专利名称：高速液压钻机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于地质勘探钻孔作业的液压钻机设备。
背景技术：
钻机主要用于露天地质勘探钻孔及各种开山作业时需要埋填炸药的工程钻孔。钻机一般由主机、动臂油缸、动臂、斗杆油缸、链条、牵引马达、旋转马达、变速箱、拖板等组成， 主机由液压系统、发动机系统、空压机、电器控制系统和空调系统等组成。钻臂与钻杆均竖直设置且两者相互平行，在钻臂上开有竖直的导向滑轨，拖板与钻杆上端固定连接，由牵引马达驱动钻杆及拖板一起沿导向滑轨上行或下行，由旋转马达驱动钻杆旋转。目前使用的钻机大多无导向机构，而钻机的钻杆长度都比较大，钻杆的摆动量大，易卡死。也有部分钻机设置有钻杆导向架，导向架套装在钻杆上并与钻杆间隙配合，导向架及拖板均可在导向滑轨内自由滑动。导向架由油泵驱动，通过动静滑轮组或排式链变速带动导向架上行或下行，其结构非常复杂且不能保证导向架随钻杆同步上行或下行，故障多。另外，钻机旋转马达通过变速箱驱动钻杆，其变速箱是借用的汽车变速箱。该变速箱为两级减速，其输入端与旋转马达相连，输出端与钻杆相连，输入轴和输出轴的轴线重合。由于该变速器不是单独为钻机设计，致使钻杆在钻井作业中无法得到理想的转速和扭矩。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高速液压钻机，其导向架对钻杆有较好的导向定位作用，减少钻杆在工作过程中的摆动量。为了达到上述目的，本实用新型提供的一种高速液压钻机，包括主机(1)、钻臂 (2)、钻杆(3)、旋转马达(4)、牵引马达(5)、拖板(6)和导向架(7)，所述钻臂(2)上开有竖直的导向滑轨(2a)，所述拖板(6)与钻杆(3)上端固定连接，所述导向架(7)套装在钻杆(3) 上并与所述钻杆(3)间隙配合，关键在于在所述钻杆(3)的左右两侧设置有拉杆(10)，所述拉杆(10)与导向滑轨(2a)平行；在所述拖板(6)上方设置有拉杆支撑架(8)，所述拉杆支撑架(8)搁置在所述拖板(6)上并与所述导向滑轨(2a)滑动连接，所述拉杆(10)的上端穿过拖板(6)与拉杆支撑架(8)相连，该拉杆(10)的下端固定在所述导向架(7)上，所述导向架(7)和拖板(6)均与所述导向滑轨(2a)滑动连接。本实用新型是这样工作的主机通过比例控制阀控制牵引马达驱动链轮，链轮驱动链条，链条带动拖板及钻杆沿钻臂上的导向滑轨上下滑动，从而实现钻杆提升与进给动作。钻孔时，牵引马达驱动拖板和钻杆一起沿导向滑轨下行，连为一体的导向架、拉杆和拉杆支撑架在重力作用下沿导向滑轨与拖板同步下行，导向架首先与导向滑轨下端设置的挡板接触，停止下行，拖板和钻杆继续下行直至与导向架接触后停止下行，导向架对钻杆起导向定位作用，减小钻杆摆动量；钻孔完成后，牵引马达驱动拖板和钻杆一起上行，拖板在上行过程中与拉杆支撑架接触，并通过拉杆带动导向架一起上行。主机通过电磁阀控制旋转马达驱动钻杆在导向架内旋转。所述拉杆支撑架(8)包括拉杆支座(8a)和钢板(8c)，所述拉杆支座(8a)为水平板，所述拉杆支撑架(8)通过拉杆支座(8a)与所述导向滑轨(2a)滑动连接，所述钢板(8c) 对称设置在拉杆支座(8a)的上下两侧，在所述拉杆支座(8a)与钢板(8c)之间设置有减震垫(8b)，所述拉杆支座(8a)、减震垫(8b)和钢板(8c)通过沉头螺钉(8d)连接在一起，所述拉杆(10 )上端固定在所述拉杆支座(8a)上。支撑架通过钢板与拖板上平面接触，通过减震垫减小运动冲击，起到减震作用。所述导向架(7)包括导向支座(7a)、T型套筒(7b)、轴承(7c)和轴承端盖(7d)，所述导向支座(7a)上开有上大下小的沉台圆孔，所述套筒(7b)及轴承(7d)由内向外依次安装在导向支座(7a)的沉台圆孔内，所述轴承端盖(7d)设置在所述轴承(7c)的上方并通过其环向凸台压在轴承(7c)上，所述导向架(7)通过套筒(7b)与所述钻杆(3)间隙配合，该导向架(7)通过导向支座(7a)与所述导向滑轨(2a)滑动连接，所述拉杆(10)下端固定在所述导向支座(7a)上。导向架通过T型套筒与钻杆间隙配合，套筒不易磨损，使用寿命较长，可提高钻机的钻进效率。所述旋转马达(4)通过变速箱(9)与所述钻杆(3)相连，所述变速箱(9)包括箱体(91)、输入轴(92)、输出轴(93)和中间轴(94)，所述输入轴(92)、输出轴(93)和中间轴 (94)的轴线平行，所述输入轴(92)上装有小齿轮(95)，所述输出轴(93)上装有大齿轮(96) 且输出轴(93)的两端均伸出箱体(91)，所述中间轴(94)上装有宝塔齿轮(97)，所述宝塔齿轮(97)由宝塔小齿轮(97b)和宝塔大齿轮(97a)组成，所述小齿轮(95)与宝塔大齿轮(97a) 啮合，所述大齿轮(96)与宝塔小齿轮(97b)啮合。旋转马达通过变速箱减速并驱动钻杆旋转时，该变速器是专门为钻机设计的带宝塔齿轮的二级减速机构，可根据钻杆的转速和扭矩需要进行合理设计，以确保钻杆在钻井作业中得到理想的转速和扭矩。宝塔齿轮便于加工及安装。所述小齿轮(95)和宝塔小齿轮(97b)的齿数相同，所述大齿轮(96)与宝塔大齿轮 (97a)的齿数相同。方便了变速器的加工制造，同时减少了齿轮的型号，更便于零件管理。该实用新型的有益效果是1)导向架对钻杆有较好的导向定位作用，防止在工作过程中钻杆摆动，保护整体结构。2)结构简单、装配方便，转动灵活。3)故障点减少，工作更稳定可靠。4 )导向架依靠自重下行，不需要动力驱动，进一步节约了能源。5)专门设计的带宝塔齿轮的变速器，可根据钻杆的转速和扭矩需要进行合理设计，确保钻杆在钻井作业中得到理想的转速和扭矩，提高了钻机的钻进效率。
图1是本实用新型的结构示意图。图2是图1的右视图。图3是图1中钻杆、拉杆支撑架、拖板、导向架等零件的连接关系图。图4是图3的A-A放大剖视图。[0021 ]图5是图3的B-B放大剖视图。图6是图3中变速箱的结构示意图。图7是图6的C-C放大剖视图。图8是图6的D-D放大剖视图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明如图1、图2所示的一种高速液压钻机，由主机1、钻臂2、钻杆3、旋转马达4、牵引马达5、拖板6、导向架7、支撑架8、变速箱9、动臂11、动臂油缸12、斗杆油缸13、挡板14等组成。钻臂2上开有竖直的导向滑轨加，拖板6与钻杆3上端固定连接，导向架7套装在钻杆3上并与钻杆3间隙配合。导向滑轨加与钻杆3的轴线平行，两者间隔设置，挡板14 横向设置在导向滑轨加的下端。旋转马达4通过变速箱9与钻杆3相连，牵引马达5通过动力箱17与钻杆3相连。以上所述与现有的带有导向架的钻机结构形式相同，在此不再赘述，其不同之处如下所述。如图3所示，拉杆支撑架8位于拖板6上方并通过两平行设置的拉杆10与导向架 7固定连接，拉杆支撑架8搁置在拖板6上并与导向滑轨加滑动连接。拉杆10的轴线与钻杆3及导向滑轨加平行，拉杆10对称设置在钻杆3的左右两侧，拉杆10的上端穿过拖板6与拉杆支撑架8相连，该拉杆10的下端固定在导向架7上，以保证拉杆支撑架8和导向架7在上行或下行的过程中左右两端受力平衡。如图1所示，导向架7、拖板6及拉杆支撑架8均与导向滑轨加滑动连接，三者均可沿着导向滑轨加自由滑动。如图4所示，拉杆支撑架8由拉杆支座8a、两块减震垫Sb、两块钢板8c和一个沉头螺钉8d组成。拉杆支座8a为水平板，拉杆支撑架8通过拉杆支座8a与导向滑轨滑动连接，两块钢板8c对称设置在拉杆支座8a的上下两侧，在拉杆支座8a与钢板8c之间设置有减震垫8b，拉杆支座8a、减震垫8b和钢板8c通过沉头螺钉8d连接在一起。沉头螺钉8d 的头部朝下，由于拉杆支撑架8在上行或下行过程中通过钢板8c与拖板6上平面贴合，因此选择沉头螺钉8d连接。如图5所示，导向架7由导向支座7a、T型套筒7b、轴承7c和轴承端盖7d、螺钉等组成。导向支座7a上开有上大下小的沉台圆孔，套筒7b及轴承7c由内向外依次安装在导向支座7a的沉台圆孔内。套筒7b安装时，大端在上、小端在下。轴承端盖7d设置在轴承 7c的上方，其下平面上设置有环向凸台。套筒7b、轴承7c在导向支座7a的沉台圆孔内安装好后，套筒7b与导向支座7a在轴承7c的上方形成一横向缺口，轴承端盖7d的环向凸台穿过横向缺口并压在轴承7d上。导向架7通过套筒7b与钻杆3间隙配合，该导向架7通过导向支座7a与导向滑轨滑动连接。结合图4、图5可知，拉杆10的上端通过螺母15和开口销16固定连接在拉杆支撑架8的拉杆支座8 a上，拉杆10的下端通过螺母15和开口销16固定连接在导向架7的导向支座7a上，三者形成一个整体在上行或下行过程中同步运动。图6-8所示为钻机的变速箱9，由箱体91、输入轴92、输出轴93、中间轴94、小齿轮 95、大齿轮96和宝塔齿轮97组成。输入轴92、输出轴93和中间轴94装在箱体91内且三者的轴线平行，输入轴92上装有小齿轮95，输出轴93上装有大齿轮96且输出轴93的两端均伸出箱体91，中间轴94上装有宝塔齿轮97。宝塔齿轮97由宝塔小齿轮97b和宝塔大齿轮97a组成。小齿轮95与宝塔大齿轮97a啮合，大齿轮96与宝塔小齿轮97b啮合，构成了一个二级减速机构。输入轴92、输出轴93和中间轴94上均装有轴承、箱体91外设置有轴承端盖。作为优选，小齿轮95和宝塔小齿轮97b的齿数相同，均为M齿，大齿轮96与宝塔大齿轮97a的齿数相同，均为45齿。
权利要求1.一种高速液压钻机，包括主机(1)、钻臂(2)、钻杆(3)、旋转马达(4)、牵引马达(5)、 拖板(6)和导向架(7)，所述钻臂(2)上开有竖直的导向滑轨(2a)，所述拖板(6)与钻杆(3) 上端固定连接，所述导向架(7)套装在钻杆(3)上并与所述钻杆(3)间隙配合，其特征在于 在所述钻杆(3)的左右两侧设置有拉杆(10)，所述拉杆(10)与导向滑轨(2a)平行；在所述拖板(6)上方设置有拉杆支撑架(8)，所述拉杆支撑架(8)搁置在所述拖板(6)上并与所述导向滑轨(2a)滑动连接，所述拉杆(10)的上端穿过拖板(6)与拉杆支撑架(8)相连，该拉杆 (10)的下端固定在所述导向架(7)上，所述导向架(7)和拖板(6)均与所述导向滑轨(2a) 滑动连接。
2.按照权利要求1所述的高速液压钻机，其特征在于所述拉杆支撑架(8)包括拉杆支座(8a)和钢板(8c )，所述拉杆支座(8a)为水平板，所述拉杆支撑架(8 )通过拉杆支座(8a) 与所述导向滑轨(2a)滑动连接，所述钢板(8c)对称设置在拉杆支座(8a)的上下两侧，在所述拉杆支座(8a)与钢板(8c)之间设置有减震垫(8b)，所述拉杆支座(8a)、减震垫(8b)和钢板(8c)通过沉头螺钉(8d)连接在一起，所述拉杆(10)上端固定在所述拉杆支座(8a)上。
3.按照权利要求1所述的高速液压钻机，其特征在于所述导向架(7)包括导向支座 (7a)、T型套筒(7b)、轴承(7c)和轴承端盖(7d)，所述导向支座(7a)上开有上大下小的沉台圆孔，所述套筒(7b)及轴承(7d)由内向外依次安装在导向支座(7a)的沉台圆孔内，所述轴承端盖(7d)设置在所述轴承(7c)的上方并通过其环向凸台压在轴承(7c)上，所述导向架(7)通过套筒(7b)与所述钻杆(3)间隙配合，该导向架(7)通过导向支座(7a)与所述导向滑轨(2a)滑动连接，所述拉杆(10)下端固定在所述导向支座(7a)上。
4.按照权利要求1所述的高速液压钻机，其特征在于所述旋转马达(4)通过变速箱 (9)与所述钻杆(3)相连，所述变速箱(9)包括箱体(91)、输入轴(92)、输出轴(93)和中间轴(94)，所述输入轴(92)、输出轴(93)和中间轴(94)的轴线平行，所述输入轴(92)上装有小齿轮(95)，所述输出轴(93)上装有大齿轮(96)且输出轴(93)的两端均伸出箱体(91 )， 所述中间轴(94)上装有宝塔齿轮(97)，所述宝塔齿轮(97)由宝塔小齿轮(97b)和宝塔大齿轮(97a)组成，所述小齿轮(95)与宝塔大齿轮(97a)啮合，所述大齿轮(96)与宝塔小齿轮 (97b)啮合。
5.按照权利要求2所述的高速液压钻机，其特征在于所述小齿轮(95)和宝塔小齿轮 (97b)的齿数相同，所述大齿轮(96)与宝塔大齿轮(97a)的齿数相同。
专利摘要本实用新型公开了一种高速液压钻机，包括主机(1)、钻臂(2)、钻杆(3)、旋转马达(4)、牵引马达(5)、拖板(6)、导向架(7)和拉杆支撑架(8)，所述钻臂(2)上开有竖直的导向滑轨(2a)，所述拉杆支撑架(8)位于拖板(6)上方并通过两平行设置的拉杆(10)与所述导向架(7)固定连接，所述导向架(7)、拖板(6)及拉杆支撑架(8)均与所述导向滑轨(2a)滑动连接。该实用新型结构简单、功能可靠，对钻杆有较好的导向定位作用，防止在工作过程中钻杆摆动而发生故障。进一步，专门设计的带宝塔齿轮的旋转马达变速器，可根据钻杆的转速和扭矩需要进行合理设计，确保钻杆在钻井作业中得到理想的转速和扭矩，提高了钻机的钻进效率。
文档编号F16H1/20GK201953308SQ20112002188
公开日2011年8月31日 申请日期2011年1月24日 优先权日2011年1月24日
发明者余光伟, 邹晴 申请人:重庆勤牛工程机械有限责任公司