專利名稱：多功能自走鉆機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種適合于鉆鑿水井、工程孔及地質(zhì)勘探用的多功能鉆機，具體地說是一種用小型四輪拖拉機裝載并驅(qū)動的多功能自走鉆機。
目前，公知的小型四輪拖拉機裝載的鉆機，都不能利用拖拉機本身的變速功能，需配置一套變速裝置來完成鉆孔作業(yè)。而且鉆具回轉(zhuǎn)切削地層需用高壓水沖出泥巖漿而成井，這對于無水源或離水源較遠的鉆孔作業(yè)區(qū)使用較為不便，尤其是要求干鉆鉆進和沖擊鉆進的作業(yè)區(qū)也不能滿足。
本實用新型的目的就是克服上述不足而提供一種利用小型四輪拖拉機全部變速功能獲得多種速度，來完成即可回轉(zhuǎn)鉆進，又可沖擊鉆進，既可水沖鉆進，又能干鉆鉆進的多功能自走鉆機。
用于實現(xiàn)本實用新型目的的多功能自走鉆機包括一臺用于裝載鉆機行走并為鉆孔提供動力的小型四輪拖拉機；一個安裝于拖拉機變速箱上并將所述四輪拖拉機的動力從變速箱輸出的多速動力輸出裝置；一個裝于四輪拖拉機之上并可使之脫離地面的機架；一個裝于機架后部的可傾塔架；一個裝于機架之上的包含有鉆具的鉆井裝置，所述鉆井裝置包括有一個中央部分可以通過鉆具并可驅(qū)動所述鉆具旋轉(zhuǎn)的齒輪傳動箱；一個卷揚機；以及一根連接卷揚機的卷筒和所述鉆具的鋼絲繩及一套滑輪組。
所述鉆具最好包括可選擇使用的一套水沖回轉(zhuǎn)鉆具，一套干鉆回轉(zhuǎn)鉆具，一套干鉆沖擊鉆具；所述卷揚機含有控制鉆具升降、仃止、點動或連續(xù)沖擊的離合器和制動器。
所述動力輸出裝置至少包括一根動力輸出軸和一套齒輪傳動裝置，所述齒輪傳動裝置用于將四輪拖拉機變速箱動力輸出端的二級減速齒輪中的一個齒輪的動力傳至所述輸出軸。
所述動力輸出裝置最好包括動力輸出第一軸和第二軸，兩軸可同軸設置，也可垂直設置。
同軸設置時，第一軸和第二軸相鄰處設有一嵌入式離合器，以便可將動力從或不從第一軸傳至所述第二軸。在第一軸上設有一個該傳動裝置的傳動齒輪，以便將拖拉機變速箱二級減速齒輪中的第一級減速被動齒輪的動力從該齒輪傳至第一軸。垂直設置時，第一軸上設有與第二軸里端錐齒輪常合的齒輪、和隨該軸轉(zhuǎn)動的嵌入式離合器，以便把第一軸的動力從或不從所述第一軸傳至第二軸、在第一軸上同樣設有該傳動裝置的傳動設有該傳動裝置的傳動齒輪，以及將拖拉機變速箱二級減速齒輪中的第一級減速被動齒輪的動力從該齒輪傳到第一軸。所述第一軸與所述卷揚機的卷筒之間設有一套傳動裝置，以便可將所述第一軸的動力傳至所述卷筒；所述第二軸與所述可驅(qū)動鉆具旋轉(zhuǎn)的齒輪傳動箱之間也具有一套傳動裝置，以便可將所述第二軸的動力傳至所述齒輪傳動箱。所述該傳裝置的傳動齒輪可根據(jù)不同類型的拖拉機可左、右設置。
所述卷揚機的離合器和制動器最好是錐形摩擦離合器和帶式制動器。該離合由寬螺距多線矩形螺旋副、差動軸承、離合器主動鼓及和主動鼓固定為一體的皮帶輪或鏈輪構成。所述的帶式制動器由制動鼓和制動帶構成。該離合器主動鼓外園錐面安裝有摩擦片，內(nèi)孔通過差動軸承安裝在寬螺距多線矩形螺旋副的螺母，該螺旋副中的絲桿為卷揚機軸的一部分，卷揚機軸的兩端通過支架固定在機架上，卷揚機的卷筒通過滾動軸承安裝于卷揚機軸上，卷筒的一端加工有內(nèi)園錐面，該園錐面與錐形摩擦離合器的主動鼓上摩擦片的外園錐面相對應，卷筒另一端加工有帶式制動器制動鼓的外園柱面，該園柱面與制動帶內(nèi)園柱面相對應，卷筒中部繞有鋼絲繩，鋼絲繩的一端固定在卷筒上，另一端有二種纏繞方式一種是繞過安裝在可傾塔架上的下定滑輪，上定滑輪和水龍頭上的動滑輪最后固定在可傾塔架頂部，其倍率為2；另一種是繞過可傾塔架的下定滑輪，上定滑輪后直接固定在水龍頭或沖錘之上，其倍率為1。所述錐形摩擦離合器和帶式制動器通過控制卷揚機卷筒的正反轉(zhuǎn)和仃止，實現(xiàn)鉆具的升降、仃止、點動和連續(xù)沖擊作業(yè)。
所述傳動箱最好包括箱體、一個與箱體固接的上蓋、一個與上蓋組成迷宮并設有卡槽的防水罩，該卡槽與專用板手相配合可實現(xiàn)機動卸桿。防水罩固接于傳動卡套之上；一個外端安裝有皮帶輪或花鏈套連接盤的齒輪軸；一個用于減速的園錐齒輪副，該園錐齒輪副的齒輪最好為大變位系數(shù)和的角一切變位園錐齒輪，一個用于帶動主鉆桿的傳動卡套，所述園錐齒輪副的小園錐齒輪固定于該輸入軸上，其大園錐齒輪與所述傳動卡套相固接，傳動箱的傳動卡套中有較大的孔，所述干鉆鉆具的鉆頭最好能從孔中通過。
主鉆桿的驅(qū)動有二種方式，一種在傳動卡套內(nèi)開槽，驅(qū)動帶鍵的主鉆桿；另一種是利用防水罩上的卡槽，通過安裝于其上的補芯傳動主鉆桿。
所述鉆具有三種形式一種是包含有水龍頭、主鉆桿、鉆桿、全面鉆進鉆頭的水沖回轉(zhuǎn)鉆具；二是包含有水龍頭、主鉆桿，巖芯鉆頭或螺旋鉆頭的干鉆回轉(zhuǎn)鉆具，三是包含有沖錘、取芯器的干鉆沖擊鉆具。以上三種鉆具，使用者在鉆一個孔時，可根據(jù)不同地質(zhì)情況和需要選其中二、三種交替使用或始終使用一種鉆具。
所述主鉆桿、鉆桿及鉆頭聯(lián)結設計為寬螺距多線矩形螺紋，不僅拆卸、聯(lián)接鉆桿節(jié)時省力，同時保證了接頭強度和高壓水通徑。
使用倍率為2的滑輪組裝卸鉆桿時，最好配合使用鋼絲繩自由裝卸式雙鉤滑輪。
所述機架，包括一套螺旋支承裝置，它可以支承鉆機脫離地面并使其調(diào)整水平，該機架中部用U型板與拖拉機半軸套相固接，后部與拖拉機變速箱未端固接的斜撐相聯(lián)接，前部與拖機變速箱前端相聯(lián)接，機架中部安裝有卷揚機，在機架后部安裝有傳動箱和可傾塔架；動力經(jīng)安裝于拖拉機變速箱上的動力輸出裝置輸出。
本實用新型與已有技術相比具有以下顯著優(yōu)點一、利用小型拖拉機本身固有的變速裝置可獲得多種速度，適應鉆孔作業(yè)時的速度和動力要求，機械變速及傳動裝置得到最大程度簡化。二、具有帶有錐形摩擦離合器和帶式制動器的卷揚機，能實現(xiàn)頻繁點動、升降鉆具、能有效地進行連續(xù)沖擊取芯作業(yè)。三、既可水沖鉆進，又可干鉆鉆進和沖擊鉆進，使用范圍廣。四、由于設計了大變位系數(shù)和角—切變位錐齒輪副，提高了齒輪的彎曲、接觸強度和耐磨性。五、設計了雙鉤滑輪與原鋼絲繩套相配合，在不拆卸主鉆桿的情況下利用同一卷揚機可完成拆卸接續(xù)鉆桿時的起落工作。六、設計了機動拆卸鉆桿機構，可實現(xiàn)機動卸桿，節(jié)時省力。七、塔架可機動起落，減輕了勞動強度。
下面參照所給
本實用新型的幾個優(yōu)選實施方案。
圖1和圖2分別是多功能自走鉆機的結構示意圖和傳動機構示意圖。
圖3和圖4分別是多功能自走鉆機的另一種實施方案的結構示意圖和傳動機構示意圖。
圖5是多功能自走鉆機裝卸鉆桿工作情況示意圖。
圖6是多功能自走鉆機用干鉆回轉(zhuǎn)鉆具鉆孔示意圖。
圖7是多功能自走鉆機用干鉆沖擊取芯鉆具鉆孔示意圖。
圖8是多功能自走鉆機機動卸鉆桿示意圖。
圖9和圖1 0分別是多功能自走鉆機機動卸鉆桿時扳手裝卡螺桿或螺母的示意圖。
如圖1和圖2所示，將機架14上的螺旋支承9放下，立于地面的枕木10上，調(diào)至水平并固定牢固，使拖拉機變速箱3內(nèi)的第五軸42上的嵌入式離合器41與齒輪4相脫離，可使第二級減速主動齒輪5和被動齒輪6仃止傳動。驅(qū)動輪39便仃止轉(zhuǎn)動。按圖1雙點劃線纏繞鋼絲繩28，鋼絲繩28的一端固定在卷揚機31的卷筒32上，經(jīng)塔架29的下定滑輪30、上定滑輪27、輔助滑動17、19后固定在塔架29頂端。啟動柴油機1，動力經(jīng)皮帶2傳至拖拉機變速箱3、操縱變速箱手柄38置于低檔位置，操縱卷揚機31的摩擦離合器48的手柄50，使塔架29離開支撐40，慢速豎起后仃止并牢固固定塔架，把鋼絲繩28從輔助滑輪17、19內(nèi)取出吊住鉆具，將變速箱3掛入適當檔位，動力由安裝于動力輸出后蓋34內(nèi)與齒輪4嚙合的齒輪35傳于動力輸出第一軸54，第二軸55上的嵌入式離合器43與第一軸54結合，動力便由第一軸54傳至第二軸55，安裝于第一軸54和第二軸55兩端的皮帶輪53和36經(jīng)過皮帶7和皮帶8分別傳于卷揚機31的皮帶輪33和傳動箱18的皮帶輪21、皮帶輪21帶動傳動箱動力輸入軸20，再經(jīng)安裝于該軸上的小園錐齒輪15，與其嚙合的大園錐齒輪16將動力傳至傳動卡套11，驅(qū)動主鉆桿23，帶動鉆桿13，鉆頭12旋轉(zhuǎn)切削地層，同時經(jīng)過水龍頭24的彎管25向鉆頭12底部注水，以沖擊泥巖漿。根據(jù)地質(zhì)情況，也可使用干鉆鉆進。干鉆回轉(zhuǎn)鉆具可以利用提出鉆頭的方式清理，取出泥土或巖心。
必要時，操作動力輸出軸后蓋34上的手柄37，使嵌入式離合器43脫開，使動力輸出第一軸54和第二軸55分離，皮帶輪36仃止轉(zhuǎn)動，鉆具便仃止回轉(zhuǎn)。順時針操作摩擦離合器48的手柄50，使寬螺距多線螺旋副49沿兩端固定在機架上的卷揚機軸47上旋轉(zhuǎn)前進，經(jīng)差動軸承51，推動離合器主動鼓52與卷揚機31的卷筒32便帶動鋼絲繩28經(jīng)滑輪組提升鉆具。當需要鉆頭12仃止上升時，則逆時針操作離合器手柄50，同時壓下帶式制動器的手柄44，偏心輪45、使制動鋼帶46剎住卷筒32一端的制動鼓。欲使鉆頭12再度下降，抬起手柄44，松開制動帶46便可。
如圖3和圖4所示，鉆機的工作原理、卷揚機的動力輸入及操縱和動力由柴油機1傳至動力輸出第一軸53與圖1、2所示實施方案基本相同。不同之處就是動力由動力輸出后蓋34內(nèi)與第一級減速被動齒輪4嚙合的齒輪35傳于動力輸出第一軸53，動力輸出第一軸53上的錐齒輪7與嵌入式離合器43結合，經(jīng)動力輸出第二軸52上的錐齒輪37、聯(lián)軸器8、花鏈套連接盤21傳至傳動箱18的帶有錐齒輪15的齒輪軸20，與傳動卡套11相固接的大園錐齒輪16與小園錐齒輪15嚙合，便可使傳動卡套11驅(qū)動主鉆桿23、帶動鉆桿13、鉆頭12旋轉(zhuǎn)切削地層，同時經(jīng)過水龍頭24的彎管25向鉆頭12底部注水，以沖擊泥巖漿，根據(jù)地質(zhì)情況，也可使用干鉆鉆進。干鉆回轉(zhuǎn)鉆具可以利用提出鉆頭的方式清理，取出泥土或巖芯。
圖5描述了利用雙鉤滑輪56裝卸鉆桿13的工作情況.抬起制動器手柄44，順時針操作摩擦離合器48手的手柄50，吊起主鉆桿23后，壓下手柄44，將主鉆桿23下端螺桿從鉆頭12的上部螺母旋出，套立于銷柱59上、使鋼絲繩28在動滑輪26槽中的套子下降，從雙鉤57之間套進雙鉤滑輪56槽中，再使雙鉤57鉤住與鉆桿13相聯(lián)的鉆桿吊頭58，抬起手柄44，順時針操作手柄50，吊起鉆桿13后壓下手柄44，將鉆桿13的下部螺桿旋入鉆頭12的上端螺母，抬起手柄44，逆時針操作手柄50，將鉆桿13下降進入井內(nèi)后壓下手柄44，從鉆桿13的上部螺母內(nèi)旋出鉆桿吊頭58，從鋼絲繩28的套子中卸下雙鉤滑輪56，使鋼絲繩套上升重新套入龍頭24上的動滑輪26的槽內(nèi)，將主鉆桿23的下端螺桿旋入鉆桿13的上部螺母，便可按圖1、2或圖3、4所述方法繼續(xù)進行鉆孔作業(yè)。
如圖6所示，先把螺旋鉆頭61從傳動箱的傳動卡套11中放入，把補芯60套入主鉆桿23，把主鉆桿下端螺桿旋入鉆頭61上部的螺母中，補芯60安裝于防水罩22之上，扭矩由傳動卡套11傳至補芯60，補芯驅(qū)動主鉆桿23帶動鉆頭61旋轉(zhuǎn)切削地層。需要提出鉆具清理取出泥土時，操作卷揚機31即可。
如圖7所示，用鋼絲繩28的一端與沖鍾62聯(lián)接，取芯器65上端螺桿與沖錘下體64螺母連接，取芯器65放入傳動卡套11中，操作卷揚機31，使沖錘上體63上升到一定高度，然后使其快速下降沖擊下體64，把沖擊力傳至取芯器65，使其沖入地層，需要取出取芯器中土或巖石時，操作卷揚機31即可。
如圖8、9、10所示，用雙鉤57鉤住與鉆桿相聯(lián)的鉆桿吊頭58，抬起手柄44，順時針操作手柄50，使鉆桿上部螺母下端面略高于防水罩22的上端面，逆時針操作手柄50，壓下手柄44，用帶有撥爪的專用扳手69裝卡鉆桿上部螺母68與所述扳手對應的平面，并把撥爪放入防水罩22的卡槽中，抬起手柄44，使專用扳手69的下平面與防水罩22上平面接觸；用不含撥爪的專用扳手67裝卡另一鉆桿的下端螺桿66與該專用扳手對應的平面，并與塔架29的其中一個塔桿接觸，致使螺桿66不隨螺母68轉(zhuǎn)動。操作動力輸出后蓋的手柄，將動力傳至傳動箱，便可使螺桿與螺母松開，然后按圖5所述裝卸鉆桿。
權利要求1.一種適合于鉆鑿水井、工程孔、及地質(zhì)勘探用的多功能自走鉆機，它包括一臺用于裝載鉆機行走并為鉆孔提供動力的四輪拖拉機；一個裝于四輪拖拉機之上并可使之離開地面的機架；一個裝于機架后部的可傾塔架；一個裝于機架之上的含有鉆具的鉆井裝置，其特征在于所述多功能自走鉆機還包括一個安裝于四輪拖拉機變速箱之上并將四輪拖拉機的動力從變速箱輸出的多速動力輸出裝置；所述鉆井裝置還包括一個中央部分可以通過鉆具并可驅(qū)動鉆具回轉(zhuǎn)的齒輪傳動箱；一個卷揚機；以及一根連接卷揚機的卷筒和所述鉆具的鋼絲繩及滑輪組。
2.根據(jù)權利要求1所述的多功能自走鉆機，其特征在于所述多速動力輸出裝置包括至少一根動力輸出軸和一套齒輪傳動裝置，所述齒輪傳動裝置用于將四輪拖拉機變速箱動力輸出端的二級減速齒輪中的一個齒輪的動力傳至所述輸出軸。
3.根據(jù)權利要求2所述的多功能自走鉆機，其特征在于所述至少一根輸出軸包括動動力輸出第一軸和第二軸，在第一軸上都設有一個該傳動裝置的傳動齒輪，以便將拖拉機變速箱二級減速齒輪中的第一級減速被動齒輪的動力從該齒輪傳至所述第一軸。
4.根據(jù)權利要求3所述的多功能自走鉆機，其特征在于所述動力輸出第一軸和第二軸兩軸同軸設置，第一軸和第二軸相鄰處設有一個嵌入式離合器，以便將動力從或不從所述第一軸傳至所述第二軸；所述第一軸與所述卷揚機的卷筒之間設有一套傳動裝置，以便可將所述第一軸的動力傳至所述卷筒；所述第二軸與所述可驅(qū)動鉆具旋轉(zhuǎn)的齒輪傳動箱之間也具有一套傳動裝置，以便可將所述第二軸的動力傳至所述齒輪傳動箱。
5.根據(jù)權利要求3所述的多功能自走鉆機，其特征在于所述動力輸出第一軸和第二軸兩軸垂直設置，所述第一軸上設有嵌入式離合器和與動力輸出第二軸固定的錐齒輪相嚙合的錐齒輪，通過所述嵌入式離合器可把動力從或不從所述第一軸傳至所述第二軸；所述第一軸與所述卷揚機的卷筒之間設有一套傳動裝置，以便可將所述第一軸的動力傳至所述卷筒；所述第二軸與所述可驅(qū)動鉆具旋轉(zhuǎn)的齒輪傳動箱之間也具有一套傳動裝置，以便可將所述第二軸的動力傳至所述齒輪傳動箱。
6.根據(jù)權利要求1所述的多功能自走鉆機，其特征在于所述鉆具包括可選擇使用的一套水沖回轉(zhuǎn)鉆具、一套干鉆回轉(zhuǎn)鉆具、一套干鉆沖擊鉆具；所述卷揚機含有控制鉆具升降、停止、點動或連續(xù)沖擊的離合器和制動器。
7.根據(jù)權利要求6所述多功能自走鉆機，其特征在于所述卷揚機所含有的離合器為一錐形摩擦離合器，該離合器由寬螺距多線矩形螺旋副、差動軸承、離合器主動鼓與離合器主動鼓固定為一體的皮帶輪或鏈輪組成；所述制動器由制動鼓和制動帶構成。
8.根據(jù)權利要求6所述的多功能自走鉆機，其特征在于所述水沖鉆具包括水龍頭、中空主鉆桿、鉆桿及全面鉆進鉆頭構成。
9.根據(jù)權利要求6所述的多功能自走鉆機，其特征在于所述干鉆回轉(zhuǎn)鉆具包括水龍頭、主鉆桿、鉆桿和巖心鉆進鉆頭或螺旋鉆頭。
10.根據(jù)權利要求6所述的多功能自走鉆機，其特征在于干鉆沖擊鉆具包括沖錘、取芯器，所述沖錘聯(lián)于所述鋼絲繩。
11.根據(jù)權利要求6所述的多功能自走鉆機，其特征在于所述鉆具的鉆桿接頭是由寬螺距多線螺紋組成。
12.根據(jù)權利要求1所述的多功能自走鉆機，其特征在于所述傳動箱包括用于減速的園錐齒輪副，所述齒輪副為大變位系數(shù)和角一切變位園錐齒輪副。
13.根據(jù)權利要求1所述的多功能自走鉆機，其特征在于所述鉆機包括有一套機動卸鉆桿裝置，它包括裝卡鉆桿螺桿、螺母的專用扳手，以及與傳動卡套固定帶有卡槽的防水罩，所述裝卡螺母的專用扳手通過該防水罩實現(xiàn)機動卸鉆桿。
專利摘要本實用新型涉及適合于鉆鑿水井、工程孔及地質(zhì)勘探的多功能自走鉆機。它包括一臺裝載鉆機并為鉆孔提供動力的四輪拖拉機；安裝于拖拉機變速箱上的動力輸出裝置；裝于拖拉機之上并可使之脫離地面的機架，裝于機架后部的可傾塔架；一套水沖回轉(zhuǎn)鉆具、干鉆回轉(zhuǎn)鉆具和干鉆沖擊鉆具；中央可以通過干鉆鉆具并可驅(qū)動回轉(zhuǎn)鉆具旋轉(zhuǎn)的傳動箱；含有控制鉆具升降、停止、點動和連續(xù)沖擊的離合器和制動器的卷揚機。連接卷揚機的卷筒和鉆具的鋼絲繩及滑輪組。
文檔編號E21B3/00GK2223774SQ9521534
公開日1996年4月3日 申請日期1995年7月7日 優(yōu)先權日1995年7月7日
發(fā)明者盧新華, 王運明, 周陳林, 趙淑美, 周華獻, 徐好亮 申請人:河南省項城華寶鉆機廠