钻机动力头总成、钻机动力钻头、螺旋钻采机的制作方法

文档序号:24727106发布日期:2021-04-16 16:20阅读:115来源:国知局
钻机动力头总成、钻机动力钻头、螺旋钻采机的制作方法

1.本发明属于煤炭开采技术领域,尤其涉及钻机动力头总成、钻机动力钻头、螺旋钻采机。
2.

背景技术:

3.我国绝大多数产煤矿区薄、中厚、厚煤层并存,其中薄煤层储量较丰富。全国1.3m以下的薄煤层储量约占煤炭总储量的20%。但是薄煤层开采难度极大,工效很低,安全性差等问题一直是制约煤炭企业生产接续和可持续发展的难题,以致部分矿区过早衰竭,致使我国煤炭资源挖潜和利用的任务日趋加重。搞好薄煤层机械化开采对于煤炭资源保护和利用,对于延长矿井开采寿命和实现高效开采都具有重要意义。在薄和极薄煤层中,其他机械化采煤很困难,劳动条件和工人的工作环境、安全问题都较突出。
4.螺旋钻机采煤是一种新型的无人工作面采煤方法,可采厚度0.3

1.2米煤层,螺旋钻机采煤法为开采薄和极薄煤层开辟了广阔的前景,在开采厚度小的煤层中获得了较好的技术经济效益。螺旋钻机用人少,效益较好,作业安全,同时还可以使一些平衡表外的储量得到开采,提高了煤炭有限不可再生资源的利用率,增加了工业储量,多回收了地下资源,延长了矿井的服务年限,提高矿井的经济和社会效益。目前的螺旋钻采机多采用电机直接连接机械变速箱来驱动螺旋钻杆和钻头钻进。
5.本发明申请人在实施上述技术方案中发现,目前的螺旋钻采机至少存在以下缺陷:1、这种电机直接与机械变速箱相连的驱动机构,体积庞大、重量大(50吨左右),开采时需要开挖较宽的巷道,不利于在狭窄巷道内移动和转场,而开挖较宽的巷道会增加煤矿的建设成本;2、这种电机直接与机械变速箱相连的驱动机构,驱动电机存在电机过载堵转等不安全因素;3、驱动机构属于钢性机械连接,由于机械变速箱内部构造复杂,驱动机构在负载频繁变化时会产生很大冲击造成减速箱损坏,而减速箱的维修成本高;4、驱动机构的转速恒定,不能根据需求实时进行调速。
6.

技术实现要素:

7.本发明实施例的目的在于提供一种钻机动力头总成,旨在解决背景技术中所提到的问题。
8.本发明实施例是这样实现的,一种钻机动力头总成,包括:钻杆驱动减速箱,用于安装钻取煤层的钻杆;行星减速机;所述钻杆驱动减速箱安装在所述行星减速机上,与所述行星减速机
传动连接;变量液压马达,用于向所述行星减速机提供动力,以使安装在所述钻杆驱动减速箱上的钻杆实现多档或无级变速。
9.本发明实施例的另一目的在于提供一种钻机动力钻头,包括:钻头;钻杆;所述钻头设置在所述钻杆的一端;上述的钻机动力头总成;所述钻杆安装在所述钻机动力头总成的钻杆驱动减速箱上。
10.优选的,所述钻头和钻杆均为螺旋型。
11.优选的,所述钻头和钻杆均设有两件,所述钻杆驱动减速箱具有两个动力输出端;两件钻头分别设置在两件钻杆的一端,两件钻杆分别安装在钻杆驱动减速箱的两个动力输入出端上。
12.本发明实施例的另一目的在于提供一种螺旋钻采机,包括:上述中任意一项所述的钻机动力钻头;机架总成;所述钻机动力钻头活动设置在所述机架总成上;底座;所述机架总成活动设置在所述底座上;角度调节件,设置在所述机架总成与底座之间,用于驱动所述机架总成在所述底座上发生偏转。
13.优选的,所述机架总成包括:支撑架体;滑轮支架,滑动设置在所述支撑架体内;滑轮支架推拉伸缩件,用于驱动所述滑轮支架在支撑架体上移动;第一滑轮,设置在所述滑轮支架上;第二滑轮,设置在所述支撑架体上;滑动件,滑动设置在所述支撑架体上;所述钻机动力钻头活动设置在所述滑动件上;传动件;所述第一滑轮、第二滑轮和滑动件通过所述传动件连接;当滑轮支架推拉伸缩件驱动滑轮支架在支撑架体上移动时,滑轮支架上的第一滑轮通过所述传动件带动滑动件在支撑架体发生滑动。
14.优选的,所述钻机动力钻头上设有驱动箱支架,所述驱动箱支架通过铰接的方式活动设置在所述滑动件上。
15.优选的,所述机架总成通过铰接的方式活动设置在所述底座上。
16.优选的,所述角度调节件选取为液压油缸、气缸或电动伸缩件。
17.优选的,所述底座上设有伸缩支腿。
18.本发明实施例提供的一种钻机动力头总成,包括:钻杆驱动减速箱,用于安装钻取煤层的钻杆;行星减速机;所述钻杆驱动减速箱安装在所述行星减速机上,与所述行星减速机传动连接;变量液压马达,用于向所述行星减速机提供动力,以使安装在所述钻杆驱动减速箱上的钻杆实现多档或无级变速。
19.与现有技术相比,本发明具有以下优点:
1、钻机动力头总成结构简单,体积小,重量轻,相比相比背景技术中同等功率的驱动机构体积和重量缩小两倍多,能够方便的在狭窄巷道内移动和转场,无需开挖较宽的巷道,不会增加煤矿的建设成本;2、变量液压马达采取的是液压驱动方式,不存在过载堵转等不安全因素;3、变量液压马达通过行星减速机与钻杆驱动减速箱相连,属于柔性连接,在负载频繁变化时产生的冲击小,减速箱损坏的故障率低,减速箱维修方便、维修成本低;4、变量液压马达可实现多档(一般为两档)或无级变速,可以根据煤层硬度和钻进深度,人为调速或者无极自动调速,从而适应复杂煤层的地质情况。
20.附图说明
21.图1为本发明实施例提供的钻机动力头总成的结构示意图;图2为本发明实施例提供的单向钻进的钻机动力钻头的结构示意图;图3为本发明实施例提供的双向钻进的钻机动力钻头的结构示意图;图4为本发明实施例提供的螺旋钻采机的结构示意图;图5为本发明实施例提供的螺旋钻采机前倾45度的示意图;图6为本发明实施例提供的螺旋钻采机后仰20度的示意图;图7为本发明实施例提供的机架总成的结构示意图。
22.附图中:100、变量液压马达;200、行星减速机;300、钻杆驱动减速箱;400、钻杆;500、钻头;510、连接公母头;600、驱动箱支架;700、机架总成;710、支撑架体;720、第二滑轮;730、传动件;740、滑动件;750、第一滑轮;760、滑轮支架推拉伸缩件;770、滑轮支架;780、尼龙块;800、底座;900、角度调节件;1000、伸缩支腿。
23.具体实施方式
24.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
25.以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
26.实施例1如附图1所示,为本发明一个实施例提供的一种钻机动力头总成,包括:钻杆驱动减速箱300,用于安装钻取煤层的钻杆400;行星减速机200;所述钻杆驱动减速箱300安装在所述行星减速机200上,与所述行星减速机200传动连接;变量液压马达100,用于向所述行星减速机200提供动力,以使安装在所述钻杆驱动减速箱300上的钻杆400实现多档或无级变速。
27.本发明实施例的工作原理如下:通过变量液压马达100带动行星减速机200运转,行星减速机200再带动钻杆驱动减速箱300运转,钻杆驱动减速箱300的动力输出端用于安装钻取煤层的钻杆400,通过钻杆
驱动减速箱300带动钻杆400转动,进而钻取煤层。
28.与现有技术相比,本发明具有以下优点:1、钻机动力头总成结构简单,体积小,重量轻,相比相比背景技术中同等功率的驱动机构体积和重量缩小两倍多,能够方便的在狭窄巷道内移动和转场,无需开挖较宽的巷道,不会增加煤矿的建设成本;2、变量液压马达100采取的是液压驱动方式,不存在过载堵转等不安全因素;3、变量液压马达100通过行星减速机200与钻杆驱动减速箱300相连,属于柔性连接,在负载频繁变化时产生的冲击小,减速箱损坏的故障率低,减速箱维修方便、维修成本低;4、变量液压马达100可实现多档(一般为两档)或无级变速,可以根据煤层硬度和钻进深度,人为调速或者无极自动调速,从而适应复杂煤层的地质情况。比如在钻进负载较大时可采用低速档,动力头总成驱动其上的钻杆400低速大扭矩钻进;在负载较小易钻进或者排粉时可使用高速档,动力头总成驱动其上的钻杆400高速旋转,以利于粉煤及时快速排出,提高钻采效率。
29.实施例2如附图2所示,本发明的一个实施例还提供了一种钻机动力钻头,包括:钻头500;钻杆400;所述钻头500设置在所述钻杆400的一端;实施例1中的钻机动力头总成;所述钻杆400安装在所述钻机动力头总成的钻杆驱动减速箱300上。
30.如附图2所示,作为本发明的一种优选实施例,所述钻头500和钻杆400均为螺旋型。
31.如附图3所示,作为本发明的一种优选实施例,所述钻头500和钻杆400均设有两件,所述钻杆驱动减速箱300具有两个动力输出端;两件钻头500分别设置在两件钻杆400的一端,两件钻杆400分别安装在钻杆驱动减速箱300的两个动力输入出端上。
32.具体的,钻头500与钻杆400之间通过连接公母头510连接。
33.本实施例在实施例1的基础上提供了一种单向钻进的钻机动力钻头和一种双向钻进的钻机动力钻头,具有实施例1红钻机动力头总成的所有优点。除此之外,本实施例提供的双向钻进的钻机动力钻头在采煤时可以两个方向同时钻进煤层,能够提高一倍的采煤效率。
34.而且,在钻取时,由于钻杆400和钻头500采用螺旋型的形式,钻头500将煤层切削成煤粉,然后通过钻杆400的螺旋叶片输送出钻孔外。所以本实施例的钻机动力钻头只采煤,不采矸石,采出的煤质好,含矸率低。
35.实施例3如附图4所示,本发明的一个实施例还提供了一种螺旋钻采机,包括:实施例2中任意一项所述的钻机动力钻头;机架总成700;所述钻机动力钻头活动设置在所述机架总成700上;底座800;所述机架总成700活动设置在所述底座800上;角度调节件900,设置在所述机架总成700与底座800之间,用于驱动所述机架总成
700在所述底座800上发生偏转。
36.具体的,本实施例提供的螺旋钻采机具有实施例1中钻机动力头总成和实施例2中钻机动力钻头的所有优点。此外,本实施例的底座800与机架总成700之间由于设有角度调节件900,所以位于机架总成700上的钻机动力钻头在采煤时可以实现一定的角度调节,增加本实施例中螺旋钻采机的施工开采面积,提高煤炭开采率。
37.以附图5和6中的螺旋钻采机为例,图中的螺旋钻采机可实现前倾45度,后仰20度的角度调节,可实现
±
45度钻进。当然,本发明中螺旋钻采机的角度调节不止于此,可根据实际情况设置相应的角度调节件900,从而提供不同的角度调节功能。
38.如附图7所示,作为本发明的一种优选实施例,所述机架总成700包括:支撑架体710;滑轮支架770,滑动设置在所述支撑架体710内;滑轮支架推拉伸缩件760,用于驱动所述滑轮支架770在支撑架体710上移动;第一滑轮750,设置在所述滑轮支架770上;第二滑轮720,设置在所述支撑架体710上;滑动件740,滑动设置在所述支撑架体710上;所述钻机动力钻头活动设置在所述滑动件740上;传动件730;所述第一滑轮750、第二滑轮720和滑动件740通过所述传动件730连接;当滑轮支架推拉伸缩件760驱动滑轮支架770在支撑架体710上移动时,滑轮支架770上的第一滑轮750通过所述传动件730带动滑动件740在支撑架体710发生滑动。
39.具体的,滑轮支架770与支撑架体710之间设置有尼龙块780。通过本实施例机架总成700的结构可以使钻机动力钻头发生移动,具体工作原理如下:通过滑轮支架推拉伸缩件760驱动滑轮支架770在支撑架体710上发生移动,滑轮支架770上的第一滑轮750通过传动件730带动滑动件740在支撑架体710发生滑动,由于钻机动力钻头设置在滑动件740上,滑动件740在滑动时带动钻机动力钻头发生移动。由于滑轮支架推拉伸缩件760具有伸展和收缩的功能,可以驱动钻机动力钻头在机架总成700发生向前或向后的移动,从而提高螺旋钻采机的施工便捷性,降低工人的劳动强度。
40.本实施例中,滑轮支架推拉伸缩件760可以采取为液压伸缩、气压伸缩或电动伸缩等伸缩机构;传动件730可以选取为传送链条、传送带等。
41.如附图4所示,作为本发明的一种优选实施例,所述钻机动力钻头上设有驱动箱支架600,所述驱动箱支架600通过铰接的方式活动设置在所述滑动件740上。
42.如附图4所示,作为本发明的一种优选实施例,所述机架总成700通过铰接的方式活动设置在所述底座800上。
43.作为本发明的一种优选实施例,所述角度调节件900选取为液压油缸、气缸或电动伸缩件。
44.如附图4所示,作为本发明的一种优选实施例,所述底座800上设有伸缩支腿1000。
45.具体的,底座800上装有前后四个伸缩支腿1000,伸缩支腿1000可以伸出和缩回,伸出后前后支腿顶紧煤矿巷道帮,起到稳定钻机,减小晃动的作用。
46.本实施例中的伸缩支腿1000可以采取为液压伸缩、气压伸缩或电动伸缩等伸缩结构。
47.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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