专利名称：机械桅杆式坑道钻机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种坑道钻机，尤其涉及一种在坑道(隧道)内进行钻孔施工的机械桅杆式坑道钻机。
背景技术：
在水电站施工廊道内进行固结灌浆、围幕灌浆的施工中，需要在廊道的多个横截面内、且在0° 360°的圆周上钻进若干个一定直径及深度的孔；在公路、铁路隧道施工中，在煤矿坑道施工以及地质灾害治理等多个领域，都需要在坑道内多个方向、方位钻孔。 在现有的廊道或隧道施工中，要求该廊道或隧道的高度较高。为了满足现有廊道或隧道施工要求，现有技术中常采用一种链条提升动力头的坑道钻机。
该链条提升动力头的坑道钻机包括机架座以及设在机架座上的电机、离合器、变速器、 桅杆、传动轴、传动链条和动力头。传动轴设置在桅杆上并与桅杆平行，动力头设置在桅杆上并与桅杆滑动配合；电机依次通过离合器和变速器将动力传递给传动轴；传动轴穿过动力头并可带动动力头上的钻杆主轴转动。传动链条绕过桅杆的顶部和底部，传动链条的一侧设置在提升链轮与传动链轮之间，通过给进液压马达与提升链轮连接，达到提升链轮转动，提升链轮转动时带动传动链条传动。而动力头与传动链条连接，传动链条可带动动力头向上移动，进而带动该动力头上的钻杆前进钻孔，实现动力头的进给运动。上述结构的坑道钻机在施工中主要存在下述不足一、在桅杆上设置提升链轮、传动链轮和传动链条，且传动链条绕过桅杆的顶部和底部，不但结构复杂，重量较大，增加了钻机自身负荷；二、设置的提升链轮、传动链轮和传动链条的重量均加载在桅杆上，而桅杆设置在机架座的上方，将导致整机重心上移，整个钻机的稳定较差；三、动力头的两端安装在桅杆上并可沿桅杆上下滑动，滑动配合增大了动力头与桅杆配合面之间的摩擦，缩短了动力头和桅杆的使用寿命。
发明内容
针对现有技术中的不足之处，本发明提供了一种既可增大钻杆的给进高度，且结构简单，重量较轻，重心较低，整机稳定好的机械桅杆式坑道钻机。本发明提供的机械桅杆式坑道钻机，包括机架座以及设在机架座上的电机、离合器、变速器、桅杆、传动轴、动力头、一级油缸、二级油缸和油缸托盘；所述传动轴设置在桅杆上并与桅杆平行，所述动力头设置在桅杆上并与桅杆滑动配合；所述电机依次通过离合器和变速器将动力传递给传动轴；所述传动轴穿过动力头并可带动动力头上的钻杆主轴转动；所述一级油缸的活塞杆竖直向下，一级油缸的活塞杆的底部固定在桅杆的底部；所述油缸托盘设在桅杆上并与桅杆滑动配合，一级油缸和二级油缸的缸体分别与油缸托盘固定连接，二级油缸的活塞杆竖直向上并与动力头固定连接。作为本发明的一种优选方案，所述桅杆包括相互平行、且竖直设置的左轨道和右轨道；所述传动轴竖直设置在左轨道和右轨道之间，所述动力头安装在左轨道和右轨道上并与左轨道和右轨道滑动配合。作为本发明的另一种优选方案，所述一级油缸和二级油缸分别为左右两套，所述油缸托盘安装在左轨道和右轨道上；左侧的一级油缸和二级油缸的缸体分别与油缸托盘的左侧固定连接，左侧的二级油缸的活塞杆的顶部与动力头的左侧固定连接；右侧的一级油缸和二级油缸的缸体分别与油缸托盘的右侧固定连接，右侧的二级油缸的活塞杆的顶部与动力头的右侧固定连接。作为本发明的又一种优选方案，所述动力头的左右两侧分别设有滚轮，所述左侧的滚轮卡在左轨道上并与左轨道滚动配合，右侧的滚轮卡在右轨道上并与右轨道滚动配
I=I O与现有技术相比，本发明具有如下优点
1、采用两级油缸提升动力头，动力头在桅杆上的爬升的最高高度为两级油缸活塞杆的总长，可增大钻杆的给进高度。2、一级油缸安装在桅杆的底部，二级油缸通过油缸托盘安装在一级油缸上，驱动动力头沿桅杆爬升的结构简单，重量较轻，且重心较低，整机稳定好。3、动力头的两端通过滚轮与桅杆滚动配合，动力头上升或下降，滚轮只需沿桅杆上下滚动，摩擦力较小，延长了动力头和桅杆的使用寿命。
图1为机械桅杆式坑道钻机的主视图； 图2为机械桅杆式坑道钻机的左视图3为桅杆的结构示意图4为动力头的剖面视图5为动力头的左视图6为油缸托盘的主视图7为图6中沿A—A方向的剖面视图8为变速器的结构剖面图9为变速器与传动轴配合的结构示意图。附图中1 一机架座；2 —电机；3—离合器；4一变速器；5—桅杆；51—左轨道；52—右轨道；6—传动轴；7—动力头；71—滚轮；72—钻杆主轴；73—箱体； 74—六方传动轴套；75—主动齿轮；76—从动齿轮；77—钻杆变径接头；78—水龙头接头；8—一级油缸；9一二级油缸；10—油缸托盘；11 一左滑板；12—右滑板；13— 连接板；14一压盖；15—液压系统。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细地描述。如图1、2所示，机械桅杆式坑道钻机包括机架座1以及设在机架座1上的电机2、 离合器3、变速器4、桅杆5、传动轴6、动力头7、一级油缸8、二级油缸9和油缸托盘10。其中，桅杆5的结构如图3所示，桅杆5包括左轨道51和右轨道52，左轨道51和右轨道52通过其顶部和底部的连接板组装为一体，且左轨道51和右轨道52相互平行。本实施例中，左轨道51和右轨道52的底部安装在变速器4的箱体左右两侧的托架上。图4为动力头的剖面视图，图5为动力头的左视图，如图所示，动力头7包括箱体 73、滚轮71、钻杆主轴72、六方传动轴套74、主动齿轮75和从动齿轮76。钻杆主轴72和六方传动轴套74均通过轴承平行安装在箱体73内，主动齿轮75套在六方传动轴套74上，从动齿轮76套在钻杆主轴72上，主动齿轮75与从动齿轮76齿啮合。滚轮71为两套，分别可转动的安装在箱体73的两侧，左侧的滚轮71卡在左轨道51上并与左轨道51滚动配合， 右侧的滚轮71卡在右轨道52上并与右轨道52滚动配合。钻杆主轴72的顶端安装有钻杆变径接头77，钻杆主轴72的底端安装有水龙头接头78。图6为油缸托盘的主视图，图7为图6中沿A—A方向的剖面视图，如图所示，油缸托盘10包括左滑板11、右滑板12和连接板13。左滑板11安装在左轨道51上并可沿左轨道51上下滑动，右滑板12安装在右轨道52上并可沿右轨道52上下滑动。左滑板11和右滑板12通过连接板13连接为一体。一级油缸8和二级油缸9分别为左右两套，左侧的一级油缸8和二级油缸9的缸体分别与油缸托盘10的左滑板11固定连接，左侧的一级油缸 8的活塞杆竖直向下并固定在桅杆5的底部，左侧的二级油缸9的活塞杆竖直向上，左侧的二级油缸9的顶部与动力头7的箱体73的左侧固定连接；右侧的一级油缸8和二级油缸9 的缸体分别与油缸托盘10的右滑板12固定连接，右侧的一级油缸8的活塞杆竖直向下并固定在桅杆5的底部，右侧的二级油缸9的活塞杆竖直向上，右侧的二级油缸9的活塞杆的顶部与动力头7的箱体73的右侧固定连接。传动轴6设置在左轨道51和右轨道52之间，并与左轨道51和右轨道52平行，传动轴6的顶部通过轴承和轴承座安装在桅杆5的顶部。传动轴6的底部通过轴承安装在与变速器4的箱体连接的压盖14上(变速器的结构如图8所示，变速器与传动轴配合的结构如图9所示)。本实施例中，传动轴为横截面呈六方的六方传动轴，传动轴6穿过动力头7 上的六方传动轴套74。电机2依次通过离合器3和变速器4将动力传递给传动轴6。使用该机械桅杆式坑道钻机时，电机2依次通过离合器3和变速器4将动力传递给传动轴6，传动轴6带动六方传动轴套74转动，六方传动轴套74带动主动齿轮75传动， 主动齿轮75驱动从动齿轮76旋转，从动齿轮进而带动钻杆主轴72 —起转动，钻杆主轴72 同步带动其上钻杆转动。动力头进给时，液压系统15向一级油缸8供油，一级油缸8的活塞杆伸出，因一级油缸8的活塞杆的底端固定在桅杆5的底部，一级油缸8的缸体向上移动， 进而驱动油缸托盘10沿桅杆5向上移动，油缸托盘10向上移动的同时也带动二级油缸9 和二级油缸顶部的动力头7向上移动，移动到合适的位置后，液压系统15向二级油缸9供油，二级油缸9的活塞杆伸出，再次驱动动力头7沿桅杆5向上移动，到达两级进给的目的。 动力头7后退时，只需通过液压系统15卸掉一级油缸8和二级油缸9内的压力油。通过两级油缸实现动力头7进给或后退，不但结构上更简单，而且重量轻，重心更低，整个坑道钻机更稳定。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种机械桅杆式坑道钻机，包括机架座(1)以及设在机架座(1)上的电机(2)、离合器(3)、变速器(4)、桅杆(5)、传动轴(6)和动力头(7);所述传动轴(6)设置在桅杆(5)上并与桅杆(5)平行，所述动力头(7)设置在桅杆(5)上并与桅杆(5)滑动配合；所述电机(2)依次通过离合器(3)和变速器(4)将动力传递给传动轴(6)；所述传动轴(6)穿过动力头(7) 并可带动动力头(7)上的钻杆主轴(72)转动；其特征在于还包括一级油缸(8)、二级油缸 (9)和油缸托盘(10)；所述一级油缸(8)的活塞杆竖直向下，一级油缸(8)的活塞杆的底部固定在桅杆(5)的底部；所述油缸托盘(10)设在桅杆(5)上并与桅杆(5)滑动配合，一级油缸(8)和二级油缸(9)的缸体分别与油缸托盘(10)固定连接，二级油缸(9)的活塞杆竖直向上并与动力头(7)固定连接。
2.根据权利要求1所述的机械桅杆式坑道钻机，其特征在于所述桅杆(5)包括相互平行、且竖直设置的左轨道(51)和右轨道(52);所述传动轴(6)竖直设置在左轨道(51)和右轨道(52 )之间，所述动力头(7 )安装在左轨道(51)和右轨道(52 )上并与左轨道(51)和右轨道(52)滑动配合。
3.根据权利要求2所述的机械桅杆式坑道钻机，其特征在于所述一级油缸(8)和二级油缸(9)分别为左右两套，所述油缸托盘(10)安装在左轨道(51)和右轨道(52)上；左侧的一级油缸(8)和二级油缸(9)的缸体分别与油缸托盘(10)的左侧固定连接，左侧的二级油缸(9)的活塞杆的顶部与动力头(7)的左侧固定连接；右侧的一级油缸(8)和二级油缸(9) 的缸体分别与油缸托盘(10)的右侧固定连接，右侧的二级油缸(9)的活塞杆的顶部与动力头(7)的右侧固定连接。
4.根据权利要求2或3所述的机械桅杆式坑道钻机，其特征在于所述动力头(7)的左右两侧分别设有滚轮(71)，所述左侧的滚轮(71)卡在左轨道(51)上并与左轨道(51)滚动配合，右侧的滚轮(71)卡在右轨道(52)上并与右轨道(52)滚动配合。
全文摘要
本发明公开了一种机械桅杆式坑道钻机，包括机架座、电机、离合器、变速器、桅杆、传动轴、动力头、两级油缸和油缸托盘；传动轴设置在桅杆上，动力头设置在桅杆上并与桅杆滑动配合；传动轴穿过动力头并可带动钻杆主轴转动；一级油缸的活塞杆竖直向下并固定在桅杆的底部；油缸托盘设在桅杆上与其滑动配合，两级油缸的缸体与油缸托盘固定连接，二级油缸的活塞杆竖直向上并与动力头固定连接。本发明采用两级油缸提升动力头，动力头在桅杆上的爬升的最高高度为两级油缸活塞杆的总长，可增大钻杆的给进高度；一级油缸安装在桅杆的底部，二级油缸通过油缸托盘安装在一级油缸上，驱动动力头沿桅杆爬升的结构简单，重量较轻，且重心较低，整机稳定好。
文档编号E21B15/00GK102425380SQ20111036553
公开日2012年4月25日 申请日期2011年11月17日 优先权日2011年11月17日
发明者吴建军, 李剑, 田虎 申请人:重庆探矿机械厂