礦用導軌式無級變速乳化液鉆的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于煤礦井下的礦用導軌式無級變速乳化液鉆機，包括乳化液馬達、軸承套、鉆桿連接頭、推進裝置、液壓系統(tǒng)、操作臺和乳化液泵站。乳化液馬達、軸承套和鉆桿連接頭構成鉆機主機，主機固定在推進裝置的導軌滑板上，導軌滑板限定在導軌架的滑道內，主機的旋轉和推進操作都是通過操作臺、液壓系統(tǒng)來控制，本實用新型的乳化液馬達采用非圓齒輪行星乳化液馬達，將馬達主軸經(jīng)過軸套直接與鉆桿接頭聯(lián)接，帶動鉆頭旋轉。本實用新型機械效率高，扭矩大，工作噪聲低，鉆孔深度可達100米以上；可實現(xiàn)鉆機無級變速；提高了防塵效果及有效防止煤塵爆炸；操作簡便、重量輕、易搬運；故障率低。
【專利說明】礦用導軌式無級變速乳化液鉆機
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及礦用液壓鉆探設備，特別是用于煤礦井下的導軌式無級變速乳化液鉆機。
【背景技術】
[0002]礦用液壓鉆探設備是以煤礦井下乳化液泵提供的高壓乳化液(一般達30MPa)做動力源，驅動乳化液馬達旋轉，通過變速裝置及與之配套的推進裝置，實現(xiàn)井下打不同直徑和深度的鉆孔，進行煤層瓦斯卸壓、井下放水工程、煤層注水、防塵等作業(yè)的設備。乳化液馬達主要分為柱塞馬達、擺線馬達和非圓行星齒輪馬達三大類。采用栓塞或擺線結構的乳化液馬達，扭矩小，轉數(shù)高，鉆孔深度一般低于30米，馬達轉數(shù)高達500轉/分以上，致使鉆機不易控制，容易造成人身傷害。除了采用上述兩款馬達外，有的廠家也采用非圓齒輪行星乳化液馬達，但都靠配套變速裝置形成兩檔輸出動力(快、慢檔)實現(xiàn)變速。通過管路系統(tǒng)有效的將安全閥、過濾器組合，通過操縱控制閥控制馬達和油缸，才能進行正常工作。效率低于無級變速鉆機，主機較重，故障率偏高。存在的主要問題為:
[0003]①推進裝置設計不合理，導軌長度近3米，浪費作業(yè)空間；
[0004]②一般采用無水干式鉆孔，煤塵污染嚴重，易發(fā)生煤塵爆炸。
【發(fā)明內容】
[0005]本實用新型的目的是提供一種能夠提高馬達扭矩、實現(xiàn)無級變速的礦用導軌式無級變速乳化液鉆機。
[0006]本實用新型采用的技術方案是:礦用導軌式無級變速乳化液鉆機包括乳化液馬達、軸承套、鉆桿連接頭、推進裝置、液壓系統(tǒng)、操作臺和乳化液泵站。乳化液馬達、軸承套和鉆桿連接頭構成鉆機主機，主機固定在推進裝置的導軌滑板上，推進裝置的導軌架固定在支架上，主機的旋轉和推進操作都是通過操作臺、液壓系統(tǒng)來控制，本實用新型的乳化液馬達采用非圓齒輪行星乳化液馬達，將馬達主軸經(jīng)過軸套直接與鉆桿接頭聯(lián)接，帶動鉆頭旋轉。本實用新型采用非圓齒輪行星乳化液馬達做動力源，將馬達主軸經(jīng)過軸套保護直接與鉆桿接頭聯(lián)接(省略了變速箱)，實現(xiàn)大扭矩旋轉動力，帶動鉆頭旋轉；將主機固定在推進裝置的導軌滑板上，由油缸帶動主機在導軌架上前后滑動(油缸活塞桿固定在導軌架內中間位置，通過向油缸兩端進(出)油管注入乳化液，使得油缸體在壓力作用下順活塞桿做推拉運動)，形成推進力和起拔力；主機的旋轉和推進(起拔)操作都是通過操作臺液壓系統(tǒng)來控制的。對比現(xiàn)有技術，本實用新型具有以下優(yōu)點:
[0007]①本實用新型采用非圓齒輪行星乳化液馬達利用旋轉形成的動壓液膜實現(xiàn)金屬與金屬之間的潤滑，解決了乳化液潤滑性差導致磨損加劇的問題，工作壽命明顯高于同類馬達。馬達依靠液膜動壓力實現(xiàn)非接觸式密封，抗固體顆粒污染能力強，機械效率高，扭矩大，工作噪聲低。鉆孔深度可達100米以上。
[0008]②用SP-200非圓齒輪行星乳化液馬達，自制組合閥體，控制進液流量，無需變速裝置，即可實現(xiàn)鉆機無級變速。
[0009]③本實用新型在打鉆過程中通過注水沖洗鉆技術，實現(xiàn)遠程、無塵鉆孔，提高了防塵效果及有效防止煤塵爆炸。
[0010]④本實用新型推進裝置采用獨特運動方式(活塞桿在導軌架中間被固定，缸體沿活塞桿帶馬達運動)，在保證鉆機行程的條件下，有效縮減了導軌長度，具有操作簡便、重量輕、易搬運等優(yōu)點。
[0011]⑤因本機無變速裝置，獨特的推進導軌滑道設計，使得主機重量在同類產(chǎn)品中是最輕便的。故障率也是最低的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0013]圖2為主機的結構示意圖；
[0014]圖3為推進裝置的結構示意圖；
[0015]圖4為液壓系統(tǒng)原理圖。
【具體實施方式】
[0016]礦用導軌式無級變速乳化液鉆機，包括乳化液馬達1、軸承套2、鉆桿連接頭3、推進裝置、液壓系統(tǒng)6、操作臺7和乳化液泵站8，乳化液馬達1、軸承套2和鉆桿連接頭3構成鉆機主機，主機固定在推進裝置的導軌滑板5上，導軌滑板5限定在導軌架4的滑道內，主機的旋轉和推進操作都是通過操作臺7、液壓系統(tǒng)6來控制，本實用新型的乳化液馬達I采用非圓齒輪行星乳化液馬達，將馬達主軸經(jīng)過軸套2直接與鉆桿接頭3聯(lián)接，帶動鉆頭旋轉。所述的推進裝置由導軌架4、活塞桿9和油缸10構成，活塞桿9兩端固定在導軌架4內中間位置，油缸10套在活塞桿9上，油缸10與導軌架4上面的導軌滑板5連接固定，在油缸9兩端分別有進出乳化液管11。液壓系統(tǒng)6的系統(tǒng)流程為:從乳化液泵站8出來的高壓乳化液經(jīng)過過濾器12和1#壓力表13后分成兩路:一路通過1#減壓閥14和2#壓力表15，再通過1#手動換向閥16、1#單向節(jié)流閥17后進入乳化液馬1.;另一路通過2#減壓閥18,3#壓力表19后，通過2#手動換向閥20，再分別經(jīng)2#手動換向閥21和3#手動換向閥22進入油缸10，控制鉆機的推進和起拔；兩路乳化液最后匯入一起，流入乳化液泵站8。通過以上液壓系統(tǒng)，既可實現(xiàn)乳化液馬達的旋轉(開/閉)和轉速的控制，又可實現(xiàn)馬達的推進/起拔過程，從而完整的一整套的鉆孔作業(yè)。特點:
[0017]①采用德國合資技術生產(chǎn)的SP-200型非圓齒輪行星乳化液馬達，連續(xù)旋轉額定扭矩達到500Nm，額定轉數(shù)280RPM?？蓪崿F(xiàn)深孔鉆探，設計鉆孔孔徑Φ42-89πιπι，鉆孔深度150米(正常工礦條件下)。
[0018]②不設置變速裝置，通過特定馬達結合自制組合控制閥門調整進液流量，在0-280RPM范圍內實現(xiàn)無級變速。
[0019]③將馬達主軸與鉆桿連接頭之間在軸套保護下直聯(lián)接，防止鉆探作業(yè)中引發(fā)對馬達的損傷，有效延長馬達使用壽命。
[0020]④優(yōu)化推進裝置設計，把油缸活塞導桿固定在導軌架中間，通過控制油缸兩端進液順序，使得缸體沿活塞導桿做可控往返運動，再把主機通過滑板固定在缸體上，使得主機在缸體帶動下在導軌架上能夠往返滑動，形成推進力和起拔力。導軌架長度可以控制在2米左右，有效釋放作業(yè)空間，使得導軌重量下降30%，材料成本也隨之降低。
[0021]⑤設置管路過濾裝置，有效延長馬達使用壽命，降低故障率。
[0022]⑥控制旋轉進液管路與控制推進進液管路分開布置，不分散管路液體壓力，避免動力分散損失。
[0023]⑦設置獨立的供水系統(tǒng)，實施濕式鉆孔。降低煤塵污染，防止煤塵爆炸事故。
【權利要求】
1.一種礦用導軌式無級變速乳化液鉆機，包括乳化液馬達(I)、軸承套(2)、鉆桿連接頭(3)、推進裝置、液壓系統(tǒng)(6)、操作臺(7)和乳化液泵站(8)，乳化液馬達(I)、軸承套(2)和鉆桿連接頭(3)構成鉆機主機，主機固定在推進裝置的導軌滑板(5)上，導軌滑板(5)限定在導軌架(4)的滑道內，主機的旋轉和推進操作都是通過操作臺(7)、液壓系統(tǒng)(6)來控制，其特征是:乳化液馬達(I)采用非圓齒輪行星乳化液馬達，將馬達主軸經(jīng)過軸套(2)直接與鉆桿接頭(3 )聯(lián)接，帶動鉆頭旋轉。
2.根據(jù)權利要求1所述的礦用導軌式無級變速乳化液鉆機，其特征是:所述的推進裝置由導軌架(4)、活塞桿(9)和油缸(10)構成，活塞桿(9)固定在導軌架(4)內中間位置，油缸(10)套在活塞桿(9)上，油缸(10)與導軌架(4)上面的導軌滑板(5)連接固定，在油缸(9)兩端分別有進出乳化液管(11)。
3.根據(jù)權利要求1所述的導軌式無級變速乳化液鉆機，其特征是:液壓系統(tǒng)(6)的系統(tǒng)流程為:從乳化液泵站(8)出來的高壓乳化液經(jīng)過過濾器(12)和1#壓力表(13)后分成兩路:一路通過1#減壓閥(14)和2#壓力表(15)，再通過1#手動換向閥(16)、1#單向節(jié)流閥(17)后進入乳化液馬(I).;另一路通過2#減壓閥(18)、3#壓力表(19)后，通過2#手動換向閥(20 )，再分別經(jīng)2#手動換向閥(21)和3#手動換向閥(22 )進入油缸(10 )，控制鉆機的推進和起拔；兩路乳化液最后匯入一起，流回乳化液泵站(8)。
【文檔編號】E21B19/086GK204002547SQ201420495378
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月1日 優(yōu)先權日:2014年9月1日
【發(fā)明者】李正乾, 馮志杰, 邵良彬 申請人:撫順思特安全裝備技術有限公司