專利名稱：適合海域復(fù)雜條件下施工的沖擊鉆機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及海域及陸域工程地質(zhì)勘察領(lǐng)域的鉆孔取樣工作的工程機(jī)械，特別是一種適合海域復(fù)雜條件下施工的沖擊鉆機(jī)。
背景技術(shù)：
鉆探取樣是工程地質(zhì)勘察工作的主要手段，通常是采用立軸式、液壓動(dòng)力頭式回轉(zhuǎn)或沖擊鉆機(jī)將試驗(yàn)點(diǎn)地下土樣采取上來。目前國(guó)內(nèi)在水域特別是海域采用的鉆探設(shè)備都是將陸域設(shè)備放在船載平臺(tái)上，但陸域鉆探設(shè)備通常立軸行程較短、整體性較強(qiáng)，當(dāng)船載平臺(tái)受到水流和波浪的影響時(shí)，勘查設(shè)備極易發(fā)生損壞、降低鉆進(jìn)效率，長(zhǎng)時(shí)間工作造成降低設(shè)備的使用壽命，從而增加勘察成本。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種適合海域復(fù)雜條件下施工的小型鉆機(jī)，具有體積小、操作靈活方便的特點(diǎn)，在船載平臺(tái)受到波浪和水流影響時(shí)能夠保證鉆具的起降不受影響，該鉆機(jī)通過鋼絲繩和孔底鉆具連接，可以抵消部分不均勻沖擊力對(duì)鉆機(jī)的影響，加大了操作空間，僅在需要回轉(zhuǎn)取樣時(shí)將回轉(zhuǎn)鉆機(jī)移到孔口工作，可以提聞海域鉆探的工作效率，減少鉆機(jī)的損耗。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供一種適合海域復(fù)雜條件下施工的沖擊鉆機(jī)，其中該沖擊鉆機(jī)包括有底盤、手動(dòng)變速箱、操作手柄及卷筒部分，手動(dòng)變速箱、操作手柄及卷筒均固定在底盤上，形成沖擊鉆機(jī)整體；所述手動(dòng)變速箱部分包括有傳動(dòng)皮帶輪、主動(dòng)軸、掛檔曲軸，所述傳動(dòng)皮帶輪連接在變速箱的主動(dòng)軸上，在主動(dòng)軸上設(shè)有三聯(lián)齒輪，所述掛檔曲軸上安裝有轉(zhuǎn)動(dòng)手輪、換擋撥叉，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪帶動(dòng)掛檔曲軸上的換擋撥叉能夠帶動(dòng)主動(dòng)軸上的三聯(lián)齒輪橫向水平運(yùn)動(dòng)；所述卷筒部分包括有傳動(dòng)軸、卷筒、卷筒軸、卷筒齒輪，所述傳動(dòng)軸上設(shè)有三個(gè)齒輪，并能夠分別與所述三聯(lián)齒輪相嚙合，卷筒軸上設(shè)有卷筒齒輪，卷筒軸外周套有卷筒，所述傳動(dòng)軸上部與卷筒齒輪相嚙合，將不同的轉(zhuǎn)速傳到卷筒齒輪，帶動(dòng)與卷筒齒輪連接的卷筒軸轉(zhuǎn)動(dòng)，卷筒軸的兩端部分別設(shè)有與鉆架固定的鎖母；所述操作手柄部分包括有離合手柄、剎車手柄、離合鼓，所述離合鼓與卷筒軸下部的齒輪相嚙合，離合手柄及剎車手柄通過兩端帶有絲扣的拉桿分別連接在離合鼓內(nèi)兩個(gè)摩擦片上，通過松緊拉桿絲扣的位置可調(diào)節(jié)離合與剎車間隙，拉動(dòng)離合手柄帶動(dòng)離合鼓轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)卷筒軸轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明的效果是該沖擊鉆機(jī)能夠在船載平臺(tái)起伏較大時(shí)保證足夠的作業(yè)空間，避免了傳統(tǒng)鉆機(jī)機(jī)頭液壓油缸距離鉆孔孔口較近的弊端；當(dāng)作業(yè)水域水流速度較大時(shí)，護(hù)孔套管容易發(fā)生傾斜，該發(fā)明的沖擊鉆機(jī)可以利用鉆機(jī)和孔口鉆具采用鋼絲繩柔性連接且空間大的特點(diǎn)，保證在傾斜角度范圍之內(nèi)正常工作。該鉆機(jī)體積小，可以放置于鉆架內(nèi)外側(cè)任何位置，不影響作業(yè)空間，鉆機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速在35m/min至120m/min，可選轉(zhuǎn)速范圍較大，更加適合水域鉆進(jìn)工藝；操縱手柄同在卷筒左側(cè)，便于操作人員操縱，還避免了卷筒纏繞鋼絲繩時(shí)對(duì)操作人員的傷害；該沖擊鉆機(jī)整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維修、維護(hù)。通過對(duì)比本發(fā)明的沖擊鉆機(jī)有以下特點(diǎn)1、由于體積較小，在船載平臺(tái)有限空間內(nèi)方便工作。2、操作簡(jiǎn)單，便于維修、維護(hù)。3、工作效率明顯提高。


圖1為本發(fā)明的沖擊鉆機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1、傳動(dòng)皮帶輪 2、主動(dòng)軸3、換檔曲軸 4、三聯(lián)齒輪5、傳動(dòng)軸6、手輪7、尚合手柄 8、剎車手柄9、離合鼓10、固定螺栓 11、底盤12、卷筒13、卷筒軸14、卷筒齒輪 15、鎖母16、換擋撥叉具體實(shí)施方法結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的適合海域復(fù)雜條件下施工的沖擊鉆機(jī)結(jié)構(gòu)加以說明。

本發(fā)明的適合海域復(fù)雜條件下施工的沖擊鉆機(jī)的設(shè)計(jì)思想是減少鉆機(jī)的體積，增大轉(zhuǎn)速與提升能力，方便操縱人員的操作；該沖擊鉆機(jī)的變速箱部分可以采用皮帶輪傳動(dòng)，也可采用液壓馬達(dá)傳動(dòng)；在卷筒的離合器部分采用鼓式離合器，當(dāng)負(fù)荷過大時(shí)離合器可以“打滑”保護(hù)，從而保護(hù)齒輪箱及傳動(dòng)軸的安全；在機(jī)體上設(shè)置鉆架安裝鎖母，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)情況既可以將鉆架固定在機(jī)體上，也可以和鉆架分開單獨(dú)使用。如圖1所示，所述適合海域復(fù)雜條件下施工的沖擊鉆機(jī)包括有底盤11、手動(dòng)變速箱、操作手柄及卷筒部分，手動(dòng)變速箱、操作手柄及卷筒部分形成動(dòng)力傳動(dòng)部分。所述動(dòng)力傳動(dòng)部分包括主動(dòng)軸2與換檔曲軸3、傳動(dòng)軸5并排安裝在變速箱內(nèi)；傳動(dòng)皮帶輪I安裝在主動(dòng)軸2外側(cè)，三聯(lián)齒輪4安裝在主動(dòng)軸2的中間；掛檔手輪6與換擋撥叉16安裝在換擋曲軸3上；在傳動(dòng)軸5上裝有三個(gè)大小不同的齒輪，可通過撥叉16帶動(dòng)三聯(lián)齒輪4與其分別嚙合，在傳動(dòng)軸5的最右側(cè)安裝有一個(gè)齒輪并和卷筒齒輪14嚙合；所述操縱部分包括離合手柄7、剎車手柄8通過拉桿分別和離合鼓9連接，離合手柄7、剎車手柄8都由銷鍵固定在鉆機(jī)底盤上，并設(shè)有手柄間隙調(diào)節(jié)裝置，剎車手柄8和離合手柄7的長(zhǎng)度均為45 50厘米。所述卷筒部分包括有傳動(dòng)軸5、卷筒12、卷筒軸13、卷筒齒輪14，所述傳動(dòng)軸5上設(shè)有三個(gè)齒輪，并能夠分別與所述三聯(lián)齒輪4相嚙合，卷筒軸13上設(shè)有卷筒齒輪14，卷筒軸13外周套有卷筒12，所述傳動(dòng)軸5上部與卷筒齒輪14相嚙合，將不同的轉(zhuǎn)速傳到卷筒齒輪14，帶動(dòng)與卷筒齒輪14連接的卷筒軸13轉(zhuǎn)動(dòng)，卷筒軸13的兩端部分別設(shè)有與鉆架固定的鎖母15。所述手動(dòng)變速箱部分包括有傳動(dòng)皮帶輪1、主動(dòng)軸2、掛檔曲軸3，所述傳動(dòng)皮帶輪I連接在變速箱的主動(dòng)軸2上，在主動(dòng)軸2上設(shè)有三聯(lián)齒輪4，所述掛檔曲軸3上安裝有轉(zhuǎn)動(dòng)手輪6、換擋撥叉16，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪6帶動(dòng)掛檔曲軸3上的換擋撥叉16能夠帶動(dòng)主動(dòng)軸2上的二聯(lián)齒輪4橫向水平運(yùn)動(dòng)；
所述變速箱固定在卷筒12后側(cè)底盤11上，通過定位螺栓和底盤11連接，變速箱的箱體可以由鋼板焊接而成也可以通過螺栓連接。變速箱內(nèi)有一個(gè)變檔曲軸和兩個(gè)傳動(dòng)軸，變速曲軸外側(cè)連接變速手柄，主動(dòng)軸2外側(cè)連接皮帶輪I用以接收輸入動(dòng)力，傳動(dòng)軸5和卷筒齒輪14連接用以將動(dòng)力傳輸給卷筒12，傳動(dòng)軸5和箱體間通過軸承連接；主動(dòng)軸2上裝有一個(gè)滑動(dòng)齒輪組，通過和傳動(dòng)軸5上的三個(gè)不同大小齒輪嚙合實(shí)現(xiàn)改變轉(zhuǎn)速的作用；在變速曲軸的外側(cè)安裝有一個(gè)定位裝置，其作用是當(dāng)變速箱處在某一檔位時(shí)防止齒輪串動(dòng)掉檔。在變速箱內(nèi)應(yīng)加注一定量的潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂，防止齒輪及軸承長(zhǎng)時(shí)間轉(zhuǎn)動(dòng)損壞；由于本發(fā)明為了減少鉆機(jī)的體積沒有設(shè)置變速箱離合器，要求操作人員在實(shí)現(xiàn)變檔操作時(shí)要按照要求操作，防止變速箱齒輪損壞。所述操作手柄與底盤11通過穿孔軸連接，其中，操作離合手柄7直接連接離合鼓9內(nèi)的摩擦片，通過離合手柄7的拉緊與松開控制卷筒12的回轉(zhuǎn)與停止；剎車手柄8通過拉桿與卷筒的制動(dòng)帶連接，當(dāng)卷筒鋼絲繩上裝有重物時(shí)，可以通過剎車手柄8控制重物的下落與停止?？紤]到操作人員需要長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行重復(fù)工作，結(jié)合人機(jī)特性的原理，將離合手柄7與剎車手柄8設(shè)置在同一側(cè)位置并增加手柄的長(zhǎng)度，給操作人員較舒適的操作空間，減少勞動(dòng)強(qiáng)度。該沖擊鉆機(jī)的傳動(dòng)部分采用一個(gè)與離合手柄7連接的鼓式摩擦離合片與卷筒傳動(dòng)輪實(shí)現(xiàn)，通過拉動(dòng)離合手柄7帶動(dòng)離合片和傳動(dòng)輪5結(jié)合，帶動(dòng)卷筒12旋轉(zhuǎn)；松開離合手柄7，卷筒12停止轉(zhuǎn)動(dòng)。為了保證離合鼓9的正常工作，在離合鼓9內(nèi)側(cè)設(shè)置六組可調(diào)節(jié)間隙的頂絲和拉力彈簧。該機(jī)械傳動(dòng)部分和傳統(tǒng)的行星齒輪傳動(dòng)相比較具有體積小、重量輕的優(yōu)點(diǎn)，但需要經(jīng)常對(duì)離合鼓部分進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。該沖擊鉆機(jī)的卷筒12通過傳動(dòng)軸、卷筒齒輪和變速箱連接，在卷筒12側(cè)壁設(shè)有卡緊鋼絲繩的卡槽裝置。纏繞鋼絲繩的容量大，常用的0 15mm鋼絲繩，在卷筒內(nèi)能容納110—150米，卷筒12工作時(shí)鋼絲繩的線速度分別可達(dá)124米/分、85米/分、24米/分，能滿足不同情況下鉆進(jìn)的需要。在卷筒12兩側(cè)設(shè)有和鉆架連接的縮緊裝置，能夠和三角鉆架、四角鉆架配合使用。本發(fā)明的沖擊鉆機(jī)和傳統(tǒng)的鉆機(jī)比較，其優(yōu)點(diǎn)是1、設(shè)備體積小、重量輕，便于移動(dòng)。2、該設(shè)備提升鉆具時(shí)瞬間提升力較大，能滿足鉆孔塌孔、埋鉆時(shí)處理事故的需要。3、該設(shè)備結(jié)構(gòu)性強(qiáng)，便于司鉆人員操作，能有效降低勞動(dòng)強(qiáng)度。需要注意的是1.該設(shè)備為了減小體積未配備變速箱離合裝置，在進(jìn)行換擋操縱時(shí)，需要先降低動(dòng)力機(jī)轉(zhuǎn)速。2.變速箱齒輪及軸承需要經(jīng)常進(jìn)行加注潤(rùn)滑油保養(yǎng)。3.離合摩擦片屬于易損部件，使用時(shí)需要經(jīng)常檢查并定期更換。
權(quán)利要求
1.一種適合海域復(fù)雜條件下施工的沖擊鉆機(jī)，其特征是該沖擊鉆機(jī)包括有底盤(11)、手動(dòng)變速箱、操作手柄及卷筒部分，手動(dòng)變速箱、操作手柄及卷筒均固定在底盤(11)上，形成沖擊鉆機(jī)整體；所述手動(dòng)變速箱部分包括有傳動(dòng)皮帶輪(I)、主動(dòng)軸(2)、掛檔曲軸(3)，所述傳動(dòng)皮帶輪(I)連接在變速箱的主動(dòng)軸(2)上，在主動(dòng)軸(2)上設(shè)有三聯(lián)齒輪(4)，所述掛檔曲軸(3)上安裝有轉(zhuǎn)動(dòng)手輪(6)、換擋撥叉(16)，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪(6)帶動(dòng)掛檔曲軸(3)上的換擋撥叉(16)能夠帶動(dòng)主動(dòng)軸(2)上的三聯(lián)齒輪(4)橫向水平運(yùn)動(dòng)；所述卷筒部分包括有傳動(dòng)軸(5)、卷筒(12)、卷筒軸(13)、卷筒齒輪(14)，所述傳動(dòng)軸(5)上設(shè)有三個(gè)齒輪，并能夠分別與所述三聯(lián)齒輪(4)相嚙合，卷筒軸(13)上設(shè)有卷筒齒輪(14)，卷筒軸(13)外周套有卷筒(12)，所述傳動(dòng)軸(5)上部與卷筒齒輪(14)相嚙合，將不同的轉(zhuǎn)速傳到卷筒齒輪(14)，帶動(dòng)與卷筒齒輪(14)連接的卷筒軸(13)轉(zhuǎn)動(dòng)，卷筒軸(13)的兩端部分別設(shè)有與鉆架固定的鎖母(15)；所述操作手柄部分包括有離合手柄(7)、剎車手柄(8)、離合鼓(9)，所述離合鼓(9)與卷筒軸(13)下部的齒輪相嚙合，離合手柄(7)及剎車手柄(8)通過兩端帶有絲扣的拉桿分別連接在離合鼓(9)內(nèi)兩個(gè)摩擦片上，通過松緊拉桿絲扣的位置可調(diào)節(jié)離合與剎車間隙，拉動(dòng)離合手柄(7)帶動(dòng)離合鼓(9)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)卷筒軸(13)轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適合海域復(fù)雜條件下施工的沖擊鉆機(jī)，其特征是所述離合鼓(9)內(nèi)設(shè)有離合摩擦片與剎車摩擦片，分別于卷筒軸(13)、卷筒(12)相結(jié)合，卷筒(9)上設(shè)有固定鋼絲繩用的卡槽，通過離合鼓(9)控制卷筒(12)的回轉(zhuǎn)與停止。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適合海域復(fù)雜條件下施工的沖擊鉆機(jī)，其特征是該沖擊鉆機(jī)的剎車手柄(8)和離合手柄(7)安裝在同一側(cè)相鄰位置，剎車手柄(8)和離合手柄(7)的長(zhǎng)度均為45 50厘米。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠在海域復(fù)雜條件下進(jìn)行沖擊結(jié)合回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的沖擊鉆機(jī)，該沖擊鉆機(jī)主要包括變速箱、卷筒及操縱手柄三部分。變速箱通過皮帶輪接受動(dòng)力機(jī)傳輸?shù)膭?dòng)力，經(jīng)過箱體內(nèi)不同齒輪的結(jié)合可以將三種不同的轉(zhuǎn)速傳輸?shù)骄硗?，?jīng)過卷筒帶動(dòng)鋼絲繩提升、下降，卷筒通過大的直角齒輪和齒輪箱相連，并且卷筒只能單向轉(zhuǎn)動(dòng)；操縱手柄可以控制卷筒的卷動(dòng)和靜止，分為制動(dòng)手柄和離合手柄，兩個(gè)手柄都在卷筒一側(cè)。有益效果是該沖擊鉆機(jī)體積小，施工時(shí)距離鉆孔遠(yuǎn)，擴(kuò)大了操作空間，提高了工作當(dāng)中的安全系數(shù)，在海上波浪較大的復(fù)雜作業(yè)條件下不影響施工作業(yè)；鉆進(jìn)時(shí)沖擊力及提升能力較大，便于處理塌孔、埋鉆等孔內(nèi)事故；工作效率高，操縱簡(jiǎn)便、安全且便于維修，減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
文檔編號(hào)E21B7/12GK103046870SQ20121055032
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者徐小明, 康鴻儒, 趙相收, 譚海軍, 隋國(guó)敏, 劉克儉, 焦連強(qiáng) 申請(qǐng)人:中交第一航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司