煤矿井下全液压立轴钻机的制作方法

本实用新型涉及煤矿井下钻孔施工设备，尤其是煤矿井下液压驱动式钻机。

背景技术：

煤矿井下钻孔作业是保证煤矿安全生产的必要措施，钻孔作业时一般采用立轴式钻机。立轴式钻机是地质钻探中常用的一种回转式钻机，它可用于钻探煤矿井下探放水孔、地质构造孔、灭火孔、抽放瓦斯孔及其他用途的各种工程用孔。

立轴式钻机的构造包括机架、动力传动机构和立轴机构；动力传动机构安装在机架上，立轴机构与动力传动机构实现传动，动力传动机构产生的动力输出给立轴机构，立轴带动钻具回转、实现给进并导正钻具,故名立轴式钻机。上述的动力传动机构是由电机带动变速箱；上述的的立轴机构包括回转箱体、变向机构、立轴和两个进给油缸；其中：立轴用于插入钻杆，立轴顶端设有液压卡盘，通过液压卡盘使钻杆与空心立轴一起转动；两个进给油缸工作时带动立轴中的钻杆上下移动，完成钻具的起拔与进给；变向机构是安装在回转箱体中的一对啮合的锥齿轮，主动锥齿轮与变速箱输出轴连接实现动力传送，被动锥齿轮活动安装在立轴上，从而实现立轴的转动；上述的液压卡盘和进给油缸需单独设立液压泵提供油压，十分不便。上述的动力传动机构传动效率低，机构体积庞大笨重；而且当发生卡钻、埋钻事故时，无法自行反向退杆，极易发生断钻等安全事故；而且下降钻具，回收钻具则由人工完成，效率低下；再就是操作人员需要近距离操作，严重威胁操作工人的人身安全。

技术实现要素：

基于以上问题，本实用新型提出一种煤矿井下全液压立轴钻机，将传统立轴式钻机齿轮传动与变速形式改进为液压传动与调速形式，彻底解决传统立轴式钻机钻具因无法自动反向回转而造成卡钻及断钻事故的重大问题。

为达到上述目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种煤矿井下全液压立轴钻机，它包括机架、动力传动机构和立轴机构，动力传动机构安装在机架上，立轴机构与动力传动机构实现传动；立轴机构包括回转箱体、变向机构、空心立轴、液压卡盘和两个进给油缸；其特征在于：

所述的动力传动机构为液压驱动传动机构，液压驱动传动机构由油泵电机、主油泵、副油泵、液压马达和液压油路组成；其中油泵电机的输出轴与主油泵和副油泵的泵轴依次相连；所述的液压马达安装在机架的支撑板上，液压马达的动力输出轴穿过支撑板的圆孔后与立轴机构的主动锥齿轮连接，将动力传送给立轴机构；

上述的主油泵和副油泵共用一个油箱进油，主油泵出油口通过主液压油路连接液压马达，驱动液压马达旋转，液压马达回油口通过主液压回路返回油箱；副油泵出油口通过副液压油路进入液压卡盘和进给油缸，驱动液压卡盘开合和进给油缸的伸缩，液压卡盘和进给油缸回油口通过主液压回路返回油箱；所述的主液压油路上设有主油泵单向阀、控制油压的溢流阀、调控钻进速度的马达流量阀和调控立轴转向的马达多路换向阀；所述的副液压油路上设有副油泵单向阀、控制油压的安全阀、调控给进速度的油缸流量阀、控制卡盘开合的卡盘多路换向阀、调控钻具起拔与进给的多路换向阀。

所述的机架由槽钢焊接而成。

钻机工作时，启动油泵电机，驱动主油泵、副油泵工作，主油泵泵出的高压油输入液压马达，驱动液压马达旋转，进行钻进工作；副油泵的高压油输入到进给油缸，实现钻具的下降、上升运动，并输入到卡盘，实现钻杆与空心立轴之间的开合。

本实用新型的积极效果是：

1)动力传动机构采用液压驱动传动机构，操作马达多路换向阀，使钻杆产生转矩；操作马达流量阀，调控钻机的转速；提高了钻机操作的自动化水平，提高了钻具返回的效率，降低了操作工人的劳动强度。

2)钻进过程中出现埋钻、卡钻状况时，暂停钻进操作，并将马达多路换向阀的手柄打到反向位置，液压马达反向旋转，使得钻具反向回转运动，卡钻事故解除后，使钻具继续正向钻进施工；杜绝了传统立轴式钻机齿轮传动无法反向回转所造成的卡钻、断钻事故。

3)避免了由于传统钻机操控距离短所造成的人身伤亡事故，提高了钻孔施工安全性与施工效率。

4)由于采用液压传动方式，构造简洁、实用，下降、回收钻具时机械化完成，效率高。

附图说明

图1是本实用新型实施例的整体结构示意图。

图2是本实用新型实施例的传动机构装配示意图。

图3是实本实用新型施例的变向机构示意图。

图4是本实用新型实施例的液压控制原理图。

图例说明，1-油泵电机，2-主油泵，2a-主油泵进油口，2b-主油泵出油口，3-副油泵，3a-副油泵进油口，3b-副油泵回油口，4-液压马达，4a-液压马达进油口，4b-液压马达回油口，5-液压卡盘，6-进给油缸，7-回转箱体，8-机架，9-主动锥齿轮，9a-被动锥齿轮，10-输出轴，11-横梁，12-空心立轴，13-支撑板，14-副油泵单向阀，14a-主油泵单向阀，15-溢流阀，16-安全阀，17-卡盘多路换向阀，17a-马达多路换向阀，17b-油缸多路换向阀，18-油缸流量阀，18a-马达流量阀，19-油箱。

具体实施方式

如图1、2所示,一种煤矿井下全液压立轴钻机，它包括机架8，机架8上安装有动力传动机构和立轴机构；立轴机构包括回转箱体7、变向机构、空心立轴12、液压卡盘5和两个进给油缸6；其中：空心立轴12用于插入钻杆，空心立轴12顶端设有液压卡盘5，通过液压卡盘5使钻杆与空心立轴12一起转动；两个进给油缸6的伸缩端和空心立轴12的上端共同固定一个横梁11上，进给油缸6工作时带动空心立轴12中的钻杆上下移动，完成钻具的起拔与进给；如图3所示，变向机构是安装在回转箱体7中的一对啮合的锥齿轮,即主动锥齿轮9和被动锥齿轮9a，主动锥齿轮9与动力输出轴10连接实现动力传送，被动锥齿轮9a活动安装在空心立轴12上，液压马达4转动时，从而实现空心立轴12的转动；其中：

所述的动力传动机构为液压驱动传动机构，液压驱动传动机构由油泵电机1、主油泵2、副油泵3、液压马达4和液压油路组成；其中油泵电机1的输出轴与主油泵2和副油泵3的泵轴依次相连；所述的液压马达4安装在机架8的支撑板13上，液压马达4的动力输出轴穿过支撑板13的圆孔后与立轴机构的主动锥齿轮9连接，将动力传送给立轴机构；

如图4所示，上述的主油泵2和副油泵3共用一个油箱19进油，主油泵出油口2b通过主液压油路连接液压马达4，驱动液压马达4旋转，液压马达回油口4b通过主液压回路返回油箱9；上述的副油泵回油口3b通过副液压油路进入液压卡盘5和进给油缸6，驱动液压卡盘5开合和进给油缸6的伸缩，液压卡盘5和进给油缸6的回油口通过主液压回路返回油箱9；上述的主液压油路上设有主油泵单向阀14a、控制油压的溢流阀15、调控钻机转速的马达流量阀18a、调控立轴转动方向的马达多路换向阀17a；上述的副液压油路上设有副油泵单向阀14、控制油压的安全阀16、调控给进速度的油缸流量阀18、控制卡盘开合的卡盘多路换向阀17、调控钻具起拔与进给的油缸多路换向阀17b。

钻机工作时，启动油泵电机1，驱动主油泵2、副油泵3工作，主油泵1泵出的高压油输入液压马达4，驱动液压马达4旋转，进行钻进工作；副油泵3的高压油输入到进给油缸6，实现钻具的下降、上升运动，并输入到液压卡盘5，实现钻杆与空心立轴12之间的开合。

所述的机架8由槽钢焊接而成，用于支撑整机重量和安装液压驱动传动机构及马达支撑板13。