專利名稱：一種煤礦用架柱式全液壓鉆機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種全液壓鉆機，尤其是一種適用于煤礦井下鉆孔施工的架柱式全液壓鉆機。
背景技術(shù)：
目前應(yīng)用在煤礦井下的架柱式全液壓鉆機動力頭多是使用高速手動變量馬達(dá)驅(qū)動二級減速機構(gòu)，采用這種結(jié)構(gòu)的動力頭具有體積和重量較大的問題，給井下有限空間的施工帶來諸多不便，且由于井下地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，動力頭經(jīng)常在低速工況下連續(xù)長時間的工作，導(dǎo)致高速馬達(dá)長期處于低速不穩(wěn)定工作狀態(tài)，嚴(yán)重地削弱了馬達(dá)的壽命；另一方面，現(xiàn)有的架柱式鉆機液壓系統(tǒng)仍是采用定量泵或者手動變量泵與手動變量馬達(dá)組成的傳動方式，對于該類型回路，在鉆孔施工過程中，因操控不便，幾乎不通過調(diào)節(jié)泵或馬達(dá)的斜盤傾角來調(diào)速；而如通過調(diào)節(jié)回路中的節(jié)流閥來實現(xiàn)系統(tǒng)壓力和流量的控制，則屬于節(jié)流調(diào)速，是典型的閥控系統(tǒng)，對于這種回路，受液壓元件的功能、性能的限制，液壓系統(tǒng)組成復(fù)雜，操作煩瑣，能源消耗嚴(yán)重，且由于巖層硬度的不斷變化導(dǎo)致液壓回路壓力震蕩較大，以致成孔效率低。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、體積質(zhì)量小、操作簡單、能耗低、成孔效率高的煤礦用架柱式全液壓鉆機。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的煤礦用架柱式全液壓鉆機，包括操縱臺、泵站、鉆架總成、動力頭、夾持器，所述的操縱臺、泵站、鉆架總成、動力頭、夾持器依次由高壓油管連接為一體；所述的動力 頭包括液壓馬達(dá)、與液壓馬達(dá)相連的減速機構(gòu)，所述的減速機構(gòu)包括傳動軸和主軸，傳動軸與主軸之間設(shè)有一對減速傳動嚙合的斜齒輪一和斜齒輪二，主軸的前端部通過連接端蓋與液壓卡盤連接；所述的泵站包括主油泵、液控先導(dǎo)閥、具有負(fù)載反饋功能的多路換向閥、液壓馬達(dá)、副油泵、定值減壓閥、蓄能器和單向閥；所述的主油泵輸出端連接多路換向閥，多路換向閥出口與液壓馬達(dá)連接，所述的副油泵輸出端經(jīng)管路依次連接單向閥、蓄能器、定值減壓閥和液控先導(dǎo)閥。所述的液壓馬達(dá)與傳動軸內(nèi)嵌連接；所述的主油泵為負(fù)載敏感泵；所述的副油泵輸出端設(shè)有精過濾器。有益效果:1)本實用新型的動力頭在滿足輸出轉(zhuǎn)速和扭矩基本要求的基礎(chǔ)上，采用中速大扭矩定量馬達(dá)驅(qū)動一級減速傳動機構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，低速工況穩(wěn)定性好，馬達(dá)壽命較高，且體積和質(zhì)量減小明顯。2)泵站的液壓系統(tǒng)采用負(fù)載敏感泵與具有負(fù)載反饋功能的多路換向閥組成負(fù)載敏感控制技術(shù)，且該系統(tǒng)利用液控先導(dǎo)閥控制多路換向閥的方向和開口量，進(jìn)而調(diào)節(jié)該回路的流量，以實現(xiàn)速度實時的調(diào)節(jié)功能；利用設(shè)置在多路換向閥內(nèi)部的節(jié)流孔來控制主油泵的出口壓力，該壓力僅比負(fù)載壓力高出一定值，在最高壓力范圍內(nèi)能夠自動適應(yīng)負(fù)載的變化。在工作的過程中，主油泵只需要提供與負(fù)載相匹配的壓力、流量，液壓系統(tǒng)中無過剩壓力和流量，因而該系統(tǒng)具有顯著的節(jié)能效果；系統(tǒng)操作簡單方便，且在遇到巖層硬度多變的地質(zhì)結(jié)構(gòu)時，回路壓力過渡平緩，壓力震蕩較小，因而具有較高的成孔率。

圖1為本實用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的動力頭結(jié)構(gòu)剖視圖；圖3為本實用新型的液壓系統(tǒng)原理圖。圖中:1_操縱臺；2_液壓泵站；3_機架總成；4_動力頭；5_夾持器；6_液壓馬達(dá)；7-減速機構(gòu)；8_齒輪一 ；9_傳動軸；10-精過濾器一 ；11_油柱；12-配油套；13-圓錐滾子軸承；14_骨架密封圈；15_液壓卡盤；16_連接端蓋；17_齒輪二 ；18_主軸；19_主油泵；20-液控先導(dǎo)閥；21-減壓閥；22-蓄能器；23-單向閥；24-精過濾器二；25-副油泵；26-安全閥；27_過濾器一 ；28_過濾器二 ；29_過濾器三；30_多路換向閥；31_壓力表。
具體實施方式
下面結(jié)構(gòu)附圖對本實用新型的一個實施例作進(jìn)一步的描述:在圖1中，本實用新型的煤礦用架柱式全液壓鉆機，主要由操縱臺1、泵站2、鉆架總成3、動力頭4、夾持器5五大部分經(jīng)高壓油管依次連接而成。所述的動力頭4包括液壓馬達(dá)6、與液壓馬達(dá)6相連的減速機構(gòu)7，所述的減速機構(gòu)7包括傳動軸9和主軸18，所述的液壓馬達(dá)6與傳動軸9內(nèi)嵌連接。傳動軸9與主軸18之間設(shè)有一對減速傳動嚙合的斜齒輪一 8和斜齒輪二 17，主軸18的前端部通過連接端蓋16與液壓卡盤15連接；所述的泵站2包括主油泵19、液控先導(dǎo)閥 20、具有負(fù)載反饋功能的多路換向閥30、液壓馬達(dá)6、副油泵25、定值減壓閥21、蓄能器22和單向閥23 ;所述的主油泵19為負(fù)載敏感泵，主油泵19輸出端連接多路換向閥30，多路換向閥30出口與液壓馬達(dá)6連接，副油泵25輸出端裝有精過濾器24連接，所述的副油泵25輸出端經(jīng)管路依次連接單向閥23、蓄能器22、定值減壓閥21和液控先導(dǎo)閥20 ;所述的定值減壓閥21與液控先導(dǎo)閥20連接，所述的液控先導(dǎo)閥20前設(shè)置穩(wěn)定工作壓力和流量的蓄能器22 ;所述的定值減壓閥21安裝在單向閥23后面用于控制液控先導(dǎo)閥20工作壓力。在圖2中，本實用新型的動力頭4采用液壓馬達(dá)6驅(qū)動減速機構(gòu)7，減速機構(gòu)7設(shè)有傳動軸9和主軸18，傳動軸9和主軸18的兩端通過軸承安裝在減速箱體上，兩端采用軸承端蓋和骨架密封圈14密封，液壓馬達(dá)6與傳動軸9采用嵌入式連接，傳動軸9與主軸18通過一對嚙合的斜齒輪一 8，斜齒輪二 17減速傳動，傳動軸18上裝有齒輪一 8，主軸18上裝有齒輪二 17，主軸18前端部通過連接端蓋16與用于夾緊鉆桿的液壓卡盤15相接，液壓卡盤15采用常閉式結(jié)構(gòu)，鉆孔時，高壓油液通過精過濾器10進(jìn)入油柱11，通過配油套12進(jìn)入液壓卡盤15，以打開液壓卡盤15。主軸18采用中空的結(jié)構(gòu)形式，鉆桿可從中穿過，動力頭4前后均可方便擰卸鉆桿，且液壓馬達(dá)6與液壓卡盤15配合操作可實現(xiàn)機械化擰卸鉆桿。在圖3中，本實用新型的液壓回路采用主油泵19和副油泵25組成的兩聯(lián)泵，其輸入端分別經(jīng)吸油濾油器一 27和吸油過濾器二 28連接油箱，其中主油泵19的輸出端經(jīng)管路連接多路換向閥30，所述的多路換向閥30與液壓馬達(dá)6兩端連接。副油泵25的輸出端連接精過濾器24，所述的精過濾器24與蓄能器22和定值減壓閥21組合為液控先導(dǎo)閥20提供清潔度高、壓力和流量穩(wěn)定的工作油源，所述的液控先導(dǎo)閥20的輸出端與多路換向閥30兩端液控口連接，用于控制多路換向閥30的工作方向和開口量，進(jìn)而控制液壓馬達(dá)6的回轉(zhuǎn)速度和輸出扭矩，安全閥26用于控制副油泵25的工作壓力。液控先導(dǎo)閥20的輸出壓力與該閥的操作手柄偏角成正比，且多路換向閥30的開口量與液控先導(dǎo)閥20的輸出壓力成正比，所以在工作過程中，只需操作液控先導(dǎo)閥20的操作手柄即可實現(xiàn)液壓馬達(dá)6回轉(zhuǎn)速度的調(diào)節(jié)，以便根據(jù)負(fù)載的變化做出實時速度響應(yīng)。多路換向閥30內(nèi)部設(shè)置的節(jié)流孔用來控制主油泵19的出口壓力，該壓力僅比負(fù)載壓力高出一定值，在最高壓力范圍內(nèi)能夠自動適應(yīng)負(fù)載的變化，主油泵19只需要提供與負(fù)載相匹配的壓力和流量，系統(tǒng)無過剩壓力和流量，具有 很好的節(jié)能效果。
權(quán)利要求1.一種煤礦用架柱式全液壓鉆機，包括操縱臺(I)、泵站(2)、鉆架總成(3)、動力頭(4)、夾持器(5)，其特征在于:所述的操縱臺(I)、泵站(2)、鉆架總成(3)、動力頭(4)、夾持器(5)依次由高壓油管連接為一體；所述的動力頭(4)包括液壓馬達(dá)(6)、與液壓馬達(dá)(6)相連的減速機構(gòu)(7)，所述的減速機構(gòu)(7)包括傳動軸(9)和主軸(18)，傳動軸(9)與主軸(18)之間設(shè)有一對減速傳動嚙合的斜齒輪一(8)和斜齒輪二( 17)，主軸(18)的前端部通過連接端蓋(16)與液壓卡盤(15)連接；所述的泵站(2)包括主油泵(19)、液控先導(dǎo)閥(20)、具有負(fù)載反饋功能的多路換向閥(30)、液壓馬達(dá)(6)、副油泵(25)、定值減壓閥(21)、蓄能器(22)和單向閥(23);所述的主油泵(19)輸出端連接多路換向閥(30)，多路換向閥(30)出口與液壓馬達(dá)(6)連接，所述的副油泵(25)輸出端經(jīng)管路依次連接單向閥(23)、蓄能器(22)、定值減壓閥(21)和液控先導(dǎo)閥(20)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦用架柱式全液壓鉆機，其特征在于:所述的主油泵(19)為負(fù)載敏感泵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦用架柱式全液壓鉆機，其特征在于:所述的副油泵(25)輸出端設(shè)有精過濾器(24 )。
專利摘要一種煤礦用架柱式全液壓鉆機，它包括經(jīng)高壓油管依次連接的操縱臺、泵站、鉆架總成、動力頭、夾持器五大部分；所述的動力頭包括液壓馬達(dá)、減速機構(gòu)，所述的泵站包括主油泵、液控先導(dǎo)閥、具有負(fù)載反饋功能的多路換向閥、液壓馬達(dá)、副油泵、定值減壓閥和蓄能器；主油泵輸出端連接多路換向閥，多路換向閥出口與液壓馬達(dá)連接，副油泵輸出端與精過濾器連接，定值減壓閥與液控先導(dǎo)閥連接，液控先導(dǎo)閥前設(shè)有穩(wěn)定工作壓力和流量的蓄能器。解決了現(xiàn)有的架柱式鉆機在煤礦井下鉆孔過程中出現(xiàn)體積重量大、馬達(dá)壽命短、操作繁瑣、成孔效率低、能耗大的問題。其結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，便于組裝、拆分和運輸，操作方便、節(jié)能效果好、成孔率高。
文檔編號E21B3/02GK203145827SQ20132007591
公開日2013年8月21日 申請日期2013年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月19日
發(fā)明者趙繼云, 盧寧, 李亞麗, 陳世其, 趙亮, 徐勝柯 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)