劈巖管可分離的鑽機的製作方法

2023-05-18 03:54:46

本發明屬於工程機械領域，特別是劈巖管可分離的鑽機。

背景技術：

現在礦山、隧道挖掘中廣泛使用液壓爆破設備。先用鑽機鑽孔，再把劈巖管的劈塊部分插入孔中，由專門的液壓泵產生高壓油，由專門的油管與各劈巖管連接。打開開關後，排成一排的幾根劈巖管油缸中的活塞柱即推壓下方的楔塊，楔塊推擠兩邊的劈塊向兩邊張開，強行把巖石裂開。

現有一種巖山鑽機，滑道下方安裝了一根劈巖管。鑽機鑽完一個孔後提起鑽杆繞一個特定的中心轉一個角度，鑽杆讓開孔的位置，劈巖管中心線剛好對正孔中心線。劈巖管下方的劈塊部分插入孔中。打開油管開關，劈巖管即把巖石裂開。這種鑽機安裝在挖掘機上，可以由駕駛員一人操作，又鑽孔，又放下劈巖管，不用地面人員操作。優點是減少了地面一個操作人員。但這種鑽孔劈巖機械所安裝的劈巖管只能沿滑道的連接支架上升與下降。劈巖管上連接的油管很短。沒有油管的收放裝置。所以劈巖管不能獨立放進遠距離的孔中，更不可能把幾根劈巖管排列成一排進行巖石的定向整體爆破裂開。而只能是局部的巖石裂開。其劈裂效果遠遠不及有地面人員手持劈巖管，把幾根劈巖管插進排成一排的孔中，產生整體定向裂開巖石、產生大量土石方爆破的效果。

技術實現要素：

本發明的目的是為了克服上述又鑽孔又帶劈巖管的鑽機的缺陷，提供一種新型既鑽孔，又能多根配帶劈巖管的鑽機，劈巖管可以與鑽機分離。多根劈巖管排成一排整體爆破裂開巖石。劈巖管的油管能自動伸長，當劈巖結束後劈巖管能自動收回到鑽機滑道上各自的排管架中。同時，油管可以自動收回，不用地面人員操作。

本發明是這樣實現的：劈巖管可分離的鑽機，包括滑道、連接機構、鑽機機體、劈巖管、排管架、收放管裝置、機械手。收放管裝置安裝在滑道上固定的支架上。收放管裝置包括滑輪、輪架、護輪、導杆、電機、絞輪、拉繩。排管架安裝在滑道上。劈巖管放在排管架中。油管一端與排管架上的分油管接頭連接，另一端繞過滑輪與劈巖管上端連接。機械手安裝在排管架側邊。鑽機機體安裝在滑道中。滑道上安裝有連接機構，連接機構與挖掘機的鬥臂前端及鬥臂前端的液壓缸的活塞杆端頭連接。鑽杆和劈巖管的中心線都與連接機構中的轉軸中心線距離相等，鑽杆與劈巖管的位置在以轉軸為中心的同一個圓上。劈巖管可以與鑽機分離，按需要在巖石上排列。油管的伸出與收進是由滑輪上升與下降完成的。機械手的升降軸安裝在排管架側邊連接的殼體內。劈巖結束後，劈巖管收回排管架中是由電機、絞輪和機械手自動完成的。排管架上方兩邊安裝有掛卡和電磁鐵。電機、絞輪安裝在滑道上固定的支架上。輪架上安裝有護輪，護輪上有與滑輪一樣的槽子，可以防止油管從滑輪槽中脫出。劈巖管上開設有卡槽。

鑽機安裝在滑道中，滑道後面安裝有一套連接機構與挖掘機鬥臂前端及相應液壓缸活塞杆端頭連接。滑道下段安裝有排管架。排管架上方兩邊相對安裝有掛卡，掛卡下面成斜面，掛卡上面成直面。掛卡與電磁鐵鐵芯連成一體。電磁鐵安裝在排管架上方兩邊的外邊框上。劈巖管上部有一個錐形頭，錐形頭頂上連接有油管。一根拉繩與二根油管包紮成一根整體，即整體管子也抗拉，可以吊起一根劈巖管。劈巖管上部的錐形頭下方設置有一圈槽口即卡槽，可以被掛卡卡住與放開。

收放管裝置由滑輪、輪架、護輪、導杆、電機、絞輪、拉繩組成。在滑道後面上方固定有支架。導杆上端固定在支架上，下端固定在排管架上方。電機、絞輪安裝在支架上。一根拉繩一端固定在絞輪上，另一端與輪架上方連接。一個滑輪安裝在輪架下面。滑輪外圓開設有與油管相適應的槽子。導杆為方形管。輪架上有方形滑套套在導杆上，可以上下滑動自如。劈巖管安裝在排管架中。掛卡卡在劈巖管上部的卡槽中。油管一端與排管架上端安裝的分油管接頭連接，一端向上繞過滑輪再拉下來與劈巖管上端端頭連接。機械手的軸杆安裝在殼體內。殼體內有升降電機和旋轉電機，使機械手的軸杆可以升降和旋轉。機械手有二根機械臂。最後一級機械臂末端安裝有夾爪。每兩根機械臂之間和機械臂與夾爪之間的轉軸處安裝有小旋轉油缸或轉動電機。機械手的安裝殼體固定在排管架側邊。排管架下邊的開口有導向的斜面，以下稱導向口。

工作工程是：鑽機鑽孔時鑽機機體沿滑道下降，鑽孔後鑽機機體上行，提出鑽杆。鑽杆和每根劈巖管與連接機構中的轉軸中心距離都相等，即都在以轉軸為圓心的同一個圓上。當滑道轉一個角度，即是鑽杆和劈巖管都同時轉動一個角度。這個角度使指定下降的劈巖管中心線剛好對正鑽孔中心。於是該劈巖管所在排管架上的掛卡所連接的電磁鐵通電。掛卡後退出劈巖管上的槽口。電機、絞輪使滑輪下降，油管向下伸長。該劈巖管下降插進孔中。鑽機隨後又反向轉回剛才所轉的角度，鑽杆又在原來的位置。插入孔中那根劈巖管上端的油管在滑輪下降中已伸長到需要長度。於是鑽機又在新的地點鑽孔。重複上述動作，直到需要的劈巖管在地面上排成一排，並且每根劈巖管下邊的兩塊劈塊所對方向都一致，即與所需要把巖石裂開的方向相同。這時油路中的電磁閥開啟，各劈巖管的劈塊都向同一方向推壓巖石。於是，整塊巖石被強行裂開。

劈巖管的收起是按指定順序逐漸收起重新安裝在排管架中的。劈巖管收起時，先操作挖掘機鬥臂、動臂及相關液壓缸，把指定排管架指定位置下方對正或大致對正指定劈巖管上端。該劈巖管所對應的電機、絞輪轉動，拉滑輪上升，於是油管上提，把劈巖管提出地面。機械手立刻夾住劈巖管下方，對正該排管架相應位置中心。劈巖管上方的錐形頭經排管架下方的導向口，被拉入排管架。劈巖管上方的錐形頭即頂碰掛卡下面的斜面，於是掛卡後退。當劈巖管上方的卡槽對正掛卡時，掛卡即卡住劈巖管。同樣，提起所有在地面的劈巖管，裝回到排管架各自的位置中。

本發明的優點在於：1、設置了油管的收放裝置，使劈巖管可以與鑽機分離，能夠根據需要在地面排成一排整體劈開巖石，比單根劈巖管劈巖效果強得多。2、排管架下方設置了機械手。劈巖管收起時，機械手能夾住該劈巖管對正上方的排管架，減少了機械碰撞，使劈巖管提起安裝在排管架中相應位置能順利進行。3、不要地面操作人員，但能完成多根劈巖管同時排列劈開巖石的工作。工效大大提高。

附圖說明

圖1是劈巖管可分離的鑽機的整體結構圖。

圖2是劈巖管外形圖。

圖3是排管架上掛卡、電磁鐵安裝位置和排管架下方導向斜口圖。

圖4是收放管裝置結構圖。

圖5是鑽杆、劈巖管都在以轉軸為圓心的同一個圓上情況圖。

圖6是鑽杆向右轉動一個角度，一根劈巖管隨著右轉對正所在鑽孔中心的情況圖。

圖7是鑽機鑽孔和逐根放下劈巖管插進孔中情況圖。

圖8是劈巖管收回排管架過程圖。

附圖中：滑道1、支架2、滑輪3、油管4、導杆5、轉軸6、鑽機機體7、鑽杆8、錐形頭9、電磁鐵10、劈巖管11、電機12、絞輪13、拉繩14、鬥臂連塊15、液壓缸16、挖掘機17、鬥臂18、連接架19、排管架20、機械手安裝殼21、機械手22、劈塊23、卡槽24、掛卡25、導向口26、輪架27、護輪28、地面29、隔板30。

具體實施方式

圖1中，是劈巖管可分離的鑽機的整體結構圖。滑道1右面即滑道背面中部位置安裝了一個連接機構，連接機構由支架2、轉軸6、連接架19組成。滑道1上固定有支架2。連接架19右方分別與鬥臂連塊15和鬥臂18鉸連。鬥臂連塊15一端與連接架19鉸連，另一端與鬥臂上的液壓缸16的活塞杆端頭鉸連。鬥臂連塊15右邊下方與鬥臂18鉸連。圖1中豎直的那根鬥臂連塊15上端與液壓缸16的活塞杆端頭及上述的與連接架鉸連的鬥臂連塊端頭鉸連在一起。滑道右邊的支架2和連接架19都鉸連在轉軸6上。滑道可以繞轉軸6左右轉動一個角度。鑽機機體7安裝在滑道中，可以上下滑動自如。鑽杆8安裝在鑽機機體7上。鑽機機體在滑道中上下滑動，是常規技術。控制鑽機機體上下滑動的傳動裝置圖1中未畫出。

排管架20左邊固定在滑道上。排管架20中放置有二根劈巖管11。排管架20上方框架上對稱安裝有二組電磁鐵10。排管架20右邊固定有機械手安裝殼21，機械手22的連接軸安裝在機械手安裝殼21中。

收放管裝置包括滑輪3、輪架27、導杆5、電機12、絞輪13、護輪28、拉繩14，參見圖4。油管4一端與排管架上固定的分油管接頭連接，另一端向上繞過滑輪3，拉向下方與劈巖管11上端連接。圖1中為了連接機構圖面清晰，連接機構位置的油管4和導杆5未畫出。圖1中右邊是挖掘機17。

滑道與連接架之間安裝有滑道轉動裝置，滑道轉動裝置是現有技術，為圖面清晰，圖中未畫出。

圖2中，是劈巖管外形圖。劈巖管11上部是錐形頭9。錐形頭9上端連接有油管4。錐形頭下邊開設有槽口即卡槽24。劈巖管下方是劈塊23。劈巖管是現有技術，管內有油缸和活塞杆，活塞杆下方連接有一根下小上大的楔塊。楔塊兩邊即是一塊下厚上薄的楔塊即劈塊。這裡把三根斜面相配的楔塊統稱劈塊23。

圖3中，是排管架上掛卡、電磁鐵安裝位置和排管架下方導向斜口圖。電磁鐵10安裝在排管架20兩邊框板上方。掛卡25後端與電磁鐵10的芯塊製成一體。掛卡25穿過排管架上方的框板。掛卡上面是平面，下面是斜面。當電磁鐵通電時，掛卡25就退出排管架兩邊框板的內板面。排管架下方是光滑的斜口即導向口26，框板是向外斜向張開。當劈巖管11的錐形頭從排管架下方斜口向上升，很容易進入排管架。當劈巖管上升中，錐形頭斜面即碰撞作用於掛卡下面的斜面，掛卡即向後退。當劈巖管上的卡槽正對掛卡時，則掛卡在電磁鐵內彈簧力作用下，很快卡進劈巖管上的卡槽內，把劈巖管掛在排管架上。

圖4中，是收放管裝置結構圖。支架2固定在滑道上方。支架2上安裝有電機12和所連接的絞輪13。以下簡稱絞輪13。拉繩14上端固定在絞輪13上，纏繞一定圈數後拉向下方，端頭與輪架27連接。導杆5上端固定在支架2上，下端固定在排管架上，圖4中排管架未畫出，同時參見圖1。導杆是方形管。輪架27後面安裝有方形套，套在方形的導杆上，可以上下自如。輪架中安裝有一個外圓帶槽的滑輪3。輪架上方兩邊成圓弧形的架塊下端各安裝有一個護輪28，輪架正中位置即滑輪最高點上方也安裝有一個護輪28。護輪28外圓也有少量圓槽。護輪28外圓與滑輪外圓之間有少量間隙，互不幹涉。當油管從下方排管架上的分油管接頭向上經圖4中滑輪左邊槽子經過三個護輪外圓槽子，從滑輪右邊槽子中拉向下方與排管架中的劈巖管上端連接。無論輪架升高、降低，油管在滑輪上的滑動都很順利、輕鬆，有護輪限位，所以油管不會從滑輪槽子中脫出。當劈巖管下降插進地下孔中，鑽機遠離劈巖管時，油管就要伸長。這時，絞輪就放下輪架，如圖4中虛線位置，這時右下方的油管下邊就伸長。當劈巖管收回到管架中時，如圖4中上方滑輪實線位置，絞輪就拉輪架上升。於是滑輪右邊下方的油管就收短。這就是收放管裝置的工作原理。每根劈巖管連接有一根高壓油管和一根回油管，為了使油管抗拉，把一根拉繩放在二根油管之間，包紮成一根整體油管。可以直接拉收包紮的油管，提起劈巖管。劈巖管也不很重，一般不超過二十公斤。

圖5中，是鑽杆、劈巖管都在以轉軸為圓心的同一個圓上情況圖，也是鑽杆、各劈巖管安裝位置圖。劈巖管可安裝在滑道的兩邊，一般每邊二根劈巖管。每邊設置一個排管架，一個排管架中安裝二根劈巖管。鑽杆8、各劈巖管11都在以轉軸6為圓心的同一個圓上。鑽杆8所在位置即鑽孔位置，以下所指鑽孔位置是按圖5中鑽杆在滑道上方正中間位置敘述。

圖6中，是鑽杆向右轉動一個角度，一根劈巖管隨著右轉對正所在鑽孔中心的情況圖。當鑽杆8在圖5中位置已經鑽完一個孔，並且鑽杆已被提升到地面上後，滑道順時針轉動一個設定角度、停止。這時鑽杆8已經從原鑽孔位置偏移到右邊，而圖5中的鑽杆左邊的第一根劈巖管已經右移到對正所鑽孔位置，於是電磁鐵通電，掛卡退出劈巖管上的卡槽。絞輪放下拉繩，輪架下降。劈巖管下方的劈塊就插入孔中。

圖7中，是鑽機鑽孔和逐根放下劈巖管插進孔中情況圖。根據以上敘述，鑽杆在圖5中鑽完一個孔，提出地面29後，滑道順時針轉動一個設定角度，就使鑽杆左邊第一根劈巖管落下插入孔中。隨後鑽杆和滑道後退適當距離，然後滑道反時針轉動到原正中位置，再向圖6中右方隨挖掘機移動需要距離，滑道再向正前方即圖5中滑道正前方移動到需要距離即停止。鑽杆落下到鑽孔位置，重複上述操作過程。圖7中是已經完成鑽孔和放下二根劈巖管插入孔中。現在鑽杆已經鑽完第三個孔，隨後就要放下圖5中右邊的第一根劈巖管時的情況。這時，鑽杆提起後，滑道要反時針轉動一個設定角度，第三根劈巖管落下插入孔中後，鑽杆隨滑道後退適當距離後，繼續向圖7中右方移動。重複前邊過程，把圖5中右邊最後一根劈巖管插進孔中。幾根劈巖管根據劈巖需要排成一排。

圖7中，已插入地下孔中的劈巖管上端的油管都從各自的排管架上拉出。圖7中一個排管架中安裝有二個劈巖管，兩根劈巖管之間設置有一塊隔板30。每根劈巖管有一個獨立的掛放裝置。每根劈巖管都有各自的編號。在鑽杆的左邊、右邊，每根劈巖管要放下插入設定孔中時，鑽杆要轉動及各自劈巖管的轉動度數都是按程序設定輸入自動控制系統的。

圖8中，是劈巖管收回排管架過程圖。圖8中，機械手22的升降軸安裝在機械手安裝殼21中，該升降軸可以升降和旋轉。機械手安裝殼中安裝有升降電機和旋轉電機，機械手的二根機械臂之間轉軸處安裝有旋轉油缸，夾爪與機械臂之間也有旋轉油缸控制夾爪的張合。

劈巖管從地下孔中收回到所在排管架中，也是按各編號的順序進行的。操作人員操作挖掘機及鬥臂、轉動滑道，按先後次序把排管架對正一個對應的劈巖管上端，絞輪慢慢拉動拉繩，上提輪架使對應的劈巖管被上端的油管提起，離開地面。這時機械臂立刻夾住該劈巖管下方，對正排管架下方入口。劈巖管上方的錐形頭順利通過排管架下方的導向口。劈巖管上的錐形頭碰壓掛卡斜面，掛卡後退，當卡槽對正掛卡時，劈巖管即被掛在排管架中。逐一收裝全部劈巖管在排管架中。隨後機械手收折到指定位置。