一種採用機械夾持器的鑽機頭的製作方法
2023-05-31 01:25:21 12
本實用新型涉及鑽探設備技術領域，具體涉及一種煤礦用坑道鑽機的採用機械夾持器的鑽機頭，用於鑽杆的夾持。
背景技術：
目前，煤礦用鑽杆夾持器一般為液壓驅動式，主要存在以下缺點:結構複雜，零部件較多，井下維護困難。一旦出現故障，維修非常不便，影響工作效率。
技術實現要素：
針對上述現有技術中存在的問題，本實用新型的目的在於，提供一種採用機械夾持器的鑽機頭，採用更簡單的結構，方便使用和維修，更適用於煤礦井下的環境。
為了實現上述任務，本實用新型採用以下技術方案：
一種採用機械夾持器的鑽機頭，包括通過機械夾持器安裝在桅杆總成上的鑽機頭，所述的機械夾持器包括內部帶有通槽的滑座，滑座中裝配有一個夾持滑塊，在滑座的前端設置有端蓋，端蓋上設置有導向柱，在導向柱上沿軸向開設有穿透導向柱以及端蓋的螺紋孔，在螺紋孔中裝配有一端與夾持滑塊活動式連接的夾緊絲杆；在滑座的後端安裝有一個夾持搖臂，夾持搖臂通過定位銷安裝於滑座上；所述的機械夾持器使用時，將鑽機頭上的鑽杆穿過滑座的側面，使鑽杆經過夾持滑塊與夾持搖臂之間，通過夾緊絲杆調節夾持滑塊的位置，使鑽杆被夾持在夾持滑塊與夾持搖臂之間。
進一步地，所述的桅杆總成包括副滑軌座，副滑軌座上裝配有可沿副滑軌座軸向滑動的桅杆，桅杆上裝配有可沿桅杆軸向滑動的迴轉託架，所述的鑽機頭安裝在迴轉託架上；所述的副滑軌座上安裝有滑移油缸，滑移油缸的輸出軸與桅杆連接；在桅杆的上表面開設有滑槽，所述的迴轉託架裝配在滑槽上；在滑槽中安裝有給進油缸，給進油缸的輸出軸上安裝有齒輪，在迴轉託架底部、滑槽中均鋪設有所述的齒輪配合的齒條。
進一步地，所述的滑座包括頂板以及與頂板平行的底板，頂板與底板之間通過第一側板、第二側板連接；在第一側板、第二側板的後端對稱開設有銷孔，所述的夾持搖臂的前端伸入到滑座內部，利用一根定位銷依次穿過第一側板上的銷孔、夾持搖臂、第二側板上的銷孔以對夾持搖臂進行固定。
進一步地，所述的底板的底部沿所述的通槽的軸向開設有底槽，底槽貫穿底板的前端與後端，在底槽兩側的底板邊緣上對稱設置有安裝板，安裝板與底板平行設置，兩個安裝板之間的寬度大於滑座的寬度，且安裝板上分布有貫穿安裝板的固定孔；所述的滑座在安裝時，通過通槽卡在鑽機的桅杆上，然後利用固定件穿過安裝板上的固定孔對滑座進行安裝固定。
進一步地，所述的第一側板上開設有第一缺口，第一缺口穿出第一側板的後端部；第二側板的上開設有第二缺口，第二缺口穿出第二側板的後端，且第二缺口的寬度小於第一缺口的寬度。
進一步地，所述的第一側板上設置有第一側孔，第一側孔為非閉合的圓孔，且第一側孔與所述的第一缺口貫連；在第二側板上開設有第二側孔，第二側孔為圓孔，且第二側孔、第一側孔同軸設置。
進一步地，所述的通槽內部在頂板、底板與第一側板、第二側板的連接處均沿通槽的軸向設置有方柱，方柱中開設有螺栓孔，所述的端蓋通過固定螺栓和螺栓孔裝配在滑座的前端；所述的頂板處的兩個方柱之間、底板處的兩個方柱之間形成了一對用於裝配所述夾持滑塊的滑槽。
進一步地，所述的夾緊絲杆為帶有外螺紋的柱形結構，在夾緊絲杆的前端連接有一個四方頭，夾緊絲杆的後端通過連杆連接有一個推盤，推盤的直徑小於連杆的直徑。
進一步地，所述的夾持滑塊為矩形體結構，在夾持滑塊的頂部、底部對稱設置有滑臺，滑臺的邊緣處加工為斜邊；記夾持滑塊的其中兩個相鄰的側面分別為第一側面、第二側面，在第一側面上開設有通向夾持滑塊內部的卡槽，第二側面上開設有與卡槽貫連的滑入槽，滑入槽的一端穿出第二側面，滑入槽的另一端延伸至第二側面的中部，且滑入槽的該端為弧面型結構；所述的滑入槽的寬度小於卡槽的寬度。
進一步地，所述的夾持滑塊上以及夾持搖臂上對稱設置有夾具，夾具包括四個夾持塊，夾持塊的縱向截面為直角梯形結構；夾持塊在夾持滑塊、夾持搖臂上均呈八字形結構設置一對，在夾持塊上設置有防滑層。
進一步地，所述的夾持搖臂包括伸入滑座後端的夾持板，夾持板的上端、下端連接有相互平行的第一搖板，在兩個第一搖板的後端各自連接有一個第二搖板，第二搖板之間通過握杆連接；其中，第一搖板的長度大於第二搖板的長度，兩個第一搖板之間的距離與滑座的頂板、底板之間的距離相同，且兩個第一搖板之間的距離大於兩個第二搖板之間的距離。
本實用新型與現有技術相比具有以下技術特點：
1.本實用新型的夾持器採用機械式結構，較傳統的液壓式結構相比，其結構更加簡單，因而便於維修，對於井下的檢修工人來說，降低了檢修複雜程度，提高了工作效率；
2.本實用新型的機械夾持器可採用手動的方式調節夾緊力度，對於井下惡劣的環境和工況來說，這種方式操作的靈活性更強，操控方式更加簡單；
3.本裝置結構簡單，堅固耐用，方便製作生產，故障率低，可靠性更高，整個鑽機構結構具有更好的穩定性，實際使用效果好。
附圖說明
圖1為本實用新型的整體結構示意圖；
圖2為圖1的俯視結構示意圖；
圖3為本實用新型的縱向剖視結構示意圖；
圖4為本實用新型的前端面結構示意圖；
圖5為本實用新型的整體結構示意圖；
圖6為本實用新型的斜俯視圖(左斜俯視圖)；
圖7為本實用新型的後端面的結構示意圖；
圖8為本實用新型的斜俯視圖(右斜俯視圖)；
圖9為夾持滑塊的側視圖；
圖10為夾持滑塊的斜俯視圖；
圖中標號代表：A—機械夾持器，1—夾緊絲杆，2—端蓋，3—頂板，4—夾持滑塊，5—定位銷，6—夾持塊，7—底板，8—夾持搖臂，9—固定螺栓，10—四方頭，11—底槽，12—安裝板，13—導向柱，14—第一側孔，15—第一側板，16—固定孔，17—握杆，18—第一搖板，19—第二搖板，20—通槽，21—螺栓孔，22—銷孔，23—方柱，24—滑槽，25—第一缺口，26—第二缺口，27—第二側孔，28—滑臺，29—斜邊，30—卡槽，31—滑入槽，32—第二側板，33—連杆，34—推盤，35—夾持板，36—桅杆總成，37—鑽機頭，38—扶正器，39—鑽杆，40—副滑軌座，41—迴轉託架，42—滑移油缸，43—給進油缸，44—齒條。
具體實施方式
傳統的鑽機上的鑽杆使用的夾持器為液壓驅動結構，複雜、檢修維護困難，在實際使用過程中帶來許多問題。本實用新型則根據鑽機的實際使用需求和環境，提供一種全新的採用機械夾持器的鑽機頭。
如圖1至圖10所示，一種採用機械夾持器的鑽機頭，包括通過機械夾持器A安裝在桅杆總成36上的鑽機頭37，所述的機械夾持器A包括內部帶有通槽20的滑座，滑座中裝配有一個夾持滑塊4，在滑座的前端設置有端蓋2，端蓋2上設置有導向柱13，在導向柱13上沿軸向開設有穿透導向柱13以及端蓋2的螺紋孔，在螺紋孔中裝配有一端與夾持滑塊4活動式連接的夾緊絲杆1；在滑座的後端安裝有一個夾持搖臂8，夾持搖臂8通過定位銷5安裝於滑座上；所述的機械夾持器A使用時，將鑽機頭37上的鑽杆39穿過滑座的側面，使鑽杆經過夾持滑塊4與夾持搖臂8之間，通過夾緊絲杆1調節夾持滑塊4的位置，使鑽杆被夾持在夾持滑塊4與夾持搖臂8之間。
桅杆總成36的結構如圖1和圖2所示。桅杆總成36包括副滑軌座40，在實際使用時，副滑軌座40安裝在鑽機上，通過鑽機調節副滑軌座40的整體位置，再利用副滑軌座40上的機構來調節鑽杆39的精確位置。副滑軌座40上裝配有可沿副滑軌座40軸向滑動的桅杆，桅杆上裝配有可沿桅杆軸向滑動的迴轉託架41，所述的鑽機頭37安裝在迴轉託架41上。副滑軌座40與迴轉軸架連接安裝，其同時為桅杆提供了一個滑動的軌道，桅杆可以在副滑軌座40上進行滑動。具體地，副滑軌座40上安裝有滑移油缸42，滑移油缸42的輸出軸與桅杆連接；在桅杆的上表面開設有滑槽，所述的迴轉託架41裝配在滑槽上；在滑槽中安裝有給進油缸43，給進油缸43的輸出軸上安裝有齒輪，在迴轉託架41底部、滑槽中均鋪設有所述的齒輪配合的齒條44。在調節的過程中，驅動滑移油缸42，可以使桅杆相對於副滑軌座40進行滑動，而驅動給進油缸43，則在齒輪齒條44的帶動下，使迴轉託架41可帶動鑽機頭37部分進行移動。這樣的配合方式，是一種倍速機構，可實現鑽機頭37位置的精細調節，也能使桅杆帶動鑽機頭37在軸向上大範圍內移動，滿足不同條件下的打鑽要求。桅杆總成36上還設置有扶正器38，用於限制鑽杆39在工作時的位置。
本實用新型中，機械夾持器A的主要結構包括滑座、夾緊絲杆1、夾持滑塊4以及夾持搖臂8。其中，滑座起到固定安裝的作用，在使用的時候滑座用來固定在鑽機的桅杆上。滑座中有一個可以滑動的夾持滑塊4，夾持滑塊4和所述的夾持搖臂8配合，共同用來對鑽杆進行夾持。夾持滑塊4的位置調整採用機械驅動方式，具體為，在滑座前端設置有滑蓋和導向柱13，導向柱13內部有螺紋孔，利用一個帶有外螺紋的夾緊絲杆1穿過螺紋孔，使夾緊絲杆1的後端與夾持滑塊4活動式連接。在使用的時候，利用工具旋轉夾緊絲杆1，由於螺紋配合作用，將使夾緊滑塊在滑座中前後移動；而夾持搖臂8的位置是相對固定的，由此即可通過調整滑塊的位置來對穿過夾持滑塊4以及夾持搖臂8之間的鑽杆起到有效的夾持作用，並且調整過程非常方便。夾持滑塊4與夾持搖臂8間距離最小為0，最大距離為34.5，可適應鑽杆直徑為具有良好的通用性。
如圖3、圖10所示，為了保證對鑽杆的夾持效果，夾持滑塊4上以及夾持搖臂8上對稱設置有夾具，夾具包括四個夾持塊6，夾持塊6的縱向截面為直角梯形結構；夾持塊6在夾持滑塊4、夾持搖臂8上均呈八字形結構設置一對，即將所述的梯形底面一側固定在夾持滑塊4和夾持搖臂8上，並且兩個夾持塊6之間間隔設置。在夾持塊6上設置有防滑層。夾持滑塊4和夾持搖臂8上的夾具在相互靠近時，四個夾持塊6之間形成了一個類圓形的夾持孔，能適應鑽杆的外部形狀，從而對鑽杆進行有效的夾持。這種夾具結構，與鑽杆有更大的接觸面，且其最顯著的特點是，能適應不同外徑的鑽杆，具有很好的通用性。而在夾持塊6上還設置有防滑層，防滑層可以是防滑紋，也可以是其他防滑結構。
如圖5至圖8所示，本實用新型給出了一種具體的滑座結構，滑座包括頂板3以及與頂板3平行的底板7，頂板3與底板7之間通過第一側板15、第二側板32連接，使滑座整體為兩端通透的、縱向截面呈矩形的結構，而通透的部分即為所述的通槽20；在第一側板15、第二側板32的後端對稱開設有銷孔22，所述的夾持搖臂8的前端伸入到滑座內部，利用一根定位銷5依次穿過第一側板15上的銷孔22、夾持搖臂8、第二側板32上的銷孔22以對夾持搖臂8進行固定。這種滑座結構，便於加工、安裝，且結構相對簡單。
如圖3所示，夾持搖臂8包括伸入滑座後端的夾持板35，夾持板35的上端、下端連接有相互平行的第一搖板18，在兩個第一搖板18的後端各自連接有一個第二搖板19，第二搖板19之間通過握杆17連接；其中，第一搖板18的長度大於第二搖板19的長度，兩個第一搖板18之間的距離與滑座的頂板3、底板7之間的距離相同，即兩個搖板能正好插入到通槽20上下端之間，不留間隙，這是為了在對鑽杆進行卡止使，夾持搖臂8不上下晃動，因此需要兩個第一搖板18之間的距離能正好卡入到滑座的頂板3、底板7之間；而兩個第一搖板18之間的距離大於兩個第二搖板19之間的距離，這是為了方便手部握持和左右晃動；本裝置在使用完畢後，先卸掉鑽杆，然後握住夾持搖臂8左右晃動，可協助鬆開本夾持器。
如圖6至圖8所示，底板7的底部沿所述的通槽20的軸向(長度方向)開設有底槽11，底槽11貫穿底板7的前端與後端，在底槽11兩側的底板7邊緣上對稱設置有安裝板12，安裝板12與底板7平行設置，兩個安裝板12之間的寬度大於滑座的寬度，且安裝板12上分布有貫穿安裝板12的固定孔16；滑座的寬度是指滑座的第一側板15、第二側板32之間的距離；需要兩個安裝板12之間的距離更大一些，一是便於設置固定孔16，二是使底槽11具有足夠大的空間能便於和鑽機配合安裝、所述的滑座在安裝時，通過通槽20卡在鑽機的桅杆上，然後利用固定件穿過安裝板12上的固定孔16對滑座進行安裝固定。固定件可以採用螺栓等。
如圖5、圖6和圖8所示，第一側板15上開設有第一缺口25，第一缺口25穿出第一側板15的後端部；第二側板32的上開設有第二缺口26，第二缺口26穿出第二側板32的後端，且第二缺口26的寬度小於第一缺口25的寬度。第一缺口25、第二缺口26均為矩形缺口，這裡所說的寬度是指平行於底板7方向上的寬度。第一缺口25、第二缺口26均穿出側板的後端，這樣鑽杆可從外部進入到第一缺口25、第二缺口26中。第一側板15上設置有第一側孔14，第一側孔14為非閉合的圓孔，且第一側孔14與所述的第一缺口25貫連；在第二側板32上開設有第二側孔27，第二側孔27為圓孔，且第二側孔27、第一側孔14同軸設置。第一缺口25和第二缺口26主要是為夾持搖臂8在安裝和後期拆除鑽杆時提供足夠的活動空間，而第一缺口25額外的一個作用是，由於其和一個費閉合的第一側孔14貫連，這個側孔方便了鑽杆的卡入。在使用時，先將鑽杆穿過第二側孔27，然後鑽杆可通過第一缺口25進入到第一側孔14中，方便了安裝過程。鑽杆通過第一側孔14、第二側孔27穿透滑座的側面，兩個側孔共同對鑽杆起到相對限制和固定的作用。
如圖3所示，夾緊絲杆1為帶有外螺紋的柱形結構，在夾緊絲杆1的前端連接有一個四方頭10，四方頭10方便了利用工具來旋轉夾緊絲杆1，例如採用扳手；夾緊絲杆1的後端通過連杆33連接有一個推盤34，推盤34的直徑小於連杆33的直徑；推盤34是用來和夾持滑塊4活動式安裝，在夾緊絲杆1旋轉時，同時沿軸向向前後運動，而推盤34則將推力傳遞給夾持滑塊4，推動或拉動夾持滑塊4運動。
更進一步地，通槽20內部在頂板3、底板7與第一側板15、第二側板32的連接處均沿通槽20的軸向設置有方柱23，即橫截面為方形的柱體；方柱23中開設有螺栓孔21，所述的端蓋2通過固定螺栓9和螺栓孔21裝配在滑座的前端，以方便拆裝過程。所述的頂板3處的兩個方柱23之間、底板7處的兩個方柱23之間形成了一對用於裝配所述夾持滑塊4的滑槽24，如圖5、圖6所示，夾持滑塊4容納在通槽20中，且通過滑槽24可以限制夾持滑塊4的運動。
如圖9、圖10所示，夾持滑塊4為矩形體結構，在夾持滑塊4的頂部、底部對稱設置有滑臺28，滑臺28的邊緣處加工為斜邊29；記夾持滑塊4的其中兩個相鄰的側面分別為第一側面、第二側面，在第一側面上開設有通向夾持滑塊4內部的卡槽30，第二側面上開設有與卡槽30貫連的滑入槽31，滑入槽31的一端穿出第二側面，滑入槽31的另一端延伸至第二側面的中部，且滑入槽31的該端為弧面型結構；所述的滑入槽31的寬度小於卡槽30的寬度。在實際使用時，先將夾緊絲杆1的推盤34卡在卡槽30的埠處，然後使連杆33進入滑入槽31中，再將夾緊絲杆1整體向夾持滑塊4中部推動，使連杆33到達滑入槽31的端頭處，然後再將夾持滑塊4卡入到滑座的通槽20中，再裝上端蓋2。這種夾持滑塊4結構，能方便配合與夾緊絲杆1配合安裝、拆卸，且為活動式安裝方式，方便夾緊絲杆1帶動夾持滑塊4前後運動。