[发明专利]钻机轻推开孔、自适应能力和自动防卡转功能的实现

说明书

所属技术领域

本发明涉及用于矿山和坑道中钻凿瓦斯抽放孔、排放孔、探水孔、通风孔、通讯孔、电 缆孔、地质孔及其它工程用孔的钻机。

背景技术

目前，在矿山和坑道施工的安全和生产中，钻机具有极其重要的作用。目前，钻机在使 用过程中存在下列突出问题：

(一)钻机开孔时，转矩、转速和推进力过大，不能准确定位，导致孔的位置发生偏差。

(二)在钻进过程中，转矩和推进力靠人工控制，不能适应岩层性质的变化，导致钻进 效率低或卡转，甚至丢失钻杆使钻孔报废。

(三)在钻进过程中，遇到特殊的地质条件时，极容易出现突发性卡转，由于操作失误， 造成钻杆丢失，使钻孔报废。

发明内容

为了解决现有钻机在使用过程中存在的钻机开孔时，转矩、转速和推进力过大，不能准 确定位，导致孔的位置发生偏差；钻进过程中，转矩和推进力靠人工控制，不能适应岩层性 质的变化，导致钻进效率低或卡转，甚至丢失钻杆使钻孔报废；钻进过程中遇到特殊的地质 条件时，极容易出现突发性卡转，由于操作失误，从而造成钻杆丢失，使钻孔报废等问题。 本发明提供新型全液压钻机，钻机具有轻推开孔功能，保证开孔位置准确；钻机具有自适应 能力，保证钻机在扭矩过大时，自动地降低推进力，从而降低钻机的扭矩，在钻机扭矩降低 到一定值时，能自动增加推进力，提高推进速度；钻机具有自动防卡转能力，当出现突发性 卡转时能自动后退，故障排除后推进系统能重新自动轻推前进，继续钻进。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案是：采用如图1所示的新型全液压钻机，整 机由泵站、操作台、支撑框架、机架、钻具、动力头六大部分组成。泵站通过电动机将电能 转换为机械能，再通过高压油泵组将机械能转换为液压能，为钻机提供旋转力和推进力；操 作台上的高压油管共有两部分，一部分为操作台上各组件彼此连接用；另一部分与操作台外 各组件相连接，进油管和回油管与泵站连接、工作油管分别与动力头上的液压马达和机架上 的推进油缸连接；操作台上共有3个操作手把，其中旋转操作手把控制马达的正反转，正常 进退操作手把控制推进油缸的正常进退，快速进退操作手把控制油缸的快速进退。机架主要 由油缸、快换接头、拖板、机架体、导轨等组成；油缸筒体与机架体连接，活塞杆与拖板连 接，动力头安装在拖板上。当对油缸给排油时，拖板、油缸在导轨上前后运动，实现动力头 前进和后退。钻具由钻杆和钻头组成，用于钻孔和排渣。动力头主要由液压马达、壳体、水 辫总成等三大部件组成，它的作用是将液压能转化为机械能，通过钻杆为钻头提供扭矩以切 削岩石(煤)。

为了解决钻机在使用过程中存在的上述技术问题，采用了如图2所示的液压系统，其工 作原理为：高压油泵组2产生的压力油P1、P2经控制阀组6可分别进入液压马达8和机 架上的推进油缸10，使液压马达正反转和推进油缸正常进退，带动钻杆和钻头旋转、动力 头前进和后退。当控制阀组6处于图示位置时，压力油P1经换向阀6—1、6—2回油箱， 换向阀6—2处于左位或右位工作经换向阀6—3回油箱，高压油泵组卸载运行。当换向阀 6—1处于左位或右位工作时，压力油P1分别进入液压马达8的上、下油口，使液压马达 正反转，带动钻杆和钻头旋转；当换向阀6—3处于左位或右位工作时，压力油P2经换向 阀6—3进入推进油缸10使推进油缸正常进退，带动动力头前进和后退。钻机正常工作。 当换向阀6—1处于中位工作、换向阀6—2处于左位或右位工作时，压力油P1进入推进 油缸10，同时压力油P2经换向阀6—3进入推进油缸10，实现推进油缸的快速进退。 采用功能阀组9实现钻机轻推开孔功能、自适应能力功能和自动防卡转功能。

附图说明

图1是本发明的新型全液压钻机结构示意图。钻机由泵站1，操纵台2，辅助支撑4，动 力头5，钻杆6，机架7，塔式组合钻头8，主支撑横梁9，主支撑10，船形底座11组成。

图2是本发明的新型全液压钻机液压系统图。包括油箱1，高压油泵组2，防爆电动机3， 小泵溢流阀4，大泵溢流阀5，控制阀组6，冷却器7，液压马达8，功能阀组9，液压缸10。

具体实施方式