专利名称：高效轻型自走钻机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种适合于钻凿水井、工程孔及地质勘探用的多功能钻机。具体地说，是一种用手扶拖拉机装载并驱动的高效轻型自走钻机。
在中国专利90216563.1中公开了一种高效轻型水井钻机，“包括，一个动力源，一个机架，一套装在所述机架上的钻井装置，该钻井装置包括塔架、卷场机、滑轮组、传动箱、中空主钻杆以及钻头，向所述钻井装置的中空钻杆中供水的供水装置”。它具有体积小、成本低、效率高、工作性能稳定可靠、安装、调试、操作均方便的特点，非常适用于钻凿中深水井和工程桩孔。但，由于钻进时钻具回转切削地层需用高压水冲出泥岩浆而成井，这对于无水源或离水源较远的钻孔作业区使用较为不便，尤其是对于要求干钻回转钻进和冲击钻进的作业区也不能满足；另外，其转移方式为牵引式，需要一个单独的运输机械牵引。
在中国专利90206036.8中公开了一种“适用于农业个体农田灌溉及城乡居民供水的小型手扶拖拉机式钻井机”其钻机用手扶拖拉机装载行走，转移较为方便。但同样不具有干钻回转钻进和干钻冲击钻进钻具，也不具有完成钻具频繁点动和连续冲击作业的离合器和制动器。众所周知手扶拖拉机的牙嵌式转向离合器不适用重载开合，不能完成钻具连续冲击作业；它的金属环式制动器是用作拖拉机空车制动的，负载能力很小，不适用于重载钻具的点动，同时它的制动器是整个拖拉机系统公用的。如果利用其制动钻具的升降运动，则钻具的回转运动也将停止，不能满足钻机对钻具升降及回转运动既能单独运动又能联动的任务要求，也因此不能用来控制和调整由于钻具自重引起的钻压。
本实用新型的目的就是克服上述不足而提供一种既能水冲钻进又可干钻钻进，既能回转钻进又可冲击钻进同时移动方便的多功能高效轻型自走钻机。
用于实现本实用新型目的的高效轻型自走钻机，包括一台用于装载钻机行走并为钻孔提供动力的手扶拖拉机；一个装于手扶拖拉机之上并可使之脱离地面的机架；一个装于机架前部的可倾塔架；一个装于机架上的钻井装置，所述钻井装置可包括一套水冲回转钻具，一套干钻回转钻具，一套干钻冲击钻具；所述自走钻机还包括一个中央部分可以通过钻具并可驱动回转钻具旋转的齿轮传动箱；一个含有控制钻具升降、停止、点动或连续冲击的离合器和制动器的卷扬机；以及一根连接卷扬机的卷筒和所述钻具的钢丝绳及一套滑轮组。
所述卷扬机的离合器和制动器最好是锥形摩擦离合器和带式制动器。该离合器由宽螺距多线矩形螺旋副、差动轴承、离合器主动鼓及与主动鼓固定为一体的皮带轮或链轮构成。所述带式制动器由制动鼓和制动带构成。该离合器的主动鼓外园锥面安装有摩擦片，内孔通过差动轴承安装在宽螺距多线矩形螺旋副的螺母上，该螺旋副中的丝杠为卷扬机轴的一部分，卷扬机轴的两端固定在机架上，卷扬机的卷筒通过滚动轴承安装在卷扬机轴上，卷筒一端加工有内园锥面，该园锥面与锥形摩擦离合器主动鼓上摩擦片的外园锥面相对应，卷筒另一端加工有带式制动器制动鼓的外园柱面，该园柱面与制动带内园柱面相对应，卷筒中部绕有钢丝绳，钢丝绳的一端固定在卷筒上，另一端有二种缠绕方式，一种是绕过安装在可倾塔架上的下定滑轮、上定滑轮和水龙头上的动滑轮，最后固定在可倾塔架顶部，其倍率为2；另一种是绕过可倾塔架的下定滑轮、上定滑轮后直接固定在水龙头或冲锤之上，其倍率为1。所述锥形摩擦离合器和带式制动器通过控制卷扬机卷筒的正反转和停止，实现钻具的升降、停止、点动和连续冲击作业。
所说传动箱最好包括箱体、一个与箱体固接的上盖、一个与上盖组成迷宫的防水防尘罩；防水罩固接于传动卡套之上；一个外端安装有皮带轮的齿轮轴；一个用于减速的园锥齿轮副，该园锥齿轮副的齿轮最好为大变位系数和的角一切变位园锥齿轮；一个用于带动主钻杆的传动卡套；所述园锥齿轮副的小园锥齿轮固定于该输入轴上，其大园锥齿轮与所述传动卡套相固接，传动箱的传动卡套中有较大的孔，所述干钻钻具的钻头最好能从孔中通过。
主钻杆的驱动有二种方式一种在传动卡套内开槽，驱动带键的主钻杆；另一种方式是在防水防尘罩上设有卡槽，卡槽上可以装有传动主钻杆的补心。
所述钻具有三种形式一是包含有水龙头、主钻杆、钻杆、全面钻进钻头的水冲回转钻具；二是包含有水龙头、主钻杆、钻杆、岩心钻头或螺旋钻头的干钻回转钻具；二是包含有冲锤、取心器的干钻冲击钻具。以上三种钻具，使用者在钻一个孔时，可根据不同的地质情况和需要选用其中二、三种交替使用，或始终用一种钻具。
所述主钻杆、钻杆及钻头联结设计为宽螺距多线矩形螺纹，不仅拆卸、联接钻杆节时省力，同时保证了接头强度和高压水通径。
使用倍率为2的滑轮组装卸钻杆时，最好配合使用钢丝绳自由装卸式双钩滑轮。
所述传动装置最好是挠性体传动装置，可以是胶带，也可以是链传动。包括皮带或链、主从动皮带或链轮，所说主动皮带或链轮安装于半轴上，从动皮带或链轮分别装于卷扬机离合器的主动鼓和传动箱动力输入轴上。
所述机架，包括一套螺旋支承装置，它可支承钻机脱离地面并且使其调整水平，该机架的中部用U型卡与拖拉机半轴套相联结，后部与拖拉机弯梁末端相连接，在机架的前部安装有传动箱和可倾塔架，在机架后部和拖拉机弯梁之下安装有柴油机，动力经柴油机皮带轮传给拖拉机变速箱的皮带轮，卷扬机的两端通过支架分别固定在拖拉机弯梁和机架上。
本实用新型同已有技术相比具有以下显著优点第一具有带有锥形摩擦离合器和带式制动器的卷扬机，能实现频繁点动、升降钻具，能有效地进行连续冲击取心作业；并能配合手扶拖拉机原有的功能，实现钻具的回转与提升两路传动既能分别单动，又能联动作业。第二既可以水冲钻进，又可干钻钻进和冲击钻进，使用范围广。第三由于设计了大变位系数和角一切变位锥齿轮副，提高了齿轮的弯曲、接触强度和耐磨性。第四塔架可机动起落，减轻了劳动强度。
下面参照所给
本实用新型的一个实施例。
图1图2是高效轻型自走钻机结构示意图和俯视图。
图3是高效轻型自走钻机用干钻回转钻具钻孔示意图。
图4是高效轻型自走钻机用干钻冲击取心钻具钻孔示意图。
如图1图2所示，将机架15上的螺旋支承14放下，立于地面上的枕木13上，调至水平，固定牢靠。按图1双点划线缠绕钢丝绳30，钢丝绳30一端固定在卷扬机44的卷筒45上，经塔架25上的下定滑轮29，上定滑轮26，辅助滑轮17、16后固定在塔架25顶端。启动柴油机1，动力经皮带轮2、皮带3、皮带轮5传至变速箱4，将手扶拖拉机6的变速箱5的手柄置于低档位置，操作位于拖拉机弯梁36、扶手架35之下的卷扬机44的摩擦离合器手柄40，使塔架25离开斜撑34，慢速竖起后停车。牢固固定塔架，把钢丝绳从辅助滑轮16、17内取出，吊住钻具。将变速箱5挂入适当档位，动力经左半轴37、皮带轮7、皮带8、皮带轮9传至传动箱18的输入轴10，再经小园锥齿轮27、大园锥齿轮28，传至传动卡套20，驱动主钻杆22，带动钻杆11、钻头12旋转切削地层；同时经过水龙头23向钻头12底部注水，以冲击泥岩浆。根据地质情况，也可使用干钻钻进。干钻回转钻具可利用提出钻头方式清理、取出泥土或岩心。
必要时，操作手扶拖拉机6切断左边动力使钻具停止回转，通过顺时针操作摩擦离合器39的手柄40，使宽距多线螺旋副42的螺母沿两端固定在机架上的卷扬机轴49上旋转前进，经差动轴承41推动离合器主动鼓43与卷扬机44之卷筒45端部内锥面结合，于是卷筒45便带动钢丝绳30经滑轮组使钻具提升。当需要钻头12等停止提升时，则逆时针操作摩擦离合器手柄40，同时压下带式制动器的手柄46、凸轮47，使制动带48刹住卷筒45一端的制动鼓。欲使钻头12等再度下降，抬起手柄46，松脱制动带38便可。
图3所示，先把螺旋钻头52从传动箱的传动卡套20中放入，把补心51套入主钻杆22，把主钻杆下端螺杆旋入钻头52上部的螺母中，补心51安装于防水防尘罩21之上，扭矩由传动卡套20传至主钻杆，带动钻头切削地层。需要提出钻具清理取出泥土时，操作卷扬机44即可。
图4所示，用钢丝绳30的一端与冲锤53联接，取心器56上端螺杆与冲锤下体55螺母连接，取心器56放入传动卡套20中，操作卷扬机，使冲锤上体54上升到一定高度，然后使其快速下降使其冲击下体55，把冲击力传至取心器56，使其被冲入地层，需要取出取心器中土或岩石时，操作卷扬机44便可。
权利要求1.一种适合于钻凿水井、工程孔及地质勘探用的多功能高效轻型自走钻机，它包括一台用于装载钻机行走并为钻孔提供动力的手扶拖拉机；一个装于手扶拖拉机之上并可使之脱离地面的机架；一个装于机架前部的可倾塔架；一个装于机架上的钻井装置，其特征在于，所述钻井装置可包括一套水冲回转钻具，一套干钻回转钻具，一套干钻冲击钻具；所述自走钻机还包括一个中央部分可以通过钻具并可驱动回转钻具旋转的齿轮传动箱；一个含有控制钻具升降、停止、点动或连续冲击的离合器和制动器的卷扬机；以及一根连接卷扬机的卷筒和所述钻具的钢丝绳及滑轮组。
2.根据权利要求1所述的高效轻型自走钻机，其特征在于所述卷扬机所含有的离合器为一锥形摩擦离合器，该离合器由宽螺距多线矩形螺旋副、差动轴承、离合器主动鼓及与主动鼓固定为一体的皮带轮或链轮组成，所述制动器由制动鼓和制动带构成。
3.根据权利要求1所述的高效轻型自走钻机，其特征在于所述水冲钻具包括水龙头，中空主钻杆、钻杆、以及全面钻进钻头。
4.根据权利要求1所述的高效轻型自走钻机，其特征在于所述干钻回转钻具包括水龙头、主钻杆、钻杆和岩心钻进钻头或螺旋钻头。
5.根据权利要求1所述的高效轻型自走钻机，其特征在于所述干钻冲击钻具包括冲锤、取心器，所述冲锤连于所述钢丝绳。
6.根据权利要求3或4所述的高效轻型自走钻机，其特征在于所述钻杆的接头是一对宽螺距多线螺纹。
7.根据权利要求1所述的高效轻型自走钻机，其特征在于所述传动箱包括用于减速的圆锥齿轮副，所述齿轮副为大变位系数和的角一切变位园锥齿轮副。
专利摘要本实用新型涉及适合于钻水井、工程孔及地质勘探用的多功能高效轻型自走钻机。它包括用于装载钻机行走并为钻孔提供动力的手扶拖拉机；装于手扶拖拉机上并可使之脱离地面的机架；装于机架前部的可倾塔架；一套水冲回转钻具，一套干钻回转钻具，一套干钻冲击钻具；中央可以通过干钻钻具并可驱动回转钻具旋转的齿轮传动箱；含有控制钻具升降、停止、点动和连续冲击的离合器和制动器的卷扬机；连接卷扬机的卷筒和钻具的钢丝绳及滑轮组。
文档编号E21B7/02GK2182258SQ9420412
公开日1994年11月9日 申请日期1994年3月7日 优先权日1994年3月7日
发明者卢新华, 王运明, 周陈林, 赵淑美, 周华献 申请人:河南省项城华宝钻机厂