煤礦用輕型液壓鉆機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于鉆機技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煤礦用輕型液壓鉆機。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國煤炭的進一步開采，煤層薄、賦存深等特點日益明顯，加之我國煤炭資源分布地域差異性，導(dǎo)致瓦斯抽排問題日益突出。瓦斯抽放鉆機主要用于煤礦井下鉆瓦斯抽排放孔、防突卸壓孔、煤層注水孔等井下用孔。目前，應(yīng)用于中小截面瓦斯抽放坑道的全液壓鉆機主要由泵站、主機、立柱框架和操縱臺等四大部分組成，其中主機包括動力頭、托板裝置、機架、水辮、液壓夾持器等。作業(yè)時，泵站、操縱臺和立柱框架放置在地面上，機架固定在立柱框架上，動力頭通過托板限位在機架上，托板和機架一起構(gòu)成動力頭的支撐導(dǎo)向機構(gòu)，動力頭的輸出軸與液壓卡瓦及水辮相連將動力傳遞到鉆桿上，鉆桿之間通過螺紋來連接，機架的前端安裝液壓夾持器，對鉆桿進行夾持和導(dǎo)向，鉆機通過縱向移動完成鉆進作業(yè)。這種鉆機還存在以下缺陷和不足:
[0003]1、鉆機的主機整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不便于安裝；可靠性低，維修工作量大，影響工作效率；體積大，重量大，不便于攜帶和搬運；對鉆機進行解體和組裝時費時費力，嚴重影響工作效率；
[0004]2、鉆機動力頭部分限位機構(gòu)結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，通過托板將動力頭限位在機架的導(dǎo)軌上，同時在托板與導(dǎo)軌之間又設(shè)有中間座、銅板等零件，不但增加了整機的重量，而且影響了鉆孔的定位精度，降低了鉆機的鉆進效率；導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)為向右開口的U形槽鋼，其對稱布置在機架上，該結(jié)構(gòu)的缺點是在使用過程中易發(fā)生彈性變形，使導(dǎo)向精度變差，增加了鉆機的振動，甚至?xí)l(fā)鉆桿的折斷，造成事故，影響了工作效率；
[0005]3、鉆機是通過推進油缸和動力頭協(xié)同工作完成鉆進任務(wù)的，推進油缸活塞桿固定在托板上，液壓推力通過托板作用于鉆桿，該結(jié)構(gòu)導(dǎo)致液壓推力與鉆孔阻力之間距離過大，由此產(chǎn)生很大作用力偶作用于托板上，導(dǎo)致托板發(fā)生彈性彎曲變形，進而影響動力頭的導(dǎo)向精度，甚至?xí)@桿折斷；鉆機的動力傳輸機構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，動力輸入軸通過鍵連接在卡瓦空心軸上，卡瓦空心軸通過卡瓦將動力傳遞到卡瓦空心軸內(nèi)的鉆桿上，動力傳遞效率低，整機長度較長；
[0006]4、卡瓦的全液壓夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、密封性要求高，實際工作中，密封圈在鉆進過程的強振動作用下容易導(dǎo)致失效，從而對鉆桿的夾緊力變??；而且，夾緊卡瓦沒有潤滑且外露，鉆機在仰角作業(yè)時，泥漿、煤粉等雜質(zhì)會卡在卡瓦的移動槽內(nèi)，導(dǎo)致鉆桿的夾緊、松開難以實現(xiàn)，影響工作效率；
[0007]5、卡瓦為完全封閉式結(jié)構(gòu)，在卡瓦內(nèi)部，動力頭輸出軸通過剛性的螺紋連接將動力從動力頭傳遞到鉆桿，在鉆進過程中，由于操作不當或地質(zhì)變化會產(chǎn)生多大的扭矩導(dǎo)致螺紋連接膠合，使得鉆桿不易拆卸，甚至使輸出軸在螺紋連接處扭斷，卡在卡瓦內(nèi)部難以取除；
[0008]6、由于水辮軸高速的轉(zhuǎn)動和徑向的振動，經(jīng)常導(dǎo)致殼體與水辮軸之間的密封圈磨損或壓潰，密封圈使用壽命短，需要頻繁更換，如果更換不及時，會導(dǎo)致漏水，且容易造成對水辮軸的損壞，而水辮軸損壞后，更換麻煩、成本高，更換密封圈和水辮軸影響施工進度，且給用戶的安全生產(chǎn)帶來了影響。
[0009]7、液壓夾持器由三塊鋼板呈等邊三角形布置并焊接在一起構(gòu)成，為了保證鉆進的精度，三塊鋼板必須嚴格的互成60°，但是在實際的焊接過程中很難保證；而且，由于整個支架為焊接結(jié)構(gòu)，長時間振動和液壓反作用力會導(dǎo)致焊接處開裂；另外，受焊接支架的影響，固連于支架上的蓋板導(dǎo)向孔位置放生變化；在以上因素作用下，造成夾持器的卡瓦中心與鉆機動力頭中心不一致，添加的鉆桿與夾持器夾緊的鉆桿中心不一致，導(dǎo)致對中困難，鉆桿之間的螺紋連接破壞，鉆機的振動增大，甚至?xí)广@桿折斷。
【實用新型內(nèi)容】
[0010]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種煤礦用輕型液壓鉆機，其結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)計新穎合理，實現(xiàn)方便且成本低，降低了能耗，提高了動力傳遞效率，對鉆桿的夾緊力穩(wěn)定可靠，能夠延長耐磨密封圈和水辮軸的使用壽命，減少了更換麻煩，保證了施工進度和安全生產(chǎn)，降低了鉆機的振動，避免了鉆桿被折斷，夾持鉆桿的可靠性高，使用效果好，便于推廣使用。
[0011]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種煤礦用輕型液壓鉆機，其特征在于:包括機架、鉆桿和水辮，以及固定連接在機架頂部的導(dǎo)軌、推進液壓缸和液壓夾持器，所述導(dǎo)軌上滑動連接有鉆機動力頭；所述鉆桿穿過液壓夾持器與水辮后通過連接到鉆機動力頭上的水辮與鉆機動力頭連接；
[0012]所述液壓夾持器包括與機架固定連接的夾持器底座和固定連接在夾持器底座頂部的支撐座，所述支撐座為一體式結(jié)構(gòu)，所述支撐座的幾何中心位置處開有供鉆桿穿過的中心孔，所述支撐座的頂面、左側(cè)面和右側(cè)面上各開有一個與所述中心孔相連通的夾持液壓缸安裝槽，三個所述夾持液壓缸安裝槽呈等邊三角形布設(shè)，每個所述夾持液壓缸安裝槽的中間位置處均固定連接有夾持液壓缸，每個所述夾持液壓缸的活塞桿均朝向夾持液壓缸安裝槽的幾何中心布設(shè)，每個所述夾持液壓缸的活塞桿上均固定連接有位于夾持液壓缸安裝槽內(nèi)且用于夾持鉆桿的夾持器卡瓦，三個夾持器卡瓦均勻布設(shè)在鉆桿的周圍，所述支撐座位于所述中心孔下部的位置處開有雜質(zhì)排出通槽；
[0013]所述水辮包括水辮殼體和設(shè)置在水辮殼體內(nèi)部的水辮軸，所述水辮軸的一端螺紋連接有伸出水辮殼體外部的水辮空心軸，所述水辮空心軸的軸向中心位置處和水辮軸的軸向中心位置處均設(shè)置有供鉆桿穿過的鉆桿孔，所述水辮空心軸上均勻開有多個用于容納動力頭卡瓦的動力頭卡瓦安裝槽；所述水辮軸與水辮殼體之間設(shè)置有間隔設(shè)置的兩個耐磨環(huán)，兩個耐磨環(huán)之間設(shè)置有與水辮軸過盈配合的隔離環(huán)，所述水辮殼體的前端固定連接有前端蓋，所述水辮殼體的后端固定連接有后端蓋，所述前端蓋與水辮軸之間以及后端蓋與水辮軸之間均設(shè)置有耐磨密封圈，所述水辮空心軸內(nèi)設(shè)置有用于頂進鉆桿尾部的凸臺，所述凸臺上設(shè)置有凸臺進水通道，所述水辮空心軸上設(shè)置有與多個所述卡瓦安裝槽相錯開且與凸臺進水通道相連通的空心軸水道，所述水辮軸上設(shè)置有與空心軸水道相連通的水辮軸進水通道，所述水辮殼體上正對水辮軸進水通道的位置處連接有進水接頭，所述隔離環(huán)上設(shè)置有用于連通水辮軸進水通道與進水接頭的隔離環(huán)水流通道；
[0014]所述鉆機動力頭包括與導(dǎo)軌滑動連接的減速箱體和設(shè)置在減速箱體底部且與推進液壓缸的活塞桿固定連接的連接架，以及安裝在減速箱體內(nèi)部的齒輪軸和供水辮空心軸穿入的空心階梯軸，所述減速箱體上安裝有輸出軸與齒輪軸固定連接的液壓馬達，所述空心階梯軸上套裝有彈簧安裝座、彈簧限位座、端面擋圈和與齒輪軸相嚙合的齒輪，所述彈簧限位座和端面擋圈分別位于齒輪的兩側(cè)且均與齒輪固定連接，所述彈簧安裝座上套裝有一直壓處于壓縮狀態(tài)的碟型彈簧組，所述碟型彈簧組的兩端分別緊靠在彈簧限位座上和彈簧安裝座端部的凸起上，所述端面擋圈在碟型彈簧組的彈力作用下緊靠在空心階梯軸的軸肩上，所述空心階梯軸內(nèi)設(shè)置有用于限制穿入空心階梯軸內(nèi)的水辮空心軸的徑向位置的環(huán)形凸臺，所述齒輪的內(nèi)腔中沿周向均勻布設(shè)有多個動力頭卡瓦限位槽，每個所述動力頭卡瓦限位槽上均安裝有用于夾緊水辮空心軸和鉆桿的動力頭卡瓦，所述減速箱體上安裝有活塞桿朝向齒輪設(shè)置且用于推動齒輪以使動力頭卡瓦夾緊水辮空心軸和鉆桿的夾緊液壓缸。
[0015]上述的煤礦用輕型液壓鉆機，其特征在于:所述機架由三個并排設(shè)置的均具有矩形空腔結(jié)構(gòu)的立方體形焊接箱構(gòu)成，所述導(dǎo)軌與機架之間設(shè)置有減震板，所述導(dǎo)軌、減震板和機架通過螺栓和螺母固定連接；所述夾持器底座與機架之間設(shè)置有支撐塊，所述夾持器底座、支撐塊和機架通過螺栓和螺母固定連接，所述夾持器底座上設(shè)置有用于安裝螺栓的安裝螺紋孔；所述連接架與推進液壓缸的活塞桿通過銷釘固定連接，所述連接架上設(shè)置有用于安裝銷釘?shù)匿N孔，所述推進液壓缸的活塞桿上套有可伸縮防護罩，所述機架上固定連接有支座，所述推進液壓缸的缸體通過銷釘與支座固定連接；所述導(dǎo)軌的數(shù)量為兩根且兩根導(dǎo)軌間隔設(shè)置，兩根所述導(dǎo)軌相對的一側(cè)側(cè)面上均設(shè)置有V形槽，所述減速箱體的底部位于兩根導(dǎo)軌之間且減速箱體的底部兩側(cè)設(shè)置有滑動連接到所述V形槽中的V形凸起。
[0016]上述的煤礦用輕型液壓鉆機，其特征在于:所述夾持器底座頂部與支撐座底部之間設(shè)置有楔形塊，所述楔形塊的一側(cè)伸出夾持器底座外部且通過螺母連接有調(diào)節(jié)螺栓，所述夾持器底座的側(cè)面設(shè)置有用于螺紋連接調(diào)節(jié)螺栓的連接螺紋孔。
[0017]上述的煤礦用