[发明专利]一种可实现煤矿坑道钻机自动上卸扣装置及控制方法

说明书

本发明公开一种可实现煤矿坑道钻机自动上卸扣装置及控制方法，包括主机和自动上杆机构，主机包括机身、夹持器、动力头、给进油缸、拉线传感器、编码器和光栅传感器以及用于给进回转加压的液压模块；自动上杆机构包括安装架、钻杆仓、钻杆夹紧单元、升降单元；钻杆仓位于机身正上方，钻杆夹紧单元能夹紧钻杆后在升降单元带动下在钻杆仓和主机之间输送钻杆。本发明具有自动上卸扣功能，无需使用卸扣器，改善作业环境，减少工人劳动强度，由液压模块控制主机各部件相互配合可以实现自动钻进，大幅提高钻孔作业效率，安全性好。

技术领域

本发明属于煤矿坑道钻机用辅助配套设备技术领域，具体涉及一种可实现煤矿坑道钻机自动上卸扣装置及控制方法。

背景技术

随着煤矿井下开采强度和深度的增加，深部煤炭资源已成为我国主体能源的战略保障，目前主要采用坑道钻机进行瓦斯抽放钻孔施工，大多由人工操作完成钻杆装卸，不仅效率低，而且对施工人员的操作安全存在隐患。并且钻机在钻进过程中，受钻杆长度的限制，需要不断地接装钻杆才能完成额定孔深的钻进，完成钻孔作业后，又需要不断的拆卸钻杆，对于数量较大的钻孔作业，由于频繁装卸钻杆，这就需要很大的劳动强度，这些都在很大程度上延长了钻孔作业时间，降低了施工效率。同时由于顶板钻机的工作环境的限制，特别是在高位钻孔和向上倾斜钻孔过程中，人工装卸钻杆特别困难。同时采用中间加杆方式的钻机，为保证钻具前端螺纹首先松开，普遍采用卸扣器装置，结构复杂，工作难度高，实现连续自动上卸扣比较困难。

发明内容

针对现有技术中的缺陷和不足，本发明提供了一种可实现煤矿坑道钻机自动上卸扣装置及控制方法，可实现自动上卸扣功能，无需使用卸扣器，减少工人劳动强度，由液控系统和手动控制机械手装卸钻杆并自动换杆，大幅提高钻孔作业效率，改善作业环境，安全性好。

为达到上述目的，本发明采取如下的技术方案：

一种可实现煤矿坑道钻机自动上卸扣装置，包括主机和自动上杆机构；

所述主机包括机身、设在机身前端的夹持器和扶正器、设在机身的导轨上的动力头、安装在机身上且连接动力头的给进油缸、连在夹持器和动力头之间的拉线传感器、设在动力头上的编码器和光栅传感器以及用于给进回转加压的液压模块；

所述自动上杆机构包括安装架、设在安装架的顶板下端的钻杆仓、设在钻杆仓下方的钻杆夹紧单元、连接钻杆夹紧单元的升降单元且升降单元能沿安装架的立柱升降；

所述钻杆仓位于机身的正上方且钻杆仓内钻杆与机身平行，钻杆夹紧单元位于钻杆仓和机身之间并能夹紧钻杆后在升降单元带动下在钻杆仓和主机之间输送钻杆。

本发明还包括如下技术特征：

可选的，所述液压模块包括回转油路和给进油路；回转油路包括动力头的液压马达的管路A和管路B，且在管路A上连有溢流阀；给进油路包括给进油缸的管路C和管路D；

在管路A和管路B之间设有三通，该三通的接口I连通管路A并设有单向阀I，三通的接口II连通管路B并设有单向阀II，三通的接口III连通三位三通阀的进口，三位三通阀的出口I连通至所述溢流阀，三位三通阀的出口II连通至给进油路的管路C及给进油缸的无杆腔；

所述管路A的最大压力为AMPa，管路B的最大压力为BMPa，溢流阀压力为CMPa，以将动力头回转压力分为三档：正转上扣最大扭矩AMPa，反转卸扣最大扭矩BMPa，正转作业最大扭矩CMPa，满足B＞A＞C。

可选的，所述三位三通阀置于中位时，液压模块驱动动力头正常进行回转施工作业，此时溢流阀作用下，正转作业最大扭矩CMPa；

所述三位三通阀处于左位时，液压油依次经管路A、单向阀I和出口I进入溢流阀使溢流阀对管路A不起作用以实现动力头液压马达回路加压，此时正转上扣最大扭矩为AMPa；