本實用新型屬于鉆探設(shè)備領(lǐng)域,具體為滾動摩擦托架,用于承載鉆機的動力頭,可帶著動力頭做鉆孔的進給運動。
背景技術(shù):
坑道鉆機是專門用于煤礦井下巷道內(nèi)勘探、瓦斯抽放、注排水鉆孔的施工設(shè)備,我國常見的鉆機主要為履帶式鉆機、架柱式鉆機和鏈條式鉆機,用的最廣泛的為油缸驅(qū)動的履帶式坑道鉆機??拥楞@機的鉆桿進給主要靠油缸驅(qū)動,驅(qū)動油缸設(shè)計在桅桿框架內(nèi)部,通過齒輪和齒條的倍速機構(gòu)傳遞推進力。進給軌道都是槽型滑動軌道,油缸推動動力頭底座在滑軌上滑動推動鉆桿打鉆。槽型軌道的上下邊緣形成反力偶矩抵消液壓馬達形成的傾翻力矩;與履帶式坑道鉆機大體相同,架柱式鉆機的鉆桿推進也主要依靠槽型軌道滑動給進,還有使用兩根圓鋼作為軌道的。
這些鉆機滑軌基本都存在易磨損、易堵塞、更換困難,體積笨重等缺陷,其主要問題歸結(jié)以下幾點:
1、槽型滑軌因為是滑動摩擦,所以必須在槽子內(nèi)增加耐磨的襯板,但是滑軌在重載下迅速被磨損掉,這樣就需要經(jīng)常更換襯板,由于井下空間小、光線差及滑軌自重大,使的更換襯板的工作極為困難。
2、滑動軌道摩擦阻力較大,加上煤粉進入滑軌難以清理,軌道縫隙經(jīng)常被煤粉充滿,使滑動的阻力成倍增加,加速了設(shè)備的損壞。
3、這種形式的桅桿框架只在前端設(shè)計了推力頂緊機構(gòu),不能全方位固定托架,只能在水平或者小角度內(nèi)通過鉆機底盤油缸驅(qū)動頂緊,造成了頂緊角度存在局限性。
4、目前的滑軌上都增加了齒輪齒條倍速機構(gòu),這種機構(gòu)的最大好處就是能將油缸的行程擴大一倍,但使進給力減半。由于鉆機打鉆阻力非常大,較小的進給力及起拔力,在遇到卡鉆這樣的應(yīng)急事件時不能靈活處理。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷和不足,本實用新型的目的在于提供了一種滾動摩擦托架,該托架不僅解決了傳統(tǒng)槽型滑軌對襯板的磨損較大、需經(jīng)常更換的問題,同時本實用新型采用了開放性的滑軌,解決了使用過程中經(jīng)常被煤粉堵塞的問題,且減輕了托架整體的重量、增加了進給力和起拔力。
為達到上述目的,本實用新型采取的技術(shù)方案為:
一種滾動摩擦托架,包括桅桿框架,在桅桿框架上活動式設(shè)置滾動承托部件,在桅桿框架內(nèi)嵌設(shè)驅(qū)動油缸和驅(qū)動油缸活塞桿,滾動承托部件與驅(qū)動油缸沿豎向固定連接,驅(qū)動油缸活塞桿的端部固定在桅桿框架上;
滾動承托部件上安裝鉆機馬達,驅(qū)動油缸帶動滾動承托部件沿桅桿框架滾動式來回移動。
具體的,所述的滾動承托部件包括第一滾動件和承托板,承托板通過第一滾動件滾動式設(shè)置在桅桿框架上;第一滾動件包括沿豎向并列設(shè)置的兩個第一滾輪,兩個第一滾輪夾持在桅桿框架上并沿桅桿框架滾動。
更具體的,沿長度方向在桅桿框架上設(shè)置板狀的滑軌,兩個第一滾輪夾持在滑軌軌面上沿桅桿框架滾動,且第一滾輪的軸向與滑軌的軌面平行。
進一步的,在所述的第一滾動件上還設(shè)置第一偏心軸,第一偏心軸與第一滾輪同軸并列設(shè)置在軸芯上。
更進一步的,所述的滾動承托部件還包括第二滾動件,第二滾動件包括與承托板固定連接的第二滾輪,第二滾輪沿滑軌的邊緣滾動。
還有,所述的第二滾輪的軸向與滑軌軌面垂直,在第二滾動件上還設(shè)置第二偏心軸,第二偏心軸與第二滾輪同軸并列設(shè)置在軸芯上。
另外,在桅桿框架的端部還設(shè)置至少一個支撐油缸。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實用新型的有益效果為:
(1)本實用新型的滾動摩擦托架采用油缸直接驅(qū)動代替齒輪倍速機構(gòu),可使起拔力和進給力不再減半,直接為驅(qū)動油缸的進給力,同比相同起拔力的倍速機構(gòu)可使油缸直徑減小30%;桅桿行走機構(gòu)不再采用滑軌結(jié)構(gòu),而是采用滾動方式,推進阻力減小,拆裝更加方便,敞開軌道上的煤粉更加容易清理,傳統(tǒng)的滑動結(jié)構(gòu)的襯板一般一個月就需要更換一次,而本實用新型的滾動承托部件的設(shè)計壽命在半年以上;
(2)本實用新型的滾動件采用滾輪的滾動形式,桅桿框架使用了方形型鋼作為主體,焊縫明顯減少,結(jié)構(gòu)強度明顯增強,桅桿框架的軌面完全裸漏在外部,當煤渣落在上面可輕松清除,防止煤渣對滾輪的損害。
(3)為了對滾動承托部件的滾動進行限位,滾動承托部件還包括第二滾動件,第二滾動件為沿滑軌邊緣滾動的滾輪,對滾動承托板進行限位;同時,為了保證對滑軌摩擦的補償或?qū)夁吘壍难a償,在第一滾動件和第二滾動件上都設(shè)置了偏心軸,以達到補償滑軌的目的。
附圖說明
圖1為本實用新型的滾動摩擦托架的立體圖;
圖2為圖1的正視圖;
圖3為圖1的俯視圖;
圖4為圖2的A-A剖視圖;
圖5為圖2的B-B剖視圖;
圖中各標號表示為:1-桅桿框架、11-滑軌、2-驅(qū)動油缸活塞桿、21-進油口、3-驅(qū)動油缸、4-支撐油缸、5-滾動承托部件、51-第一滾動件、511-芯軸壓板、512-第一偏心軸、513-第一滾輪、52-承托板、53-第二滾動件、531-螺栓、532-第二偏心軸、533-第二滾輪;
以下結(jié)合說明書附圖和具體實施方式對本實用新型做具體說明。
具體實施方式
基于目前鉆機托架的缺陷,發(fā)明人設(shè)計了這種適合鉆機的滾動摩擦托架,桅桿框架安裝在鉆機托盤上,并作為給進時的行走軌道,在桅桿框架上活動式設(shè)置滾動承托部件,在桅桿框架內(nèi)嵌設(shè)驅(qū)動油缸和驅(qū)動油缸活塞桿,滾動承托部件與驅(qū)動油缸沿豎向固定連接,驅(qū)動油缸活塞桿的端部固定在桅桿框架上;滾動承托部件上安裝鉆機馬達,驅(qū)動油缸帶動滾動承托部件沿桅桿框架滾動式來回移動。四個支撐油缸安裝在桅桿框架的前后兩端,支撐油缸的油缸活塞桿伸長后與頂板和地面直接頂緊接觸,以固定整個托架。驅(qū)動油缸活塞桿端頭與桅桿框架固定連接,滾動承托部件上可放置一臺帶減速機的液壓馬達,液壓馬達旋轉(zhuǎn)給鉆桿提供的大旋轉(zhuǎn)扭矩和油缸提供的驅(qū)動力實現(xiàn)打鉆作業(yè)。
具體的,結(jié)合圖1-5,本實用新型的滾動摩擦托架通過下述結(jié)構(gòu)實現(xiàn):
滾動摩擦托架包括桅桿框架1,在桅桿框架1上活動式設(shè)置滾動承托部件5,在桅桿框架1內(nèi)嵌設(shè)驅(qū)動油缸3和驅(qū)動油缸活塞桿2,滾動承托部件5與驅(qū)動油缸3沿豎向固定連接,驅(qū)動油缸活塞桿2的端部固定在桅桿框架1上;滾動承托部件5上安裝鉆機馬達,驅(qū)動油缸3帶動滾動承托部件5沿桅桿框架1滾動式來回移動。油缸直接驅(qū)動代替齒輪倍速機構(gòu),可使起拔力和進給力不再減半,直接為驅(qū)動油缸的進給力,同比相同起拔力的倍速機構(gòu)可使油缸直徑減小30%,驅(qū)動油缸缸徑Φ110mm,驅(qū)動油缸活塞桿桿徑Φ63,行程930mm,最大工作壓力25MPa時,起拔力235KN,進給力160KN;桅桿行走機構(gòu)不再采用滑軌結(jié)構(gòu),而是采用滾動方式,推進阻力減小,拆裝更加方便,敞開軌道上的煤粉更加容易清理,傳統(tǒng)的滑動結(jié)構(gòu)的襯板一般一個月就需要更換一次,而本實用新型的滾動承托部件的設(shè)計壽命在半年以上。
滾動承托部件5包括第一滾動件51和承托板52,承托板52通過第一滾動件51滾動式設(shè)置在桅桿框架1上;第一滾動件51包括沿豎向并列設(shè)置的兩個第一滾輪513,兩個第一滾輪513夾持在桅桿框架1上并沿桅桿框架1滾動。最好的,桅桿框架1使用方形型鋼作為主體,具體的,桅桿框架1為中央帶有可通過驅(qū)動油缸3的滑槽,滑槽邊緣延伸設(shè)置板狀滑軌11,兩個第一滾輪513夾持在滑軌11軌面上沿桅桿框架1滾動,且第一滾輪513的軸向與滑軌11的軌面平行。為了補償軌道的磨損,在第一滾動件51上還設(shè)置第一偏心軸512,第一偏心軸512與第一滾輪513同軸并列設(shè)置在軸芯上,且第一偏心軸512通過芯軸壓板511進行固定;桅桿框架1共受到滾動摩擦托架上液壓馬達的扭轉(zhuǎn)力矩和驅(qū)動油缸的進給力的共同作用,鉆機扭轉(zhuǎn)力矩要求為4000N.m時,推進力要求為160KN,由于目前的桅桿框架都采用了板焊結(jié)構(gòu),而板焊結(jié)構(gòu)有強度差、易變形的缺點,為了達到強度要求,所以桅桿框架被設(shè)計的大而笨重。而本實用新型的桅桿框架1直接采用型鋼做主體,減少了焊接結(jié)構(gòu),同等強度要求下可實現(xiàn)框架的輕巧設(shè)計,減輕重量。
為了對滾動承托部件5的滾動進行限位,滾動承托部件5還包括第二滾動件53,第二滾動件53包括與承托板52固定連接的第二滾輪533,第二滾輪533沿滑軌11的邊緣滾動,保證滾動承托部件5不會偏離軌道。還有,為了能對滑軌11進行補償,第二滾輪533的軸向與滑軌11軌面垂直,在第二滾動件53上還設(shè)置第二偏心軸532,第二偏心軸532與第二滾輪533同軸并列設(shè)置在軸芯上,且第二滾輪533通過螺栓531固定在承托板52邊緣。
第一偏心軸512和第二偏心軸532,均可實現(xiàn)最大2mm的調(diào)整量,這2mm的調(diào)整量用于補償滑軌11的磨損量或可對滑軌11邊緣進行補償。
第一滾動件51的拆卸方便,可直接將兩邊芯軸壓板511螺栓松開,滾輪可直接從孔內(nèi)取出來進行維修或更換。本實用新型的第一滾輪513和第二滾輪533均采用支承型滾輪自密封軸承,每個軸上都設(shè)計有油杯對軸承潤滑,延長軸承的壽命,軸承尺寸25mm*62~25mm,工作狀態(tài)中4個第二滾輪533受力,最大可承受23kN.m的液壓馬達力偶矩。
另外,在桅桿框架1的端部還設(shè)置至少一個支撐油缸4,優(yōu)選的,在桅桿框架1兩端各設(shè)置兩個并列的支撐油缸4,桅桿框架4長度盡可能設(shè)計的短,2.3m的桅桿長度基本可以實現(xiàn)狹窄巷道的自由進出,前后都設(shè)計有支撐油缸4,可在任何方位進行頂緊穩(wěn)定桅桿框架1;支撐油缸4缸徑Φ80mm,支撐油缸活塞桿桿徑Φ55mm,行程300mm,支撐油缸4配備兩種支撐頭,用于不同的工況。支撐油缸4的伸長能夠可靠的固定鉆機,實現(xiàn)鉆機的穩(wěn)定工作。