一种水平定向钻机大梁的变角调节机构及水平定向钻机的制作方法

本发明属于重大型钻机机械的技术领域，尤指一种水平定向钻机大梁的变角调节机构及水平定向钻机。

背景技术：

履带式水平定向钻机属于重大型工程机械，如图1所示，为典型的水平定向钻机结构。水平定向钻机通常包括底盘机构1′、大梁2′以及可以调节大梁角度的变幅机构3′，在大梁2′的上方还安装有动力头4′，现有的变幅机构3′一般由前后两个变幅油缸机构组成，通过前、后变幅油缸机构31′、32′对大梁2′的角度进行调节。由于所述的大梁2′是超长结构，为了增加稳定性，其在工作时需要在低端设置锚固点，以对大梁进行支撑。这样，就使大梁2′存在低端锚固点、前后变幅油缸机构31′、32′三个支撑点，三个支撑点在角度调节时通常会出现相互干涉限制的问题，从而导致角度调节范围有限、有时出现锚固点未支撑等不稳定现象。而为了增加稳定性，需要多次进行调节，出现变角效率低的问题。

另外，当动力头4′开到大梁2′高端时，大梁2′稳定性不佳，还需人工装上辅助支撑9′，费工费时、安装困难。大梁变幅时又必须拆除辅助支撑，经常因忘拆辅助支撑造成大梁托架的损坏。

再者，为了预留辅助支撑的位置，前、后变幅油缸机构31′、32′的跨距有限，从另一方面降低了支撑的稳定性。

技术实现要素：

本发明的目的，在于提供一种变角范围大且变角稳定快捷的水平定向钻机大梁的变角调节机构。

本发明的另一目的，在于提供一种具有上述变角调节机构的水平定向钻机。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种水平定向钻机大梁的变角调节机构，所述的变角调节机构包括第一变幅机构、第二变幅机构及浮动油缸；该第一变幅机构包括变幅连杆及第一变幅油缸，该变幅连杆一端铰接在一用于承托大梁的大梁托架上，另一端铰接在水平定向钻机的底盘机构上；该第一变幅油缸一端铰接在所述变幅连杆的中段，另一端也铰接在所述底盘机构上；所述的第二变幅机构为第二变幅油缸，该第二变幅油缸一端铰接在所述的大梁托架上，另一端铰接在所述的底盘机构上；所述的浮动油缸铰接在所述的大梁托架上，其活塞杆一端铰接在所述的大梁上。

优选的，所述的变角调节机构与所述大梁托架相铰接的两点位于大梁托架的前后两端部。

优选的，所述的第一变幅机构设置在所述大梁的低侧一端，而第二变幅机构则设置在大梁的高侧一端。

优选的，所述的大梁上设置有浮动油缸铰座，所述浮动油缸的活塞杆铰接在该浮动油缸铰座上。

优选的，所述的大梁可滑动的安装于所述的大梁托架上方。

一种水平定向钻机，包括底盘机构、大梁以及安装在所述大梁上的动力头，还包括上述变角调节机构；所述的底盘机构包括第一横梁及第二横梁，所述的变幅连杆及第一变幅油缸铰接在所述的第一横梁上，所述的第二变幅油缸铰接所述的第二横梁上。

优选的，所述第一横梁的侧面设有第一铰座，所述的第一变幅油缸铰接在该第一铰座上。

优选的，所述第一横梁的顶面设有连杆铰座，所述的变幅连杆铰接在该连杆铰座上。

优选的，所述第二横梁的侧面设有第二铰座，所述的第二变幅油缸另一端铰接在该第二铰座上。

优选的，所述的大梁低端设有用于支撑大梁的锚固板。

采用上述方案后，本发明的有益效果在于：

(1)变角范围更大：本发明变角调节机构由于增设了浮动油缸，实现了大型钻机的大范围变角。

(2)本发明变角调节机构通过三油缸变角，浮动油缸可以快速使大梁窜至地面，变角稳定快捷。

(3)本发明水平定向钻机的底盘结构简单：变幅连杆第一变幅油缸一可以共同安装在件第一横梁上，减少了一根支撑梁，底盘结构更简单，成本更低。

(4)稳定性好：本发明水平定向钻机，由于无需考虑辅助支撑，因此大梁托架的两个支撑点可以采用两端最大跨距支撑，保证了运输和施工的稳定性。

附图说明

图1为现有水平定向钻机的典型结构示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明变角时的结构示意图；

图4为本发明大范围变角说明示意图。

附图标记：

1′、底盘机构；2′、大梁；3′、变幅机构3′；31′、前变幅油缸机构；32′、后变幅油缸机构；4′、动力头；9′、辅助支撑；

1、底盘机构；11、第一横梁；111、第一铰座；112、连杆铰座；12、第二横梁；121、第二铰座；2、大梁；21、油缸铰座；3、变角调节机构；31、第一变幅机构；311、变幅连杆；312、第一变幅油缸；32、第二变幅机构；321、第二变幅油缸；33、浮动油缸；4、动力头；5、行走动力站；6、大梁托架；7、锚固板。

具体实施方式

以下将结合具体实施例，对本发明的技术方案及有益效果进行详细说明。

本发明提供一种水平定向钻机以及应用于水平定向钻机的大梁变角调节机构，如图2所示，为本发明的较佳实施例。所述的水平定向钻机包括底盘机构1、大梁2以及可以调节大梁角度的变角调节机构3，在大梁2的上方还安装有动力头4，底盘机构1还通常被安装在行走动力站5上。其中：

所述的大梁2由一大梁托架6承托固定。该大梁2可以通过可滑动的结构安装于该大梁托架6上，具体的可滑动结构可以采用在大梁托架6两侧设置u型滑槽，大梁2的两侧则设置于该u型滑槽内，从而实现大梁2的前后滑移，而限制其上下及两侧的移动。

所述的变角调节机构3包括第一变幅机构31、第二变幅机构32及浮动油缸33。所述的第一变幅机构31包括变幅连杆311及第一变幅油缸312，该变幅连杆311一端铰接在所述的大梁托架6上，另一端铰接在底盘机构1上。该第一变幅油缸312一端铰接在所述变幅连杆311的中段，另一端也铰接在所述底盘机构1上。所述的第二变幅机构32为第二变幅油缸321，该第二变幅油缸321一端铰接在所述的大梁托架6上，另一端铰接在所述的底盘机构1上。所述的浮动油缸33铰接在所述的大梁托架6上，其活塞杆一端铰接在所述的大梁2上。所述的第一变幅机构31可以设置在所述大梁2的低侧一端，而第二变幅机构32则设置在大梁2的高侧一端。另外，由于不需要辅助支撑，所述变角调节机构3与大梁托架6相铰接的两点可以位于大梁托架6的前后两端部，使跨距最大，从而保证了运输和施工的稳定性。

进一步的，所述的底盘机构1包括第一横梁11及第二横梁12。所述的第一变幅油缸312另一端铰接在所述第一横梁11的侧面，具体的，在所述第一横梁11的侧面设有第一铰座111，该第一变幅油缸312铰接在该第一铰座111上。所述的变幅连杆311另一端铰接在所述第一横梁11的顶端，具体的，在所述第一横梁11的顶端设有连杆铰座112，该变幅连杆311铰接在该连杆铰座112上。所述的第二变幅油缸321另一端铰接在所述的第二横梁12的侧面，具体的，在所述第二横梁12的侧面设有第二铰座121，所述的第二变幅油缸321另一端铰接在该第二铰座121上。上述结构，将第一变幅机构31的变幅连接311和第一变幅油缸312在同一根横梁(即第一横梁11)上，减少了一根支撑梁，使底盘结构更简单，成本更低。

此外，所述的大梁2上可进一步设置浮动油缸铰座21，所述的浮动油缸33的活塞杆铰接在该浮动油缸铰座21上。

如图3所示，本发明所述的水平定向钻机要调节大梁2角度时，控制第一变幅油缸312的活塞杆升起，推动变幅连杆311顺时针转动，使得大梁托架6的左端升起；当控制第二变幅油缸321的活塞杆升起时，推动大梁托架6的右端升起，直至大梁托架6达到所需角度。如此时大梁2低端的锚固板7未与地面接触时，则浮动油缸33的活塞杆缩回从而拉动大梁2窜至地面。

上述结构的变角调节机构，可以实现较大范围的变角，这是因为(参见图4所示)：当大梁2由较小的9度调节到较大的14度时，如果大梁2与大梁托架6为固定结构时，则需要较大的油缸行程以及变幅连接的长，如图4(b)及图4(c)，所要求的第一变幅机构31的变幅连杆311的长度以及第二变幅机构32的第二变幅油缸321的行程长度均较长；而当设置了浮动油缸33之后，该浮动油缸33可拖动大梁2在大梁托架6上前后滑动，因此在调节角度到14度时，可以拖动大梁2向后，这样就可降低变幅连杆311的长度及第二变幅油缸321的行程，如图4(d)所示。也就是说，同样长度的变幅连杆及油缸行程，可以实现更大变角范围。再如图4(a)所示，由于本发明将设置有变幅连杆的变幅机构安装在大梁2的较低端，又同时降低了变幅连杆的长度，因此，当大梁2降至最低时，其倾斜角度几乎为0，从而扩大了整体的变角范围。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。