实用新型提供的水平工程钻机其结构简单，使用方便。手工进给机构对进给操作有利，进给的力量可以灵活地控制其大小，以适应地质情况的变化。本钻机上设置的导正器和水平仪装置使本钻机钻出的孔的水平度和直度具有较高的精度，提高钻孔质量，而钻杆段上的整体连续的螺旋叶片更提高了成孔精度，同时减少钻孔阻力，有利于排渣。本钻机单配电机，比起一般的手工钻只在钻体中设有一电刷线圈组成的电机结构来具有输出扭矩大的特点，为各种性质的路基的顺利钻孔提供了强有利的动力。摆线针轮减速器和手工进给机构的设置，更进一步地使本钻机的结构紧凑，重量轻，本机的总重只有145千克，在移动本钻机时，可以将带有主轴的动力头与滑架之间的连接螺栓旋开，本钻机分成三部分搬运，分体后，单件的重量只有70千克，两个人即可抬起，这适合于本机需频繁搬动移位的使用特点。另外，本钻机的电机通过倒顺开关可以控制其正转和反转及各钻杆段之间的螺纹连接结构使钻杆段的装卸十分方便。

本实用新型提供的水平钻机除了在铁道的沿线穿越钢轨铺设过道电缆钻孔之外，还可以用于在公路地面之下或建筑底下不开挖地钻孔铺设各种管线。

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型的主视结构(除棘轮机构和手柄外)示意图

图2为本实用新型俯视结构示意图

图3进给机构中的棘轮机构和手柄的结构示意图

图4为为进给机构的主视结构示意图

图5为带有进水孔的主轴结构示意图

如图1、2所示，本水平工程钻机包括有底座1、滑架2、导正器3、给进装置、动力头4、主轴5、钻杆6和钻头7，底座1的上端面上设水平滑道，滑架2可平稳滑动地设于底座1的滑道上，滑架2包括有滑架体，滑架体置于底座1的滑道上，所述动力头为电机，通过四个螺栓固设于所述滑架体上。主轴5与动力头4通过一摆线针轮减速器8相连接。在主轴5上连接钻杆6，在钻杆的端头上连接钻头7，钻杆6由若干钻杆段组成，所述的各钻杆段之间通过螺栓连接结构固联在一起。在底座1的上面靠钻头7一侧的一端设有导正器3，导正器3为一竖直固于底座上的部件，其上设有一与钻头7的运动方向平行的水平孔，水平孔中设有一含油尼龙导向套，其直径与钻杆6的外径相吻合，钻杆穿过该孔设置。在滑架2上端面上设置一水平仪15。

如图3、4所示，给进装置包括有一齿轮、齿条机构和一个双向防止逆转间歇的棘轮机构，在底座1上固设一根轴9，齿轮10和棘轮11固定在所述的轴上固定在轴9上，齿条12固设在滑架2上，双向对称式的棘爪13的一端可转动地固于活套在轴9上的转动手柄上，其另一端抵在棘轮11的齿间。

在动力头电机4的线路上连接一个倒顺开关。钻杆段6之间及其与主轴5之间的连接结构为螺纹连接结构。

钻杆上设有螺旋叶片61，所述的螺旋叶片61为一连续整体的螺旋叶片。

如图5所示，主轴5为空心形状，与之连接的钻杆段6亦为空心钻杆，在主轴5的侧壁上设有一孔51，在空心主轴5的侧壁有孔段上，密封地且连接一密封套，在所述密封套52，密封套52和主轴5之间设有轴承53，密封套52与主轴5侧壁上的孔51的位置对应处设有一孔521，孔521中密封地固接一接管522。

Claims (10)

1、一种轻型水平工程钻机，其特征在于：包括有底座、滑架、导正器、给进装置、动力头、主轴、钻杆和钻头，所述底座的上端面上设滑道，所述滑架可平稳滑动地设于底座的所述滑道上，所述滑架包括有滑架体，滑架体置于所述底座的滑道上，所述动力头固设于所述滑架体上；所述主轴与动力头的输出轴相连接，在主轴上连接所述的钻杆，在钻杆的端头上连接所述的钻头；在所述底座上靠钻头的一端设有所述的导正器，其上设一水平孔，其直径与所述钻杆的外径相吻合，所述钻杆穿过该孔设置；所述给进装置包括有一可使回转运动变为直线运动的传动机构，所述回转变直线运动机构中的回转部件设于一根轴上，该轴可转动地固于所述底座上，回转变直线运动机构中的直线运动部件与所述回转部件相互啮合地固设于所述滑架上；所述钻杆由若干钻杆段组成，所述的各钻杆段之间通过连接结构固联在一起。

2、根据权利要求1所述的轻型水平工程钻机，其特征在于：所述主轴通过一减速器与动力头的输出轴相连接。

3、根据权利要求2所述的轻型水平工程钻机，其特征在于：所述的减速器为摆线针轮减速器。

4、根据权利要求1或2所述的轻型水平工程钻机，其特征在于：所述的回转运动变为直线运动的传动机构是齿轮、齿条机构，所述的齿轮固定在所述的轴上，所述齿条固设在所述滑架上。

5、根据权利要求4所述的轻型水平工程钻机，其特征在于：所述给进装置还包括有一个双向防止逆转间歇传动机构，所述双向止逆间歇机构中的转动部件固设于所述轴上，而其止逆部件固定于一手柄上，该手柄活套设在所述轴上。

6、根据权利要求5所述的轻型水平工程钻机，其特征在于：所述双向防止逆转间歇传动机构是棘轮机构，由棘轮和双向对称式的棘爪组成，其中的棘轮固定在所述的轴上，双向对称式的棘爪的一端可转动地固于活套在所述轴上的所述手柄上，其另一端抵在所述棘轮的齿间。

7、根据权利要求1所述的轻型水平工程钻机，其特征在于：所述动力头为电机，其通过螺栓固设于所述滑架体上；在电机的线路上连接一个倒顺开关；所述的钻杆段之间及其与主轴之间的连接结构为螺纹连接结构；所述的钻杆上设有螺旋叶片，所述的螺旋叶片为一连续整体的螺旋叶片；所述钻头采用硬质合金材料制成。

8、根据权利要求1或7所述的轻型水平工程钻机，其特征在于：在所述的滑架上端面上固设一水平仪。

9、根据权利要求1所述的轻型水平工程钻机，其特征在于：所述的导正器的水平孔中设有一含油尼龙导向套。

10、根据权利要求1或2或3或5或6或7或9所述的轻型水平工程钻机，其特征在于：所述的主轴设计成一端封闭的空心形状，与之连接的钻杆段亦为空心钻杆，在所述主轴的侧壁上设有一孔，在所述空心主轴的侧壁有孔段上，密封地且与主轴之间可相对转动地连接一密封套，在所述密封套的与主轴侧壁上的孔的位置对应处设有一孔，孔中密封地固接一接管。

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