专利名称：矿用联动全液压钻机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及矿用机械设备领域，特别涉及一种矿用联动全液压钻机。
背景技术：
现有的液压钻机主要由泵站、操纵台、动力头、机架、底架、夹持器、立柱、钻具等组 成，其结构较为复杂，重量笨重，不利于井下搬运，而且液压系统不能联动，操作复杂、费时、 费力。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型提供了一种矿用联动全液压钻机，通过采用液压联动系统， 减少了钻机操作的辅助时间，使得钻机操作更为简便，同时结构紧凑，重量轻，易于井下搬运。 本实用新型的目的是提供一种矿用联动全液压钻机，包括泵站系统、动力头、底 座、机架、立柱、液压夹持器和钻具，所述钻具包括钻头、钻杆和水辫，所述底架用于支承机 架，所述机架上设置有动力头，所述动力头包括液压马达、减速箱和液压卡盘，所述用于夹 持钻杆及与动力头配合进行钻杆机械拧卸的液压夹持器设置在机架的前端，其特征在于 所述矿用联动全液压钻机还包括钻机推进油缸和液压联动系统，所述液压联动系统包括多 路阀单元和联动单元，所述泵站系统通过多路阀单元与联动单元实现油路联接，所述联动 单元包括进退杆手动换向阀、卡盘联动/单动手动换向阀和夹持器联动/单动手动换向阀， 所述多路阀单元包括推进油缸阀片、液压卡盘阀片、夹持器阀片和液压马达阀片；其中， 所述推进油缸阀片通过进退杆手动换向阀与钻机推进油缸实现油路联接，所述液 压卡盘阀片通过卡盘联动/单动手动换向阀与液压卡盘实现油路联接，所述夹持器阀片通 过夹持器联动/单动手动换向阀与液压夹持器实现油路联接，所述液压马达阀片与液压马 达通过油路联接。 进一步，所述泵站包括电动机、油箱和双联柱塞泵，所述双联柱塞泵的大泵通过供 油管道与动力头的液压马达相联接，实现马达旋转，输出转速和转矩；所述双联柱塞泵的小 泵通过供油管道与推进油缸、液压卡盘和夹持器相联接； 进一步，所述矿用联动全液压钻机还包括钻机角度调节机构，所述钻机角度调节 机构包括钻机角度调节油缸，所述双联柱塞泵的小泵通过供油管道与钻机角度调节油缸相 联接； 进一步，所述液压联动系统还包括单向节流阀、梭阀及换向阀，所述单向节流阀设 置在液压马达的供油管道上，所述梭阀设置在液压马达和推进油缸的供油管道上； 进一步，所述泵站的供油管道上设置有油压力表； 进一步，所述钻机角度调节机构还包括双向液压锁，所述双向液压锁与钻机角度 调节油缸相联接； 进一步，所述泵站还包括设置在进油管道上的粗滤油器以及设置在回油管道上的冷却器和精滤油器； 进一步，所述液压马达采用变量马达，所述动力头采用变量马达通过齿轮减速带 动钻机主轴旋转的传动方式； 进一步，所述液压卡盘包括端盖1、端盖n、压盘、外壳、进出油道和对称设置在卡
盘内部的卡瓦组，还包括胶套，所述胶套设置在外壳与卡瓦组之间且与外壳的内壁形成油 压腔，所述进出油道经端盖1、外壳与油压腔相连通，所述卡瓦组还设置有复位弹簧； 进一步，所述矿用联动全液压钻机还包括操纵台，所述液压联动系统设置在操纵 台上。 本实用新型的有益效果是 1.本实用新型采用液压联动功能，减少了钻机操作的辅助时间，使得钻机操作更 简便。该钻机结构小巧，重量轻，易于井下搬运； 2.钻机旋转部采用变量泵与变量马达的配置方式，实现了全转速范围内无级调 速；钻机动力头摒弃了结构复杂的齿轮变速机构，采用变量马达通过齿轮减速带动钻机主 轴旋转，使得结构更为简单，同时增强了系统的动力性能； 3.钻机卡盘采用了具有自主专利权的联动用液压卡盘，该卡盘为液压夹紧弹簧松 开，钻机工作时，卡盘需要液压油保持夹紧，液压油通过主轴上的配油套及油孔进入卡盘， 配油套及主轴之间的密封采用微间隙密封，有效保证了使用要求； 4.钻机推进机构改变了传统的通过调节推进速度来调节钻压的方式，采用溢流阀 直接调节推进油缸的推进力，从而达到调节钻压的目的；推进油缸才采用倒置式铰轴连接 方式，可有效的减小机架长度，动力头与拖板的连接采用铰轴及铰接螺栓的连接方式，可方 便动力头的装拆。 本实用新型的研制成功，为煤矿井下钻孔施工提供了又一先进设备，能大大地减 少钻孔施工的辅助时间，极大地提高了钻孔作业的施工效率，对改善煤矿安全状况具有重 要的意义。 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 明书和权利要求书来实现和获得。
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
新型作进一步的详细描述，其中 图1为本实用新型结构示意图； 图2为液压联动系统连接示意图； 图3为液压卡盘结构示意图。
具体实施方式以下将参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实 施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。[0027] 1.泵站系统；2.操作台；3.立柱；4.动力头；5.机架；7.底座；8.钻具；9.进 油粗滤油器；IO.双联柱塞泵；ll.节流阀；12.压力表；13.多路阀单元；14.单向节流 阀；15.液压马达；16.梭阀；17.钻机推进油缸；18.进退杆手动换向阀；19.单向节流阀； 20.单向阀；21.液压卡盘；22.卡盘联动/单动手动换向阀；23.夹持器联动/单动手动换 向阀；24.液压夹持器；25.钻机角度调节油缸；26.双向液压锁；27.精滤油器；28.冷却 器；29.溢流阀；30.后端盖；31.压盘；32.外壳；33.油压腔；34.胶套；35.卡瓦组；36.传 扭盘；37.前端盖；38.复位弹簧；39销轴；40挡环；41.液压马达阀片；42.推进油缸阀片；
43.液压卡盘阀片；44.夹持器阀片。 如图1、图2所示，本实用新型的矿用联动全液压钻机，包括泵站系统1、底座7、机 架5、立柱3、液压夹持器24和钻具8，钻具包括钻头、钻杆和水辫，底座7用于支承机架5， 机架5上设置有动力头4，动力头4包括液压马达15、减速箱和液压卡盘21，用于夹持钻杆 及与动力头4配合进行钻杆机械拧卸的夹持器6设置在机架5的前端，矿用全液压钻机还 包括钻机推进油缸17和液压联动系统，液压联动系统包括多路阀单元13和联动单元，泵站 系统1通过多路阀单元13与联动单元相联接，联动单元包括进退杆手动换向阀18、卡盘联 动/单动手动换向阀22和夹持器联动/单动手动换向阀23，多路阀单元13包括推进油缸 阀片42、液压卡盘阀片43、夹持器阀片44和液压马达阀片41 ;其中， 推进油缸阀片42通过进退杆手动换向阀18与钻机推进油缸17相联接，从而实现 对推进油缸进退操作的控制；液压卡盘阀片43通过卡盘联动/单动手动换向阀22与液压 卡盘21相联接，实现对液压卡盘21的操作控制；夹持器阀片44通过夹持器联动/单动手 动换向阀23与液压夹持器24相联接，实现对液压夹持器24的操作控制；液压马达阀片41 与液压马达15相联接，实现对液压马达15的操作控制。 其中，泵站系统1包括电动机、油箱和双联柱塞泵IO，双联柱塞泵10的大泵通过 供油管道与多路阀单元13相联接，多路阀单元13中的液压马达阀片与动力头4的液压马 达15相联接，实现马达旋转，输出转速和转矩；双联柱塞泵10的小泵通过供油管道与多路 阀单元13相联接，通过推进油缸阀片42、液压卡盘阀片43和夹持器阀片44分别实现对钻 机推进油缸17、液压卡盘21、液压夹持器24的操作控制。 矿用联动全液压钻机还包括钻机角度调节机构，钻机角度调节机构包括钻机角度 调节油缸25和双向液压锁26，双向液压锁26与钻机角度调节油缸相联接。钻机角度调节 油缸25通过双联柱塞泵10的小泵供油驱动，实现对钻机角度的调节，并通过双向液压锁26 保证安全性。 液压联动系统还包括单向节流阀19和梭阀16，单向节流阀19设置在液压马达15 的供油管道上，梭阀16装在液压马达15和推进油缸17的供油管道上。 泵站还包括设置在进油管道上的粗滤油器9，设置在回油管道上的冷却器28和精 滤油器27，溢流阀29安装在推进油缸17的供油管道上。 本实用新型的钻机采用双泵供油方式，大泵供油实现马达旋转，输出转速和转矩； 小泵供油实现推进油缸、夹持器操作、卡盘操作以及主机倾角的调节；钻机各种动作由各部 件的手动换向阀进行控制，当液压马达处于中位时，通过控制推进气缸手动换向阀的进退 阀片，可将旋转阀片的大流量油合并至推进油路，实现推进油缸的快速进退；通过溢流阀调 节钻机的推进力(钻压)和推进速度。[0035] 在泵站系统的供油管道上设置有油压力表，用于指示油压变化。[0036] 液压马达采用变量马达，实现了全转速范围内无级调速；动力头摒弃了结构复杂的齿轮变速机构，采用变量马达通过齿轮减速带动钻机主轴旋转的传动方式。使得结构更为简单，同时增强了系统的动力性能。 如图3所示，液压卡盘包括后端盖30、前端盖37、压盘31、外壳32、油压腔38、传扭盘36和对称设置在卡盘内部的卡瓦组35，还包括胶套34，胶套34设置在外壳32与卡瓦组35之间且与外壳32的内壁形成油压腔38，进出油经后端盖30、外壳32与油压腔38相连通，卡瓦组35还设置有复位弹簧38，在复位弹簧38的下方设置有挡环40，在液压卡盘的前端盖37上还设置有用于固定的销轴39。 钻机工作时，本实用新型的胶套和卡盘外壳一同回转，通过高速回转的空心主轴将高压油直接作用来推动卡瓦夹紧钻杆，而不需要增力机构及推力轴承等，从而形成一种结构紧凑、简单实用的液压夹紧、弹簧松开常开式胶套液压卡盘。液压油通过主轴上的配油套及油孔进入卡盘，配油套及主轴之间的密封采用微间隙密封，有效保证了使用要求。[0039] 矿用联动全液压钻机还包括操纵台，液压联动系统设置在操纵台内部。整机结构紧凑，占地面积小，便于运输和安装。 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。
权利要求矿用联动全液压钻机，包括泵站系统、动力头、底座、机架、立柱、液压夹持器和钻具，所述钻具包括钻头、钻杆和水辫，所述底架用于支承机架，所述机架上设置有动力头，所述动力头包括液压马达、减速箱和液压卡盘，所述用于夹持钻杆及与动力头配合进行钻杆机械拧卸的液压夹持器设置在机架的前端，其特征在于所述矿用联动全液压钻机还包括钻机推进油缸和液压联动系统，所述液压联动系统包括多路阀单元和联动单元，所述泵站系统通过多路阀单元与联动单元实现油路联接，所述联动单元包括进退杆手动换向阀、卡盘联动/单动手动换向阀和夹持器联动/单动手动换向阀，所述多路阀单元包括推进油缸阀片、液压卡盘阀片、夹持器阀片和液压马达阀片；其中，所述推进油缸阀片通过进退杆手动换向阀与钻机推进油缸实现油路联接，所述液压卡盘阀片通过卡盘联动/单动手动换向阀与液压卡盘实现油路联接，所述夹持器阀片通过夹持器联动/单动手动换向阀与液压夹持器实现油路联接，所述液压马达阀片与液压马达通过油路联接。
2. 根据权利要求l所述的矿用联动全液压钻机，其特征在于所述泵站包括电动机、油 箱和双联柱塞泵，所述双联柱塞泵的大泵通过供油管道与动力头的液压马达相联接，实现 马达旋转，输出转速和转矩；所述双联柱塞泵的小泵通过供油管道与推进油缸、液压卡盘和 夹持器相联接。
3. 根据权利要求2所述的矿用联动全液压钻机，其特征在于所述矿用联动全液压钻 机还包括钻机角度调节机构，所述钻机角度调节机构包括钻机角度调节油缸，所述双联柱 塞泵的小泵通过供油管道与钻机角度调节油缸相联接。
4. 根据权利要求3所述的矿用联动全液压钻机，其特征在于所述液压联动系统还包 括单向节流阀、梭阀及换向阀，所述单向节流阀设置在液压马达的供油管道上，所述梭阀设 置在液压马达和推进油缸的供油管道上。
5. 根据权利要求4所述的矿用联动全液压钻机，其特征在于所述泵站的供油管道上 设置有油压力表。
6. 根据权利要求5所述的矿用联动全液压钻机，其特征在于所述钻机角度调节机构 还包括双向液压锁，所述双向液压锁与钻机角度调节油缸相联接。
7. 根据权利要求6所述的矿用联动全液压钻机，其特征在于所述泵站还包括设置在 进油管道上的粗滤油器以及设置在回油管道上的冷却器和精滤油器。
8. 根据权利要求7所述的矿用联动全液压钻机，其特征在于所述液压马达采用变量 马达，所述动力头采用变量马达通过齿轮减速带动钻机主轴旋转的传动方式。
9. 根据权利要求8所述的矿用联动全液压钻机，其特征在于所述液压卡盘包括端盖 1、端盖II、压盘、外壳、进出油道和对称设置在卡盘内部的卡瓦组，还包括胶套，所述胶套设 置在外壳与卡瓦组之间且与外壳的内壁形成油压腔，所述进出油道经端盖I、外壳与油压腔 相连通，所述卡瓦组还设置有复位弹簧。
10. 根据权利要求9所述的矿用联动全液压钻机，其特征在于所述矿用联动全液压钻 机还包括操纵台，所述液压联动系统设置在操纵台上。
专利摘要本实用新型公开了一种矿用联动全液压钻机，包括泵站系统、动力头、底座、机架、立柱、夹持器和钻具，还包括钻机推进油缸和液压联动系统，液压联动系统包括多路阀单元和联动单元，泵站系统通过多路阀单元与联动单元相联接，联动单元包括进退杆手动换向阀、卡盘联动/单动手动换向阀和夹持器联动/单动手动换向阀，所述多路阀单元包括推进油缸阀片、液压卡盘阀片、夹持器阀片和液压马达阀片，本实用新型采用液压联动功能，减少了钻机操作的辅助时间，使得钻机操作更简便。该钻机结构紧凑，重量轻，易于井下搬运。
文档编号E21B19/10GK201546612SQ200920206909
公开日2010年8月11日 申请日期2009年10月30日 优先权日2009年10月30日
发明者万军, 刁文庆, 王清峰, 蒲剑, 辛德忠, 陈小平, 陈松林, 陶勇, 马斌 申请人:煤炭科学研究总院重庆研究院