一种改进的煤矿坑道钻机结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种改进的煤矿坑道钻机结构，包括钻头顶座，钻头顶座上固定有钻头，所述钻头顶座下方设置有钻头底座，钻头顶座底面均匀设置有若干个连接臂，连接臂顶部通过滑套与钻头顶座的底面相连接，滑套内设置有第一弹簧，连接臂的侧壁与滑套的外壁之间设置有第二弹簧，连接臂的末端设置有滚轮，滚轮上设置有第一齿形槽；钻头底座的两端设置有上限位凸缘和下限位凸缘，钻头底座侧壁的上半部分均匀设置有若干个限位块，钻头底座侧壁的下半部分设置有环形固定套，环形固定套的内壁以及钻头底座侧壁的下半部分设置有与第一齿形槽相啮合的第二齿形槽。本实用新型能够改进现有技术的不足，简化了钻头的调整控制结构。
【专利说明】一种改进的煤矿坑道钻机结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种煤矿开采机械，尤其是一种改进的煤矿坑道钻机结构。
【背景技术】
[0002]在煤矿的钻探和开采过程中，需要使用到钻机对煤层进行掘进开采。钻头是钻机非常重要的部件之一，中国实用新型专利CN 202249768U公开了一种矿用钻头的改进结构，在现有技术的基础上，对钻头进行了加固，提高其径向强度。但是，这种钻头的固定结构并没有改变传统的钻头固定方式(均采用直接刚性连接)，这就需要在钻探不同硬度和结构的煤层时，控制钻头的变频器需要频繁动作，进行钻探扭力的调整。
实用新型内容
[0003]本实用新型要解决的技术问题是提供一种改进的煤矿坑道钻机结构，能够解决现有技术的不足，简化了钻头的调整控制结构。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。
[0005]一种改进的煤矿坑道钻机结构，包括钻头顶座，钻头顶座上固定有钻头，所述钻头顶座下方设置有钻头底座，钻头顶座底面均匀设置有若干个连接臂，连接臂顶部通过滑套与钻头顶座的底面相连接，滑套内设置有第一弹簧，滑套顶部与钻头顶座固定相连，滑套的底部与连接臂通过旋转轴相连，连接臂的侧壁与滑套的外壁之间设置有第二弹簧，连接臂的末端设置有滚轮，滚轮上设置有第一齿形槽；钻头底座的两端设置有上限位凸缘和下限位凸缘，钻头底座侧壁的上半部分均匀设置有若干个限位块，限位块包括相切连接的第一弧形面和第二弧形面，第一弧形面的曲率大于第二弧形面的曲率，钻头底座侧壁的下半部分设置有环形固定套，环形固定套的内壁以及钻头底座侧壁的下半部分设置有与第一齿形槽相啮合的第二齿形槽，滚轮滑动设置在上限位凸缘和下限位凸缘之间的钻头底座侧壁上，并择一地与限位块或固定套相配合。
[0006]作为优选，所述滚轮的两端设置有第一圆台面，相邻两个限位块中间的钻头底座的侧壁上设置有第一橡胶层。
[0007]作为优选，所述第一齿形槽底部的齿顶设置有向齿根倾斜的弧形面，弧形面与第一圆台面的边缘相接。
[0008]采用上述技术方案所带来的有益效果在于:本实用新型通过钻头顶座和钻头底座的活动配合，实现了钻头扭力的两段式自动调节，可以减少变频器的频繁动作，延长变频器的使用寿命。在钻机向钻探面施加较小的压力时，滚轮位于钻头底座侧壁的上半部分，滚轮在限位块的限制作用下带动钻头顶座旋转。当钻头收到较大的阻力时，滚轮在收到的反作用力的推动下，使得第二弹簧发生弹性形变，连接臂外扩，从而滚轮越过限位块的第一弧形面，然后通过第二弧形面滚动到下一个限位块处。这就可以实现阻力加大时钻头自动打滑，从而保持较低扭力的输出。当需要增加扭力输出时，钻机加大对钻探面的压力，第一弹簧的弹性形变加大，钻头顶面向下移动，滚轮从钻头底座侧壁的上半部分移动至钻头底座侧壁的下半部分，进入固定套内，使得第一齿形槽与第二齿形槽啮合，实现对滚轮的固定，这时滚轮无法进行滚动，在钻头收到阻力增大时其输出的扭矩也可以随之增大。由于每一个啮合的齿形部都可以承受扭力，所以这一固定结构相对于现有技术可以提高扭力的承受面积，提高最大扭力的输出限制。滚轮两端的第一圆台面可以使滚轮上下移动，在限位块和固定套之间切换时，减小直接接触的冲击力。第一橡胶层不仅可以避免滚轮与钻头底座的相对滑动，还可以提高滚轮在钻头底座轴向上的稳定性，减少滚轮的无效窜动。弧形面可以实现第一齿形槽和第二齿形槽的渐进性啮合，避免直接完全啮合时，啮合不到位带来的“打齿”现象。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型一个【具体实施方式】的结构图。
[0010]图2是本实用新型一个【具体实施方式】中限位块的结构图。
[0011]图3是本实用新型一个【具体实施方式】中滚轮和固定套啮合的结构图。
[0012]图4是本实用新型一个【具体实施方式】中第一齿形槽的结构图。
[0013]图5是本实用新型一个【具体实施方式】中钻头顶座和钻头底座内部套接的结构图。
[0014]图中:1、钻头顶座；2、钻头；3、钻头底座；4、连接臂；5、滑套；6、第一弹簧；7、旋转轴；8、第二弹簧；9、上限位凸缘；10、下限位凸缘；11、滚轮；12、第一齿形槽；13、限位块；14、第一弧形面；15、第二弧形面；16、固定套；17、第二齿形槽；18、第一圆台面；19、第一橡胶层；20、弧形面；21、外套管；22、扩口圆台面；23、内套管；24、第二橡胶层。
【具体实施方式】
[0015]本实用新型中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。
[0016]参照图1-5，实用新型一个【具体实施方式】包括钻头顶座1，钻头顶座I上固定有钻头2，所述钻头顶座I下方设置有钻头底座3，钻头顶座I底面均匀设置有若干个连接臂4，连接臂4顶部通过滑套5与钻头顶座I的底面相连接，滑套5内设置有第一弹簧6，滑套5顶部与钻头顶座I固定相连，滑套5的底部与连接臂4通过旋转轴7相连，连接臂4的侧壁与滑套5的外壁之间设置有第二弹簧8，连接臂4的末端设置有滚轮11，滚轮11上设置有第一齿形槽12 ;钻头底座3的两端设置有上限位凸缘9和下限位凸缘10，钻头底座3侧壁的上半部分均匀设置有若干个限位块13，限位块13包括相切连接的第一弧形面14和第二弧形面15，第一弧形面14的曲率大于第二弧形面15的曲率，钻头底座3侧壁的下半部分设置有环形固定套16，环形固定套16的内壁以及钻头底座3侧壁的下半部分设置有与第一齿形槽12相啮合的第二齿形槽17，滚轮11滑动设置在上限位凸缘9和下限位凸缘10之间的钻头底座3侧壁上，并择一地与限位块13或固定套16相配合。在钻机向钻探面施加较小的压力时，滚轮11位于钻头底座3侧壁的上半部分，滚轮11在限位块13的限制作用下带动钻头顶座I旋转。当钻头收到较大的阻力时，滚轮11在收到的反作用力的推动下，使得第二弹簧8发生弹性形变，连接臂4外扩，从而滚轮11越过限位块13的第一弧形面14，然后通过第二弧形面15滚动到下一个限位块13处。这就可以实现阻力加大时钻头2自动打滑，从而保持较低扭力的输出。当需要增加扭力输出时，钻机加大对钻探面的压力，第一弹簧6的弹性形变加大，钻头顶面I向下移动，滚轮11从钻头底座3侧壁的上半部分移动至钻头底座3侧壁的下半部分，进入固定套16内，使得第一齿形槽12与第二齿形槽17啮合，实现对滚轮11的固定，这时滚轮11无法进行滚动，在钻头2受到阻力增大时其输出的扭矩也可以随之增大。滚轮11的两端设置有第一圆台面18，相邻两个限位块13中间的钻头底座3的侧壁上设置有第一橡胶层19，滚轮11两端的第一圆台面18可以使滚轮11上下移动，在限位块13和固定套16之间切换时，减小直接接触的冲击力。第一橡胶层19不仅可以避免滚轮11与钻头底座3的相对滑动，还可以提高滚轮11在钻头底座3轴向上的稳定性，减少滚轮11的无效窜动。第一齿形槽12底部的齿顶设置有向齿根倾斜的弧形面20，弧形面20与第一圆台面18的边缘相接，弧形面20可以实现第一齿形槽12和第二齿形槽17的渐进性啮合，避免直接完全啮合时，啮合不到位带来的“打齿”现象。
[0017]另外，在钻头顶座I的中心设置有外套管21，钻头底座3的中心设置有内套管23，外套管21上设置有扩口圆台面22，内套管23外侧设置有第二橡胶层24，外套管21位于扩口圆台面22的上方部分的内径小于下方部分的内径，内套管23与外套管21内径较小的部分通过第二橡胶层24过盈配合，与外套管21内径较大的部分间隙配合。这就使得在钻头顶座I位于上方，滚轮11与钻头底座3上部分接触时，内套管23与外套管21过盈配合，钻头顶座I与钻头底座3相互之间在径向上无法移动，保证了较小扭力作用下钻头2的稳定性。在钻头顶座I受力向下运动后，滚轮11与固定套16相配合，同时内套管23通过扩口圆台面22移动至外套管21的下半部分，实现与其的间隙配合，这就使得钻头顶座I与钻头底座3之间形成了配合的空隙，在钻头2受到突然的大阻力时，钻头2可以做出适当的摆动，从而避免高扭力时直接的刚性接触对钻头2的损伤。
[0018]其中，本实用新型是根据【背景技术】所引用的专利文献而改进的，关于钻头的固定以及钻机驱动部分等内容属于现有技术，在此不再详述。
[0019]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.一种改进的煤矿坑道钻机结构，包括钻头顶座(I)，钻头顶座(I)上固定有钻头(2)，其特征在于:所述钻头顶座(I)下方设置有钻头底座(3)，钻头顶座(I)底面均匀设置有若干个连接臂(4)，连接臂⑷顶部通过滑套(5)与钻头顶座⑴的底面相连接，滑套(5)内设置有第一弹簧(6)，滑套(5)顶部与钻头顶座(I)固定相连，滑套(5)的底部与连接臂(4)通过旋转轴(7)相连，连接臂⑷的侧壁与滑套(5)的外壁之间设置有第二弹簧⑶，连接臂(4)的末端设置有滚轮(11)，滚轮(11)上设置有第一齿形槽(12);钻头底座(3)的两端设置有上限位凸缘(9)和下限位凸缘(10)，钻头底座(3)侧壁的上半部分均匀设置有若干个限位块(13)，限位块(13)包括相切连接的第一弧形面(14)和第二弧形面(15)，第一弧形面(14)的曲率大于第二弧形面(15)的曲率，钻头底座(3)侧壁的下半部分设置有环形固定套(16)，环形固定套(16)的内壁以及钻头底座(3)侧壁的下半部分设置有与第一齿形槽(12)相啮合的第二齿形槽(17)，滚轮(11)滑动设置在上限位凸缘(9)和下限位凸缘(10)之间的钻头底座(3)侧壁上，并择一地与限位块(13)或固定套(16)相配合。
2.根据权利要求1所述的改进的煤矿坑道钻机结构，其特征在于:所述滚轮(11)的两端设置有第一圆台面(18)，相邻两个限位块(13)中间的钻头底座(3)的侧壁上设置有第一橡胶层(19) ο
3.根据权利要求2所述的改进的煤矿坑道钻机结构，其特征在于:所述第一齿形槽(12)底部的齿顶设置有向齿根倾斜的弧形面(20)，弧形面(20)与第一圆台面(18)的边缘相接。
【文档编号】E21B10/00GK204200086SQ201420656327
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年10月30日 优先权日:2014年10月30日
【发明者】曲娟, 李淮 申请人:曲娟