本發(fā)明屬于礦山機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種移動(dòng)式抗軸向沖擊鉆進(jìn)系統(tǒng)。
背景技術(shù):
瓦斯抽采技術(shù)是礦井瓦斯安全治理的必要保障,受煤層自身因素的影響,安全可靠的瓦斯抽采必須以成孔技術(shù)為前提。由于煤層地質(zhì)條件復(fù)雜,在煤層鉆孔后會(huì)出現(xiàn)孔內(nèi)坍塌,因此需要進(jìn)行擴(kuò)孔,現(xiàn)有的鉆孔擴(kuò)孔鉆機(jī)一般為固定安裝設(shè)置,每鉆一個(gè)孔擴(kuò)一個(gè)孔就需要搬運(yùn)一次,這樣影響施工效率,而且增加工人的勞動(dòng)強(qiáng)度;擴(kuò)孔鉆頭的回轉(zhuǎn)半徑均為定值,這在擴(kuò)孔過(guò)程中容易產(chǎn)生卡鉆現(xiàn)象,另外,在擴(kuò)孔過(guò)程中,用于驅(qū)動(dòng)鉆桿和鉆頭的電機(jī)經(jīng)常會(huì)遭受到非常大的軸向沖擊。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的電機(jī),當(dāng)轉(zhuǎn)子受到軸向沖擊力時(shí),其所受的沖擊負(fù)荷將完全作用到主軸兩端與機(jī)殼之間的軸承上,由于軸承承受軸向力的能力有限,當(dāng)沖擊負(fù)荷超過(guò)所應(yīng)承載能力時(shí),軸承將會(huì)受損,電機(jī)運(yùn)行性能下降甚至損壞停機(jī)。因此,對(duì)于經(jīng)常受到非常大的軸向沖擊負(fù)荷的電機(jī)就需要對(duì)現(xiàn)有電機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn),避免軸承受損而使電機(jī)無(wú)法正常工作。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處,提供一種在煤礦井下移動(dòng)靈活、在擴(kuò)孔過(guò)程中擴(kuò)孔避免卡鉆、能承受極高軸向沖擊負(fù)荷驅(qū)動(dòng)電機(jī)的移動(dòng)式抗軸向沖擊鉆進(jìn)系統(tǒng)。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:移動(dòng)式抗軸向沖擊鉆進(jìn)系統(tǒng),包括支撐框架,支撐框架頂部沿左右方向設(shè)置有導(dǎo)軌,導(dǎo)軌上通過(guò)燕尾槽滑動(dòng)連接結(jié)構(gòu)設(shè)置有抗沖擊防爆電機(jī),抗沖擊防爆電機(jī)的主軸朝左設(shè)置并同軸連接有鉆桿和鉆擴(kuò)孔組件,導(dǎo)軌右端固定設(shè)置有限位架,限位架與抗沖擊防爆電機(jī)右側(cè)之間通過(guò)鉆進(jìn)油缸連接,鉆進(jìn)油缸兩端分別與限位架和抗沖擊防爆電機(jī)鉸接;
主軸左端沿軸向方向開(kāi)設(shè)有盲孔,鉆桿右端伸入并螺紋連接在盲孔內(nèi);
鉆擴(kuò)孔組件包括連接導(dǎo)筒、頭部和桿部,頭部的外徑大于桿部的外徑,頭部的左端面沿圓周方向均勻設(shè)置有一圈金剛石鉆孔刀片,桿部?jī)?nèi)開(kāi)設(shè)有右端敞口的中心回流腔,桿部左端沿圓周方向以及頭部的中心處開(kāi)設(shè)有與中心回流腔連通的回流孔;
連接導(dǎo)筒為圓管狀結(jié)構(gòu),連接導(dǎo)筒右端內(nèi)壁設(shè)置有與鉆桿左端外壁螺紋連接的內(nèi)螺紋,連接導(dǎo)筒外壁由右向左依次為第一圓柱段和第二圓柱段,第二圓柱段的外徑等于桿部的內(nèi)徑,第一圓柱段的外徑等于桿部的外徑,第二圓柱段與第一圓柱段的連接處具有環(huán)形臺(tái)階,第二圓柱段的左部伸入到桿部?jī)?nèi),桿部右端與連接導(dǎo)筒外壁之間設(shè)置有軸向滑動(dòng)變徑擴(kuò)孔機(jī)構(gòu)。
軸向滑動(dòng)變徑擴(kuò)孔機(jī)構(gòu)包括壓縮彈簧、左連板和右連板,左連板和右連板均設(shè)置有兩個(gè),第一圓柱段的外壁關(guān)于第一圓柱段中心線對(duì)稱(chēng)開(kāi)設(shè)有兩個(gè)安裝槽,每個(gè)安裝槽內(nèi)均固定設(shè)置有一個(gè)右連接耳,桿部的右端外壁關(guān)于桿部中心線對(duì)稱(chēng)固定設(shè)置有兩個(gè)左連接耳,兩個(gè)右連接耳和兩個(gè)左連接耳位于同一平面上,右連接耳與右連板右端鉸接,左連接耳與左連板左端鉸接,同側(cè)的右連板左端與左連板右端鉸接,左連板外表面沿左右方向設(shè)置有金剛石擴(kuò)孔刀片,壓縮彈簧套裝在第二圓柱段上,壓縮彈簧左端和右端分別與桿部的右端面和環(huán)形臺(tái)階頂壓配合;
連接導(dǎo)筒的第一圓柱段左側(cè)與鉆擴(kuò)孔組件的桿部之間設(shè)置有扭矩傳遞及導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。
扭矩傳遞及導(dǎo)向結(jié)構(gòu)包括限位柱,桿部關(guān)于中心線對(duì)稱(chēng)開(kāi)設(shè)有兩道導(dǎo)向孔,導(dǎo)向孔的長(zhǎng)度方向與桿部的中心線平行,第一圓柱段沿徑向方向開(kāi)設(shè)有與兩道導(dǎo)向孔內(nèi)外對(duì)應(yīng)的螺孔,限位柱螺紋連接在螺孔內(nèi),限位柱兩端分別位于導(dǎo)向孔內(nèi),限位柱的外徑與導(dǎo)向孔的寬度相等。
支撐框架底部設(shè)置有軌道輪,支撐框架中部設(shè)置有安裝平臺(tái),支撐框架內(nèi)在安裝平臺(tái)下方的左側(cè)和右側(cè)分別設(shè)置有液壓站和粉塵過(guò)濾器,所述的導(dǎo)軌左側(cè)底部鉸接在支撐框架左側(cè)頂部,安裝平臺(tái)中部與導(dǎo)軌中部之間通過(guò)傾角調(diào)節(jié)油缸連接,傾角調(diào)節(jié)油缸上端和下端分別與導(dǎo)軌和安裝平臺(tái)鉸接,安裝平臺(tái)右側(cè)設(shè)置有防爆抽風(fēng)機(jī),主軸外設(shè)置有與主軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接的旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu),旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)內(nèi)部與盲孔連通,旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)通過(guò)抽風(fēng)管與防爆抽風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口連接,防爆抽風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口與粉塵過(guò)濾器的進(jìn)口連接,支撐框架的右側(cè)設(shè)置有斜撐機(jī)構(gòu)。
斜撐結(jié)構(gòu)包括斜撐塊、第一斜撐油缸和第二斜撐油缸,支撐框架右側(cè)上部固定設(shè)置有安裝架,第一斜撐油缸的缸體端部鉸接在安裝架上,第二斜撐油缸的缸體端部鉸接在支撐框架右側(cè)下部,斜撐塊呈三棱柱結(jié)構(gòu),斜撐塊沿前后方向水平設(shè)置,斜撐塊的底面水平設(shè)置,第一斜撐油缸的活塞桿端部鉸接在斜撐塊左側(cè)面的下部,第二斜撐油缸的活塞桿端部鉸接在斜撐塊左側(cè)面的上部;
液壓站通過(guò)高壓油管分別與鉆進(jìn)油缸、傾角調(diào)節(jié)油缸、第一斜撐油缸和第二斜撐油缸連接。
斜撐塊的底面上均勻設(shè)置有抓地釘,斜撐塊的右側(cè)面下部?jī)A斜向右下方設(shè)置有斜撐釘。
抗沖擊防爆電機(jī)包括機(jī)殼、主軸、定子和轉(zhuǎn)子,定子固定設(shè)置在機(jī)殼的圓周內(nèi)壁,機(jī)殼的左右兩端部均設(shè)置有一個(gè)軸承室,每個(gè)軸承室內(nèi)均過(guò)盈安裝有一個(gè)軸承,轉(zhuǎn)子固定設(shè)置在主軸上,主軸左右兩端分別穿過(guò)一個(gè)軸承的內(nèi)圈并與軸承內(nèi)圈間隙配合,主軸表面沿軸向方向開(kāi)設(shè)有兩道分別位于一個(gè)軸承內(nèi)側(cè)的導(dǎo)槽,每個(gè)軸承的內(nèi)圈沿軸向方向固定連接有伸入到導(dǎo)槽內(nèi)的導(dǎo)塊,導(dǎo)槽的寬度與導(dǎo)塊的寬度相等,導(dǎo)槽的軸向長(zhǎng)度大于導(dǎo)塊的軸向長(zhǎng)度;機(jī)殼左端部在左側(cè)的軸承室外設(shè)置有左端蓋,主軸的左端伸出左端蓋,機(jī)殼右端部在右側(cè)的軸承室外設(shè)置有右端蓋,右端蓋中部開(kāi)設(shè)有通孔,右端蓋右側(cè)同軸向設(shè)置有外筒體和內(nèi)筒體,外筒體左端和內(nèi)筒體左端通過(guò)環(huán)形板固定連接,環(huán)形板左側(cè)表面與右端蓋右側(cè)表面固定連接,內(nèi)筒體右端固定設(shè)有堵板,外筒體內(nèi)壁和內(nèi)筒體外壁之間形成環(huán)形腔體,外筒體右端固定連接有密封板,外筒體右端面與密封板左側(cè)面之間設(shè)有密封環(huán),內(nèi)筒體左側(cè)敞口,主軸右端同軸向固定連接有柱塞,柱塞滑動(dòng)連接在內(nèi)筒體內(nèi),柱塞上設(shè)置有與內(nèi)筒體的內(nèi)壁滑動(dòng)密封配合的密封套,內(nèi)筒體上均勻開(kāi)設(shè)有若干將環(huán)形腔體和內(nèi)筒體內(nèi)部連通的油孔,油孔的內(nèi)徑的1-3mm,環(huán)形腔體的小于大于內(nèi)筒體內(nèi)部的體積,內(nèi)筒體和環(huán)形腔體內(nèi)充填有液壓油,液壓油的體積等于內(nèi)筒體內(nèi)部的體積。
主軸上設(shè)置有卡簧,卡簧與右側(cè)的軸承內(nèi)圈的右端面接觸。
內(nèi)筒體的內(nèi)部設(shè)置有一個(gè)抗沖擊彈簧,抗沖擊彈簧的左端與柱塞的右端固定連接,當(dāng)液壓油無(wú)壓力以及抗沖擊彈簧處于完全伸展?fàn)顟B(tài)時(shí),抗沖擊彈簧的右端部與堵板接觸,同時(shí)導(dǎo)塊的右端部與導(dǎo)槽的右端部接觸。
采用上述技術(shù)方案,支撐框架底部的軌道輪可沿煤礦井下巷道內(nèi)鋪設(shè)的軌道行進(jìn),行進(jìn)到位后,使用跨在軌道兩側(cè)的龍門(mén)吊將本發(fā)明吊到軌道外的地面上,人工推到鉆孔擴(kuò)孔位置。操控液壓站使第一斜撐油缸和第二斜撐油缸的活塞桿伸長(zhǎng),控制斜撐塊接觸地面,使斜撐塊上的抓地釘和斜撐釘刺入地面,這樣就牢牢地將支撐框架固定,抵消在鉆進(jìn)過(guò)程產(chǎn)生的后坐力。
在鉆孔作業(yè)前,劃好鉆孔點(diǎn)后,啟動(dòng)傾角調(diào)節(jié)油缸使導(dǎo)軌以導(dǎo)軌與支撐框架前側(cè)鉸接處為支點(diǎn)旋轉(zhuǎn),鉆進(jìn)方向調(diào)整到位后停止。開(kāi)始鉆進(jìn)時(shí),將鉆擴(kuò)孔組件直接與主軸的盲孔螺接,啟動(dòng)抗沖擊防爆電機(jī)后,鉆進(jìn)油缸驅(qū)動(dòng)抗沖擊防爆電機(jī)沿導(dǎo)軌向左移動(dòng),當(dāng)鉆擴(kuò)孔組件將要全部伸入到鉆孔內(nèi)時(shí),將鉆擴(kuò)孔組件和主軸脫離,鉆進(jìn)油缸驅(qū)動(dòng)抗沖擊防爆電機(jī)沿導(dǎo)軌向右移動(dòng),再把鉆桿連接到主軸和鉆擴(kuò)孔組件之間,再啟動(dòng)鉆進(jìn)油缸驅(qū)動(dòng)抗沖擊防爆電機(jī)沿導(dǎo)軌向左移動(dòng),當(dāng)鉆桿將要全部伸入到鉆孔內(nèi)時(shí),將鉆桿和主軸脫離,再把下一根鉆桿連接上。采用這種方式可以逐漸增加鉆進(jìn)的深度。
在鉆進(jìn)過(guò)程中,同時(shí)要啟動(dòng)防爆抽風(fēng)機(jī)和粉塵過(guò)濾器,防爆抽風(fēng)機(jī)將鉆擴(kuò)孔組件處切割的煤渣或煤屑依次由鉆擴(kuò)孔組件左端的排渣孔進(jìn)入到鉆擴(kuò)孔組件和鉆桿內(nèi)的中心通道,再經(jīng)盲孔、旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)和抽風(fēng)管進(jìn)入到粉塵過(guò)濾器內(nèi),經(jīng)粉塵過(guò)濾器的過(guò)濾,干凈的空氣排到巷道內(nèi)。旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)在主軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)保持不動(dòng)且可以確保與盲孔內(nèi)部連通。
本發(fā)明中鉆擴(kuò)孔組件的工作原理及過(guò)程為:金剛石鉆孔刀片先進(jìn)行鉆進(jìn)過(guò)程中對(duì)煤層進(jìn)行鉆孔切割作業(yè);當(dāng)金剛石鉆孔刀片在旋轉(zhuǎn)鉆孔作業(yè)遇到較大阻力時(shí),頭部向右頂壓桿部沿連接導(dǎo)筒向右頂壓壓縮彈簧,桿部克服壓縮彈簧的彈力,桿部沿第一圓柱段外壁向右移動(dòng),導(dǎo)向孔沿限位柱向右移動(dòng),左連接耳和右連接耳之間的距離變小,左連板和右連板的鉸接處沿徑向方向向外伸出,左連板外表面的金剛石擴(kuò)孔刀片的旋轉(zhuǎn)半徑增大,直到導(dǎo)向孔的左端側(cè)壁與限位柱頂壓接觸,金剛石擴(kuò)孔刀片的旋轉(zhuǎn)半徑達(dá)到最大值,金剛石擴(kuò)孔刀片進(jìn)一步將鉆孔擴(kuò)大。鉆孔達(dá)到預(yù)定孔深后,將鉆擴(kuò)孔組件和鉆桿右撤一小段距離,鉆擴(kuò)孔組件在壓縮彈簧的作用下恢復(fù)到初始位置,即導(dǎo)向孔的右端側(cè)壁與限位柱頂壓接觸,將鉆桿以及鉆擴(kuò)孔組件抽出鉆孔外。接著再鉆孔內(nèi)放入瓦斯抽放管,進(jìn)行瓦斯抽放工序。
由于鉆擴(kuò)孔組件是對(duì)煤層或巖層進(jìn)行鉆孔作業(yè),鉆擴(kuò)孔組件受到較大阻力就會(huì)把軸向沖擊力傳遞到抗沖擊防爆電機(jī),抗沖擊防爆電機(jī)的主軸會(huì)受到較強(qiáng)的沖擊力??箾_擊防爆電機(jī)的主軸左端為動(dòng)力輸出端,當(dāng)主軸左端受到軸向沖擊時(shí),主軸會(huì)突然向右竄動(dòng),主軸上的導(dǎo)槽沿軸承內(nèi)圈上固定設(shè)置的導(dǎo)塊向右移動(dòng),主軸右端就會(huì)驅(qū)動(dòng)柱塞,柱塞驅(qū)動(dòng)抗沖擊彈簧向右頂壓堵板,同時(shí),柱塞對(duì)液壓油產(chǎn)生推力,將內(nèi)筒體內(nèi)的液壓油通過(guò)油孔擠入到環(huán)形空腔內(nèi),由于柱塞由左向右移動(dòng),柱塞上的密封套會(huì)將內(nèi)筒體上的油孔封堵,內(nèi)筒體與環(huán)形腔體之間油孔通道減小,內(nèi)筒體內(nèi)液壓油的壓力增大,液壓油就能起到良好的緩沖減壓左右,抗沖擊彈簧也起到良好的緩沖作用,這樣就避免軸承受到?jīng)_擊力,有效地保護(hù)了軸承。主軸上開(kāi)設(shè)導(dǎo)槽與軸承內(nèi)圈上固定設(shè)置的導(dǎo)塊之間的配合用于傳遞扭矩,同時(shí)也方便主軸沿軸向移動(dòng),在主軸與軸承內(nèi)圈之間具有間隙的條件下,也確保主軸在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中不與軸承內(nèi)圈產(chǎn)生摩擦??ɑ捎糜诙ㄎ挥覀?cè)軸承軸向位置的作用。
當(dāng)抗沖擊彈簧處于完全伸展?fàn)顟B(tài)時(shí),抗沖擊彈簧的右端部與右端蓋接觸,同時(shí)導(dǎo)塊的右端部與導(dǎo)槽的右端部接觸;這樣在主軸未受到軸向沖擊力時(shí),使主軸在軸向方向上定位。
環(huán)形腔體的小于大于內(nèi)筒體內(nèi)部的體積,液壓油的體積等于內(nèi)筒體內(nèi)部的體積,這樣環(huán)形腔體內(nèi)充滿(mǎn)液壓油后,內(nèi)筒體內(nèi)部仍然有一部分液壓油,避免柱塞將抗沖擊彈簧也壓到最短極限時(shí)產(chǎn)生硬碰硬的應(yīng)力。
綜上所述,本發(fā)明在鉆孔的過(guò)程中同時(shí)進(jìn)行擴(kuò)孔,擴(kuò)孔孔徑的大小由鉆進(jìn)所產(chǎn)生的阻力巨大,阻力越大孔徑越大,本發(fā)明能夠自由移動(dòng),在鉆孔擴(kuò)孔過(guò)程中可以通過(guò)液壓驅(qū)動(dòng)的方式定位,提高鉆孔過(guò)程中的支撐框架的穩(wěn)定性。另外,本發(fā)明中的抗沖擊防爆電機(jī)具有良好的抗沖擊性能,有助于保護(hù)軸承不受損壞,延長(zhǎng)使用壽命。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是圖1中抗沖擊防爆電機(jī)的軸向剖視圖;
圖3是圖2中i處的放大圖;
圖4是本發(fā)明的鉆擴(kuò)孔組件和鉆桿在工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5是本發(fā)明的鉆擴(kuò)孔組件和鉆桿在退鉆狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6是本發(fā)明中鉆擴(kuò)孔組件的外形結(jié)構(gòu)示意圖;
圖7是圖6中連接導(dǎo)筒的俯視圖;
圖8是左連板和右連板的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1-圖8所示,本發(fā)明的移動(dòng)式抗軸向沖擊鉆進(jìn)系統(tǒng),包括支撐框架1,支撐框架1頂部沿左右方向設(shè)置有導(dǎo)軌2,導(dǎo)軌2上通過(guò)燕尾槽滑動(dòng)連接結(jié)構(gòu)設(shè)置有抗沖擊防爆電機(jī)3,抗沖擊防爆電機(jī)3的主軸8朝左設(shè)置并同軸連接有鉆桿5和鉆擴(kuò)孔組件4,導(dǎo)軌2右端固定設(shè)置有限位架6,限位架6與抗沖擊防爆電機(jī)3右側(cè)之間通過(guò)鉆進(jìn)油缸7連接,鉆進(jìn)油缸7兩端分別與限位架6和抗沖擊防爆電機(jī)3鉸接。
主軸8左端沿軸向方向開(kāi)設(shè)有盲孔,鉆桿5右端伸入并螺紋連接在盲孔內(nèi)。
鉆擴(kuò)孔組件4包括連接導(dǎo)筒15、頭部16和桿部17,頭部16的外徑大于桿部17的外徑,頭部16的左端面沿圓周方向均勻設(shè)置有一圈金剛石鉆孔刀片18,桿部17內(nèi)開(kāi)設(shè)有右端敞口的中心回流腔19,桿部17左端沿圓周方向以及頭部16的中心處開(kāi)設(shè)有與中心回流腔19連通的回流孔20;
連接導(dǎo)筒15為圓管狀結(jié)構(gòu),連接導(dǎo)筒15右端內(nèi)壁設(shè)置有與鉆桿5左端外壁螺紋連接的內(nèi)螺紋,連接導(dǎo)筒15外壁由右向左依次為第一圓柱段21和第二圓柱段22,第二圓柱段22的外徑等于桿部17的內(nèi)徑,第一圓柱段21的外徑等于桿部17的外徑,第二圓柱段22與第一圓柱段21的連接處具有環(huán)形臺(tái)階23,第二圓柱段22的左部伸入到桿部17內(nèi),桿部17右端與連接導(dǎo)筒15外壁之間設(shè)置有軸向滑動(dòng)變徑擴(kuò)孔機(jī)構(gòu)。
軸向滑動(dòng)變徑擴(kuò)孔機(jī)構(gòu)包括壓縮彈簧24、左連板25和右連板26,左連板25和右連板26均設(shè)置有兩個(gè),第一圓柱段21的外壁關(guān)于第一圓柱段21中心線對(duì)稱(chēng)開(kāi)設(shè)有兩個(gè)安裝槽27,每個(gè)安裝槽27內(nèi)均固定設(shè)置有一個(gè)右連接耳28,桿部17的右端外壁關(guān)于桿部17中心線對(duì)稱(chēng)固定設(shè)置有兩個(gè)左連接耳29,兩個(gè)右連接耳28和兩個(gè)左連接耳29位于同一平面上,右連接耳28與右連板26右端鉸接,左連接耳29與左連板25左端鉸接,同側(cè)的右連板26左端與左連板25右端鉸接,左連板25外表面沿左右方向設(shè)置有金剛石擴(kuò)孔刀片30,壓縮彈簧24套裝在第二圓柱段22上,壓縮彈簧24左端和右端分別與桿部17的右端面和環(huán)形臺(tái)階23頂壓配合;連接導(dǎo)筒15的第一圓柱段21左側(cè)與鉆擴(kuò)孔組件4的桿部17之間設(shè)置有扭矩傳遞及導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。
扭矩傳遞及導(dǎo)向結(jié)構(gòu)包括限位柱31,桿部17關(guān)于中心線對(duì)稱(chēng)開(kāi)設(shè)有兩道導(dǎo)向孔32,導(dǎo)向孔32的長(zhǎng)度方向與桿部17的中心線平行,第一圓柱段21沿徑向方向開(kāi)設(shè)有與兩道導(dǎo)向孔32內(nèi)外對(duì)應(yīng)的螺孔,限位柱31螺紋連接在螺孔內(nèi),限位柱31兩端分別位于導(dǎo)向孔32內(nèi),限位柱31的外徑與導(dǎo)向孔32的寬度相等。
支撐框架1底部設(shè)置有軌道輪9,支撐框架1中部設(shè)置有安裝平臺(tái)10,支撐框架1內(nèi)在安裝平臺(tái)10下方的左側(cè)和右側(cè)分別設(shè)置有液壓站11和粉塵過(guò)濾器12(或者是布袋除塵器),所述的導(dǎo)軌2左側(cè)底部鉸接在支撐框架1左側(cè)頂部,安裝平臺(tái)10中部與導(dǎo)軌2中部之間通過(guò)傾角調(diào)節(jié)油缸13連接,傾角調(diào)節(jié)油缸13上端和下端分別與導(dǎo)軌2和安裝平臺(tái)10鉸接,安裝平臺(tái)10右側(cè)設(shè)置有防爆抽風(fēng)機(jī)14,主軸8外設(shè)置有與主軸8轉(zhuǎn)動(dòng)連接的旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)50(為現(xiàn)有成熟技術(shù),具體構(gòu)造不再贅述),旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)50內(nèi)部與盲孔連通,旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)50通過(guò)抽風(fēng)管51與防爆抽風(fēng)機(jī)14的進(jìn)風(fēng)口連接,防爆抽風(fēng)機(jī)14的出風(fēng)口與粉塵過(guò)濾器12的進(jìn)口連接,支撐框架1的右側(cè)設(shè)置有斜撐機(jī)構(gòu)。
斜撐結(jié)構(gòu)包括斜撐塊52、第一斜撐油缸53和第二斜撐油缸54,支撐框架1右側(cè)上部固定設(shè)置有安裝架55,第一斜撐油缸53的缸體端部鉸接在安裝架55上,第二斜撐油缸54的缸體端部鉸接在支撐框架1右側(cè)下部,斜撐塊52呈三棱柱結(jié)構(gòu),斜撐塊52沿前后方向水平設(shè)置,斜撐塊52的底面水平設(shè)置,第一斜撐油缸53的活塞桿端部鉸接在斜撐塊52左側(cè)面的下部,第二斜撐油缸54的活塞桿端部鉸接在斜撐塊52左側(cè)面的上部;
液壓站11通過(guò)高壓油管分別與鉆進(jìn)油缸7、傾角調(diào)節(jié)油缸13、第一斜撐油缸53和第二斜撐油缸54連接。
斜撐塊52的底面上均勻設(shè)置有抓地釘56,斜撐塊52的右側(cè)面下部?jī)A斜向右下方設(shè)置有斜撐釘57。
抗沖擊防爆電機(jī)3,包括機(jī)殼58、定子59和轉(zhuǎn)子60,定子59固定設(shè)置在機(jī)殼58的圓周內(nèi)壁,機(jī)殼58的左右兩端部均設(shè)置有一個(gè)軸承室,每個(gè)軸承室內(nèi)均過(guò)盈安裝有一個(gè)軸承61,轉(zhuǎn)子60固定設(shè)置在主軸8上,主軸8左右兩端分別穿過(guò)一個(gè)軸承61的內(nèi)圈并與軸承61內(nèi)圈間隙配合,主軸8表面沿軸向方向開(kāi)設(shè)有兩道分別位于一個(gè)軸承61內(nèi)側(cè)的導(dǎo)槽62,每個(gè)軸承61的內(nèi)圈沿軸向方向固定連接有伸入到導(dǎo)槽62內(nèi)的導(dǎo)塊63,導(dǎo)槽62的寬度與導(dǎo)塊63的寬度相等,導(dǎo)槽62的軸向長(zhǎng)度大于導(dǎo)塊63的軸向長(zhǎng)度;機(jī)殼58左端部在左側(cè)的軸承61室外設(shè)置有左端蓋64,主軸8的左端伸出左端蓋64,機(jī)殼58右端部在右側(cè)的軸承61室外設(shè)置有右端蓋65,右端蓋65中部開(kāi)設(shè)有通孔66,右端蓋65右側(cè)同軸向設(shè)置有外筒體67和內(nèi)筒體68,外筒體67左端和內(nèi)筒體68左端通過(guò)環(huán)形板69固定連接,環(huán)形板69左側(cè)表面與右端蓋65右側(cè)表面固定連接,內(nèi)筒體68右端固定設(shè)有堵板70,外筒體67內(nèi)壁和內(nèi)筒體68外壁之間形成環(huán)形腔體71,外筒體67右端固定連接有密封板72,外筒體67右端面與密封板72左側(cè)面之間設(shè)有密封環(huán)73,內(nèi)筒體68左側(cè)敞口,主軸8右端同軸向固定連接有柱塞74,柱塞74滑動(dòng)連接在內(nèi)筒體68內(nèi),柱塞74上設(shè)置有與內(nèi)筒體68的內(nèi)壁滑動(dòng)密封配合的密封套75,內(nèi)筒體68上均勻開(kāi)設(shè)有若干將環(huán)形腔體71和內(nèi)筒體68內(nèi)部連通的油孔76,油孔76的內(nèi)徑的1-3mm,環(huán)形腔體71的小于大于內(nèi)筒體68內(nèi)部的體積,內(nèi)筒體68和環(huán)形腔體71內(nèi)充填有液壓油,液壓油的體積等于內(nèi)筒體68內(nèi)部的體積。
主軸8上設(shè)置有卡簧77,卡簧77與右側(cè)的軸承61內(nèi)圈的右端面接觸。
內(nèi)筒體68的內(nèi)部設(shè)置有一個(gè)抗沖擊彈簧78,抗沖擊彈簧78的左端與柱塞74的右端固定連接,當(dāng)液壓油無(wú)壓力以及抗沖擊彈簧78處于完全伸展?fàn)顟B(tài)時(shí),抗沖擊彈簧78的右端部與堵板70接觸,同時(shí)導(dǎo)塊63的右端部與導(dǎo)槽62的右端部接觸。
支撐框架1底部的軌道輪9可沿煤礦井下巷道內(nèi)鋪設(shè)的軌道行進(jìn),行進(jìn)到位后,使用跨在軌道兩側(cè)的龍門(mén)吊將本發(fā)明吊到軌道外的地面上,人工推到鉆孔擴(kuò)孔位置。操控液壓站11使第一斜撐油缸53和第二斜撐油缸54的活塞桿伸長(zhǎng),控制斜撐塊52接觸地面,使斜撐塊52上的抓地釘56和斜撐釘57刺入地面,這樣就牢牢地將支撐框架1固定,抵消在鉆進(jìn)過(guò)程產(chǎn)生的后坐力。
在鉆孔作業(yè)前,劃好鉆孔點(diǎn)后,啟動(dòng)傾角調(diào)節(jié)油缸13使導(dǎo)軌2以導(dǎo)軌2與支撐框架1前側(cè)鉸接處為支點(diǎn)旋轉(zhuǎn),鉆進(jìn)方向調(diào)整到位后停止。開(kāi)始鉆進(jìn)時(shí),將鉆擴(kuò)孔組件直接與主軸8的盲孔螺接,啟動(dòng)抗沖擊防爆電機(jī)3后,鉆進(jìn)油缸7驅(qū)動(dòng)抗沖擊防爆電機(jī)3沿導(dǎo)軌2向左移動(dòng),當(dāng)鉆擴(kuò)孔組件將要全部伸入到鉆孔內(nèi)時(shí),將鉆擴(kuò)孔組件和主軸8脫離,鉆進(jìn)油缸7驅(qū)動(dòng)抗沖擊防爆電機(jī)3沿導(dǎo)軌2向右移動(dòng),再把鉆桿5連接到主軸8和鉆擴(kuò)孔組件之間,再啟動(dòng)鉆進(jìn)油缸7驅(qū)動(dòng)抗沖擊防爆電機(jī)3沿導(dǎo)軌2向左移動(dòng),當(dāng)鉆桿5將要全部伸入到鉆孔內(nèi)時(shí),將鉆桿5和主軸8脫離,再把下一根鉆桿5連接上。采用這種方式可以逐漸增加鉆進(jìn)的深度。
在鉆進(jìn)過(guò)程中,同時(shí)要啟動(dòng)防爆抽風(fēng)機(jī)14和粉塵過(guò)濾器12,防爆抽風(fēng)機(jī)14將鉆擴(kuò)孔組件處切割的煤渣或煤屑依次由鉆擴(kuò)孔組件左端的排渣孔18進(jìn)入到鉆擴(kuò)孔組件和鉆桿5內(nèi)的中心通道17,再經(jīng)盲孔、旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)50和抽風(fēng)管51進(jìn)入到粉塵過(guò)濾器12內(nèi),經(jīng)粉塵過(guò)濾器12的過(guò)濾,干凈的空氣排到巷道內(nèi)。旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)50在主軸8高速旋轉(zhuǎn)時(shí)保持不動(dòng)且可以確保與盲孔內(nèi)部連通。
本發(fā)明中鉆擴(kuò)孔組件4的工作原理及過(guò)程為:金剛石鉆孔刀片18先進(jìn)行鉆進(jìn)過(guò)程中對(duì)煤層進(jìn)行鉆孔切割作業(yè);當(dāng)金剛石鉆孔刀片18在旋轉(zhuǎn)鉆孔作業(yè)遇到較大阻力時(shí),頭部16向右頂壓桿部17沿連接導(dǎo)筒15向右頂壓壓縮彈簧24,桿部17克服壓縮彈簧24的彈力,桿部17沿第一圓柱段21外壁向右移動(dòng),導(dǎo)向孔32沿限位柱31向右移動(dòng),左連接耳29和右連接耳28之間的距離變小,左連板25和右連板26的鉸接處沿徑向方向向外伸出,左連板25外表面的金剛石擴(kuò)孔刀片30的旋轉(zhuǎn)半徑增大,直到導(dǎo)向孔32的左端側(cè)壁與限位柱31頂壓接觸,金剛石擴(kuò)孔刀片30的旋轉(zhuǎn)半徑達(dá)到最大值,金剛石擴(kuò)孔刀片30進(jìn)一步將鉆孔擴(kuò)大。鉆孔達(dá)到預(yù)定孔深后,將鉆擴(kuò)孔組件和鉆桿右撤一小段距離,鉆擴(kuò)孔組件在壓縮彈簧24的作用下恢復(fù)到初始位置,即導(dǎo)向孔32的右端側(cè)壁與限位柱31頂壓接觸,將鉆桿5以及鉆擴(kuò)孔組件4抽出鉆孔外。接著再鉆孔內(nèi)放入瓦斯抽放管,進(jìn)行瓦斯抽放工序。
由于鉆擴(kuò)孔組件是對(duì)煤層或巖層進(jìn)行鉆孔作業(yè),鉆擴(kuò)孔組件受到較大阻力就會(huì)把軸向沖擊力傳遞到抗沖擊防爆電機(jī)3,抗沖擊防爆電機(jī)3的主軸8會(huì)受到較強(qiáng)的沖擊力??箾_擊防爆電機(jī)3的主軸8左端為動(dòng)力輸出端,當(dāng)主軸8左端受到軸向沖擊時(shí),主軸8會(huì)突然向右竄動(dòng),主軸8上的導(dǎo)槽62沿軸承61內(nèi)圈上固定設(shè)置的導(dǎo)塊63向右移動(dòng),主軸8右端就會(huì)驅(qū)動(dòng)柱塞74,柱塞74驅(qū)動(dòng)抗沖擊彈簧78向右頂壓堵板70,同時(shí),柱塞74對(duì)液壓油產(chǎn)生推力,將內(nèi)筒體68內(nèi)的液壓油通過(guò)油孔76擠入到環(huán)形空腔內(nèi),由于柱塞74由左向右移動(dòng),柱塞74上的密封套75會(huì)將內(nèi)筒體68上的油孔76封堵,內(nèi)筒體68與環(huán)形腔體71之間油孔76通道減小,內(nèi)筒體68內(nèi)液壓油的壓力增大,液壓油就能起到良好的緩沖減壓左右,抗沖擊彈簧78也起到良好的緩沖作用,這樣就避免軸承61受到?jīng)_擊力,有效地保護(hù)了軸承61。主軸8上開(kāi)設(shè)導(dǎo)槽62與軸承61內(nèi)圈上固定設(shè)置的導(dǎo)塊63之間的配合用于傳遞扭矩,同時(shí)也方便主軸8沿軸向移動(dòng),在主軸8與軸承61內(nèi)圈之間具有間隙的條件下,也確保主軸8在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中不與軸承61內(nèi)圈產(chǎn)生摩擦??ɑ?7用于定位右側(cè)軸承61軸向位置的作用。
當(dāng)抗沖擊彈簧78處于完全伸展?fàn)顟B(tài)時(shí),抗沖擊彈簧78的右端部與右端蓋65接觸,同時(shí)導(dǎo)塊63的右端部與導(dǎo)槽62的右端部接觸;這樣在主軸8未受到軸向沖擊力時(shí),使主軸8在軸向方向上定位。
環(huán)形腔體71的小于大于內(nèi)筒體68內(nèi)部的體積,液壓油的體積等于內(nèi)筒體68內(nèi)部的體積,這樣環(huán)形腔體71內(nèi)充滿(mǎn)液壓油后,內(nèi)筒體68內(nèi)部仍然有一部分液壓油,避免柱塞74將抗沖擊彈簧78也壓到最短極限時(shí)產(chǎn)生硬碰硬的應(yīng)力。
本實(shí)施例并非對(duì)本發(fā)明的形狀、材料、結(jié)構(gòu)等作任何形式上的限制,凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾,均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。