专利名称：双回转多方位工程水平钻机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种地下工程施工的工程钻机。
现有技术中常用的水平钻机，一般不具有主机的升降功能，采用支柱式结构进行升降和支撑的钻机(如CN2093240U坑道浅孔轻型钻机)，其钻孔方位角度的调整装置简陋，作业很不方便，且只具备单回转头，钻孔工艺简单，不适应复杂地层的钻孔，国内也有双回转头台车式钻机，使用双液压马达驱动，其成本高、结构不紧凑，机身比较笨重。
本实用新型的目的是设计一种采用单电机驱动的双回转头台车式钻机，它可实现双回转、多方位钻孔。
本实用新型是这样实现的，由双回转头和进给导轨组成的主机，通过一个电机直联摆线针轮减速机驱动后回转头，后回转头内装有多组齿轮副，带动内钻管回转，后回转头内还设有一驱动副轴，它与前回转头的传动轴相接，通过前回转头内的齿轮副带动与前回转头相接的外钻管回转。两个回转头安装在进给导轨的轨面上，由进给导轨的油缸绳组牵引进退，油缸动作由液压操纵箱控制。钻机设有摆臂式转向座，可对主机相对于台车的前后、左右位置及转角进行调整，并通过调向器锁定。由靠板、转向座和调位器Ⅱ铰接组成的调角装置，通过调节调位器Ⅱ可调整主机的倾仰角度。主机的升降由钻臂变幅和台车升降两级升降共同实现，其中由滑座、钻臂、支撑杆、靠板和调位器Ⅰ组成的平行四边形平移升降机构，通过调节调位器Ⅰ可实现主机的一级升降，台车上装有由滑道、升降架、卷扬机组成的升降装置，卷扬机的钢丝绳绕过台车架和升降架上的滑轮，固定在滑座上，转动卷扬机手柄，可实现主机的二级升降。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步描述
图1本实用新型整体结构示意图。
图2后回转头结构示意图。
图3后回转头俯视图。
图4前回转头结构示意图。
图5前回转头俯视图。
图6进给导轨结构示意图。
图7进给导轨俯视图。
图8变位机构示意图。
图9转向座结构示意图。
图10调位器结构示意图。
图11调向器结构示意图。
图12台车结构示意图。
图13台车俯视图。
参见
图1，本实用新型整体结构示意图。一种双回转多方位工程水平钻机，包括主机、转向座(19)、变位机构(22)、液压操纵箱(2)、台车(28)和卷扬机(27)，其中液压操纵箱和卷扬机固定在台车上，其特征在于主机包括电机直联式减速机(13)、后回转头(11)、前回转头(6)、进给导轨(4)，电机直联式减速机用螺钉(12)固定在后回转头的后侧，后回转头用于与内钻管(10)连接，前回转头用于与外钻管(3)连接，前回转头与后回转头之间由调节丝杠(29)连接，它们都安装在进给导轨(4)上，后回转头通过螺栓(15)与进给导轨的牵引块(14)连接，进给导轨通过螺栓(7)、螺母(8)、垫片(9)紧固在变位机构的转向座(19)上的摆臂(18)的销轴(17)上，调向器(5)的一端铰接在进给导轨上，另一端铰接在转向座(19)上，在台车上还设有一升降架(26)，变位机构通过其下端的滑座(25)安装在台车的升降架(26)上，滑座(25)通过销钉(23)与钢丝绳(24)连接，液压操纵箱的二根输油管(20)与油缸(16)连接。转向座(19)上还设有工作吊栏(21)。
参见图2、图3，后回转头包括箱体(51)、内钻管驱动轴(71)、副轴(49)、调节丝杠(29)、多组齿轮和轴承，其特征在于减速机与传动齿轮(73)通过减速机主轴插入传动齿轮内孔连接，传动齿轮通过轴承(38)定位在箱体上；内钻管驱动轴(71)为花键轴，其尾端通过轴承(72)装在传动齿轮的轴孔内，其轴颈通过轴承(61)、透盖(60)、油封(63)、螺钉(65)定位在箱体上，其轴端装有法兰盘(37)用螺钉(36)、挡圈(35)、键(62)固定，用于与内钻管(10)连接；设有通过键(47)连在一起的齿轮(46)、齿轮(54)、齿轮(59)，它们通过轴承(45)、(57)、挡圈(44)、(58)装在轴(56)上，轴(56)的两端分别由轴座(41)、(55)固定在箱体上；传动齿轮(73)与齿轮(46)啮合，齿轮(64)内孔为花键孔，后端设有啮合齿，装在内钻管驱动轴(71)上，齿轮(64)上还装有滑环(67)，用螺钉(66)紧固；手柄(30)通过螺钉(33)与摇臂(70)固定在一起，摇臂上由开口销(69)固定一滑块(68)，滑块嵌在滑环(67)的槽中，转动手柄可使齿轮(64)前后移动，分别与齿轮(73)或齿轮(54)啮合；副轴(49)通过轴承(52)、(43)、端盖(42)、透盖(40)、螺钉(39)定位在箱体上，副轴前端设有内六方轴孔，副轴上装有齿轮(50)，由键(53)、挡圈(48)紧固，齿轮(50)和齿轮(59)啮合；调节丝杠(29)旋接在箱体上，箱体底部开有凹形槽，两边装有镶板(34)，镶板通过螺钉(31)、弹簧垫(32)固定在箱体底上，由凹形槽、镶板构成一燕尾槽，它与进给导轨配装。
参见图4、图5，前回转头包括齿轮轴(86)、外钻管驱动轴(98)、齿轮和轴承，齿轮轴内设有六方轴孔，前、后回转头通过与后回转头的副轴(49)相接的六方轴(83)插入六方轴孔连接，齿轮轴由前、后两组轴承(85)、透盖(79)、螺钉(78)定位在箱体(100)上，透盖(79)中装有油封(84)；外钻管驱动轴(98)由前轴承(97)、前透盖(76)、后轴承(88)、后透盖(92)及螺钉(75)定位在箱体(100)上，后透盖中装有密封圈(93)，外钻管驱动轴上装有齿轮(95)，用键(87)、挡圈(94)紧固，外钻管驱动轴一端通过法兰盘(77)与外钻管连接，法兰盘用键(96)、锁母(74)紧固，齿轮(95)与齿轮轴(86)啮合；箱体底部开有凹形槽，两边装有镶板(34)，镶板通过螺钉(31)、弹簧垫(32)固定在箱体上，由凹形槽、镶板构成一燕尾槽，与进给导轨配装，箱体后部设带有凹槽的连接板(91)，由螺钉(89)、弹簧垫(90)固定，通过连接板的凹槽与后回转头的调节丝杠(29)的凸沿连接。
参见图6、图7，进给导轨包括导轨体(116)、导向座(110)、油缸(16)、滑轮和滑轮轴，其特征在于导轨体用型钢焊接成型，导向座通过螺钉固定在导轨体的前端；油缸(16)用销轴(101)固定在导轨体上，导轨体的前端装有滑轮(103)和滑轮轴(102)，后端装有滑轮(117)和滑轮轴(106)；设有二根钢丝绳，前拉钢丝绳(112)和后拉钢丝绳(115)，前拉钢丝绳的一端由螺钉(114)、压板(113)固定在导轨体上，另一端绕过绕绳环(104)、滑轮组(107)中间的滑轮，再经滑轮(103)被销钉(105)固定在牵引块(14)上，后拉钢丝绳(115)的两端从牵引块(14)引出，经滑轮(117)、滑轮组(107)两侧的滑轮栓接在两根拉杆(108)上，拉杆通过螺母(109)固定在导轨体上。油缸(16)活塞杆的伸缩可带动牵引块(14)作二倍于活塞杆行程的前后移动。
参见图8，变位机构包括滑座(25)、钻臂(125)、支撑杆(126)、靠板(124)、筒套(122)和调位器Ⅱ(119b)，滑座(25)后侧焊有吊耳(23)，用于与提升钢丝绳(24)连接；锁块(131)由螺钉(130)固定在滑座(25)的两侧，用于滑座(25)在台车(28)升降架(26)上的锁定。钻臂(125)的下端铰接在滑座(25)的横轴(128)上，支撑杆(126)的下端及套筒(122)铰接在滑座(25)的另一根横轴(129)上。调位器Ⅱ(119b)铰接在钻臂(125)的中部，其丝杠(120b)旋接在筒套(122)端部的螺母(127)上；钻臂的上端由销轴(123)与靠板(124)的后侧孔及转向座(19)的后销孔铰接，支撑杆(126)的上端与靠板(124)的前侧孔铰接在旋转螺母(121)的横轴上；调位器Ⅰ(119a)与转向座(19)的铰座(118)铰接，其丝杠(120a)旋接在旋转螺母(121)中。滑座(25)、钻臂(125)、靠板(124)和支撑杆(126)组成一个平形四边形平移升降机构，转动调位器Ⅱ(119b)的旋轴即可实现进给导轨(4)的平移升降；靠板(124)转向座(19)和调位器Ⅰ(119a)共同组成一个调角装置，转动调位器Ⅰ(119a)的旋轴即可实现导轨(4)的倾仰角度调整。
参见图9，转向座包括摆臂(18)、铰座(118)、转向座板(133)，铰座(118)由螺钉(132)固定装在转向座板(133)的前侧；摆臂(18)的一端铰接在转向座板(133)上，并由锁母(135)、垫片(134)锁定；销轴(17)装在摆臂(18)的另一端的销孔内，并由垫片(137)、螺母(138)锁定，销轴(17)用于与导轨(4)连接，螺钉(136)用于摆臂转至不同位置上的锁定。
参见
图10，调位器包括丝杠(120)、T形座(148)、旋轴(140)、锥形齿轮，其特征在于丝杠(120)用螺钉(150)、挡圈(149)安装在T形座(148)上，丝杠(120)上由螺钉(144)、挡圈(145)、键(146)固定装有锥形齿轮(147)，T形座(148)的横轴轴孔中装有旋轴(140)，锥形齿轮(139)由螺钉(142)、挡圈(143)、键(141)固定在旋轴(140)上。转动旋轴(140)即可带动丝杠(120)旋转，丝杠(120)上还有锁紧螺母(151)。
参见
图11，调向器包括铰接套管(158)、调整螺母(155)和铰接丝杠(153)，调螺母(155)由端环(156)、销母(157)定位在铰接套管(158)的端部，铰接丝杠旋接在调整螺母中，铰接丝杠上有锁母(154)，铰接丝杠的销孔中装有销轴(152)用于与进给导轨(4)连接，铰接套管销孔中的销轴(159)用与转向座(19)连接。
参见
图12、
图13，台车包括台车架、脚轮，其特征在于还包括滑道(166)、升降架(26)和支架(1)，支架(1)由型钢焊接成型，被固定在台车架(172)上，滑道(166)两端分别焊接固定在支架和台车架上，升降架安装在滑道中；手摇卷扬机(27)固定在台车架后侧，钢丝绳(24)绕经滑道后侧的滑轮(167)和升降架上的滑轮(164)、(165)用销钉(23)固定在滑座(25)上。由钢丝绳牵引可实现升降架带动滑座的两级升降。
台车架(172)装有脚轮，两个后脚轮(168)装在转向支座(169)上，转向支座铰接在台车架上，其特征在于两个前脚轮(160)分别装在两个L形弯轴(161)上，弯轴的竖轴铰接在台车架上，并由锁板(170)、螺钉(171)在纵横二个方向锁定弯轴，使前脚轮可纵向或横向定位。台车的四个支腿(162)由活络管卡子(163)固定在台车架底部的管形横撑(173)上，可任意改变支腿支撑角度。
本实用新型有以下优点1、用一个电机直联减速机驱动双向转头，双回转头可接不同规格、形式的钻管、钻具，实现单管或双管循环、屏蔽螺旋、冲击回转等多种方式钻进，对复杂地层适应能力强。
2、由钻臂变幅和台车升降共同实现主机的升降，其升降幅度大，收缩尺寸小，工作稳定性好，即能满足不同高度位置钻孔，又便于运输。
3、摆臂式转向座实现主机相对于台车的前后或左右位移和转向，钻机的贴墙钻孔性能好，钻孔方位调整范围大。
4、钻机可纵横两个方向行走，便于运输和钻机平移。
权利要求1.双回转多方位工程水平钻机，包括主机、转向座(19)、变位机构(22)、液压操纵箱(2)、台车(28)和卷扬机(27)，其中液压操纵箱和卷扬机固定在台车上，其特征在于主机包括电机直联式减速机(13)、后回转头(11)、前回转头(6)、进给导轨(4)，电机直联式减速机用螺钉(12)固定在后回转头的后侧，后回转头用于与内钻管(10)连接，前回转头用于与外钻管(3)连接，前回转头与后回转头之间由调节丝杠(29)连接，它们都安装在进给导轨(4)上，后回转头通过螺栓(15)与进给导轨的牵引块(14)连接，进给导轨通过螺栓(7)、螺母(8)、垫片(9)紧固在变位机构的转向座(19)上的摆臂(18)的销轴(17)上，调向器(5)的一端铰接在进给导轨上，另一端铰接在转向座(19)上，在台车上还设有一升降架(26)，变位机构通过其下端的滑座(25)安装在台车的升降架(26)上，滑座(25)通过销钉(23)与钢丝绳(24)连接，液压操纵箱的二根输油管(20)与油缸(16)连接。
2.按权利要求1所述的水平钻机，其中后回转头包括箱体(51)、内钻管驱动轴(71)、副轴(49)、调节丝杠(29)、多组齿轮和轴承，其特征在于减速机与传动齿轮(73)通过减速机主轴插入传动齿轮内孔连接，传动齿轮通过轴承(38)定位在箱体上；内钻管驱动轴(71)为花键轴，其尾端通过轴承(72)装在传动齿轮的轴孔内，其轴颈通过轴承(61)、透盖(60)、油封(63)、螺钉(65)定位在箱体上，其轴端装有法兰盘(37)用螺钉(36)、挡圈(35)、键(62)固定，用于与内钻管(10)连接；设有通过键(47)连在一起的齿轮(46)、齿轮(54)、齿轮(59)，它们通过轴承(45)、(57)、挡圈(44)、(58)装在轴(56)上，轴(56)的两端分别由轴座(41)、(55)固定在箱体上；传动齿轮(73)与齿轮(46)啮合，齿轮(64)内孔为花键孔，后端设有啮合齿，装在内钻管驱动轴(71)上，齿轮(64)上还装有滑环(67)，用螺钉(66)紧固；手柄(30)通过螺钉(33)与摇臂(70)固定在一起，摇臂上由开口销(69)固定一滑块(68)，滑块嵌在滑环(67)的槽中，转动手柄可使齿轮(64)前后移动，分别与齿轮(73)或齿轮(54)啮合；副轴(49)通过轴承(52)、(43)、端盖(42)、透盖(40)、螺钉(39)定位在箱体上，副轴前端设有内六方轴孔，副轴上装有齿轮(50)，由键(53)、挡圈(48)紧固，齿轮(50)和齿轮(59)啮合；调节丝杠(29)旋接在箱体上，箱体底部开有凹形槽，两边装有镶板(34)，镶板通过螺钉(31)、弹簧垫(32)固定在箱体底上，由凹形槽、镶板构成一燕尾槽，它与进给导轨配装。
3.按权利要求1所述的水平钻机，其中前回转头包括齿轮轴(86)、外钻管驱动轴(98)、齿轮和轴承，齿轮轴内设有六方轴孔，前、后回转头通过与后回转头的副轴(49)相接的六方轴(83)插入六方轴孔连接，齿轮轴由前、后两组轴承(85)、透盖(79)、螺钉(78)定位在箱体(100)上，透盖(79)中装有油封(84)；外钻管驱动轴(98)由前轴承(97)、前透盖(76)、后轴承(88)、后透盖(92)及螺钉(75)定位在箱体(100)上，后透盖中装有密封圈(93)，外钻管驱动轴上装有齿轮(95)，用键(87)、挡圈(94)紧固，外钻管驱动轴一端通过法兰盘(77)与外钻管连接，法兰盘用键(96)、锁母(74)紧固，齿轮(95)与齿轮轴(86)啮合；箱体底部开有凹形槽，两边装有镶板(34)，镶板通过螺钉(31)、弹簧垫(32)固定在箱体上，由凹形槽、镶板构成一燕尾槽，与进给导轨配装，箱体后部设带有凹槽的连接板(91)，由螺钉(89)、弹簧垫(90)固定，通过连接板的凹槽与后回转头的调节丝杠(29)的凸沿连接。
4.按权利要求1所述的水平钻机，其中变位机构包括滑座(25)、钻臂(125)、支撑杆(126)、靠板(124)、筒套(122)和调位器Ⅱ(119b)，滑座(25)后侧焊有吊耳(23)，用于与提升钢丝绳(24)连接；锁块(131)由螺钉(130)固定在滑座(25)的两侧，用于滑座(25)在台车(28)升降架(26)上的锁定，钻臂(125)的下端铰接在滑座(25)的横轴(128)上，支撑杆(126)的下端及套筒(122)铰接在滑座(25)的另一根横轴(129)上，调位器Ⅱ(119b)铰接在钻臂(125)的中部，其丝杠(120b)旋接在筒套(122)端部的螺母(127)上；钻臂的上端由销轴(123)与靠板(124)的后侧孔及转向座(19)的后销孔铰接，支撑杆(126)的上端与靠板(124)的前侧孔铰接在旋转螺母(121)的横轴上；调位器Ⅰ(119a)与转向座(19)的铰座(118)铰接，其丝杠(120a)旋接在旋转螺母(121)中，滑座(25)、钻臂(125)、靠板(124)和支撑杆(126)组成一个平形四边形平移升降机构。
5.按权利要求1所述的水平钻机，其中转向座包括摆臂(18)、铰座(118)、转向座板(133)，铰座(118)由螺钉(132)固定装在转向座板(133)的前侧；摆臂(18)的一端铰接在转向座板(133)上，并由锁母(135)、垫片(134)锁定；销轴(17)装在摆臂(18)的另一端的销孔内，并由垫片(137)、螺母(138)锁定，销轴(17)用于与导轨(4)连接。
6.按权利要求1所述的水平钻机，其中台车包括台车架、脚轮，其特征在于还包括滑道(166)、升降架(26)和支架(1)，支架(1)由型钢焊接成型，被固定在台车架(172)上，滑道(166)两端分别焊接固定在支架和台车架上，升降架安装在滑道中；手摇卷扬机(27)固定在台车架后侧，钢丝绳(24)绕经滑道后侧的滑轮(167)和升降架上的滑轮(164)、(165)用销钉(23)固定在滑座(25)上。
7.按权利要求1所述的水平钻机，其中台车架(172)装有脚轮，两个后脚轮(168)装在转向支座(169)上，转向支座铰接在台车架上，其特征在于两个前脚轮(160)分别装在两个L形弯轴(161)上，弯轴的竖轴铰接在台车架上，并由锁板(170)、螺钉(171)在纵横二个方向锁定弯轴，使前脚轮可纵向或横向定位。
专利摘要本实用新型属于地下施工的工程钻机，适用于隧道、管线、基坑等地下工程施工。本钻机是一种双回转头钻机。由一个电机直联减速机驱动后回转头，带动内钻管回转及副轴旋转，副轴与前回转头传动轴相接，通过前回转头带动外钻管回转。钻机设有摆臂式转向座、实现主机一级升降和倾仰角度调整的变位机构及可纵横行走的台车，台车上装有由滑道、升降架、卷扬机组成的二级升降装置。钻机结构简单紧凑，可大范围调整钻孔角度、方位。
文档编号E21B7/02GK2175300SQ93246199
公开日1994年8月24日 申请日期1993年12月11日 优先权日1993年12月11日
发明者王世高, 李宗琦 申请人:北京市市政工程研究院