適合海域複雜條件下施工的衝擊鑽機的製作方法

2023-10-26 07:40:42

專利名稱：適合海域複雜條件下施工的衝擊鑽機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及海域及陸域工程地質勘察領域的鑽孔取樣工作的工程機械，特別是一種適合海域複雜條件下施工的衝擊鑽機。
背景技術：
鑽探取樣是工程地質勘察工作的主要手段，通常是採用立軸式、液壓動力頭式迴轉或衝擊鑽機將試驗點地下土樣採取上來。目前國內在水域特別是海域採用的鑽探設備都是將陸域設備放在船載平臺上，但陸域鑽探設備通常立軸行程較短、整體性較強，當船載平臺受到水流和波浪的影響時，勘查設備極易發生損壞、降低鑽進效率，長時間工作造成降低設備的使用壽命，從而增加勘察成本。
發明內容為解決上述技術中存在的問題，本實用新型的目的是提供一種適合海域複雜條件下施工的小型鑽機，具有體積小、操作靈活方便的特點，在船載平臺受到波浪和水流影響時能夠保證鑽具的起降不受影響，該鑽機通過鋼絲繩和孔底鑽具連接，可以抵消部分不均勻衝擊力對鑽機的影響，加大了操作空間，僅在需要迴轉取樣時將迴轉鑽機移到孔口工作，可以提聞海域鑽探的工作效率，減少鑽機的損耗。為實現上述目的，本實用新型採用的技術方案是提供一種適合海域複雜條件下施工的衝擊鑽機，其中:該衝擊鑽機包括有底盤、手動變速箱、操作手柄及捲筒部分，手動變速箱、操作手柄及捲筒均固定在底盤上，形成衝擊鑽機整體；所述手動變速箱部分包括有傳動皮帶輪、主動軸、掛擋曲軸，所述傳動皮帶輪連接在變速箱的主動軸上，在主動軸上設有三聯齒輪，所述掛擋曲軸上安裝有轉動手輪、換擋撥叉，轉動手輪帶動掛擋曲軸上的換擋撥叉能夠帶動主動軸上的三聯齒輪橫向水平運動；所述捲筒部分包括有傳動軸、捲筒、捲筒軸、捲筒齒輪，所述傳動軸上設有三個齒輪，並能夠分別與所述三聯齒輪相嚙合，捲筒軸上設有捲筒齒輪，捲筒軸外周套有捲筒，所述傳動軸上部與捲筒齒輪相嚙合，將不同的轉速傳到捲筒齒輪，帶動與捲筒齒輪連接的捲筒軸轉動，捲筒軸的兩端部分別設有與鑽架固定的鎖母；所述操作手柄部分包括有離合手柄、剎車手柄、離合鼓，所述離合鼓與捲筒軸下部的齒輪相嚙合，離合手柄及剎車手柄通過兩端帶有絲扣的拉杆分別連接在離合鼓內兩個摩擦片上，通過鬆緊拉杆絲扣的位置可調節離合與剎車間隙，拉動離合手柄帶動離合鼓轉動，進而帶動捲筒軸轉動。本實用新型的效果是該衝擊鑽機能夠在船載平臺起伏較大時保證足夠的作業空間，避免了傳統鑽機機頭液壓油缸距離鑽孔孔口較近的弊端；當作業水域水流速度較大時，護孔套管容易發生傾斜，該發明的衝擊鑽機可以利用鑽機和孔口鑽具採用鋼絲繩柔性連接且空間大的特點，保證在傾斜角度範圍之內正常工作。該鑽機體積小，可以放置於鑽架內外側任何位置，不影響作業空間，鑽機的輸出轉速在35m/min至120m/min，可選轉速範圍較大，更加適合水域鑽進工藝；操縱手柄同在捲筒左側，便於操作人員操縱，還避免了捲筒纏繞鋼絲繩時對操作人員的傷害；該衝擊鑽機整體結構簡單，便於維修、維護。 通過對比本發明的衝擊鑽機有以下特點: 1、由於體積較小，在船載平臺有限空間內方便工作。 2、操作簡單，便於維修、維護。
3、工作效率明顯提高。

圖1為本實用新型的衝擊鑽機結構示意圖； 圖中: 1、傳動皮帶輪 2、主動軸 3、掛擋曲軸 4、三聯齒輪 5、傳動軸 6、手輪 7、尚合手柄 8、剎車手柄 9、離合鼓 10、固定螺栓11、底盤 12、捲筒 13、捲筒軸 14、捲筒齒輪15、鎖母 16、換擋撥叉 具體實施方法 結合附圖對本實用新型的適合海域複雜條件下施工的衝擊鑽機結構加以說明。
本實用新型的適合海域複雜條件下施工的衝擊鑽機的設計思想是減少鑽機的體 積，增大轉速與提升能力，方便操縱人員的操作；該衝擊鑽機的變速箱部分可以採用皮帶輪傳動，也可採用液壓馬達傳動；在捲筒的離合器部分採用鼓式離合器，當負荷過大時離合器可以「打滑」保護，從而保護齒輪箱及傳動軸的安全；在機體上設置鑽架安裝鎖母，根據施工現場情況既可以將鑽架固定在機體上，也可以和鑽架分開單獨使用。如圖1所示，所述適合海域複雜條件下施工的衝擊鑽機包括有底盤11、手動變速箱、操作手柄及捲筒部分，手動變速箱、操作手柄及捲筒部分形成動力傳動部分。所述動力傳動部分包括:主動軸2與掛擋曲軸3、傳動軸5並排安裝在變速箱內；傳動皮帶輪I安裝在主動軸2外側，三聯齒輪4安裝在主動軸2的中間；掛擋手輪6與換擋撥叉16安裝在掛擋曲軸3上；在傳動軸5上裝有三個大小不同的齒輪，可通過撥叉16帶動三聯齒輪4與其分別嚙合，在傳動軸5的最右側安裝有一個齒輪並和捲筒齒輪14嚙合；所述操縱部分包括離合手柄7、剎車手柄8通過拉杆分別和離合鼓9連接，離合手柄7、剎車手柄8安裝在同一側相鄰位置，都由銷鍵固定在鑽機底盤上，並設有手柄間隙調節裝置，剎車手柄8和離合手柄7的長度均為45 50釐米。所述捲筒部分包括有傳動軸5、捲筒12、捲筒軸13、捲筒齒輪14，所述傳動軸5上設有三個齒輪，並能夠分別與所述三聯齒輪4相嚙合，捲筒軸13上設有捲筒齒輪14，捲筒軸13外周套有捲筒12，所述傳動軸5上部與捲筒齒輪14相嚙合，將不同的轉速傳到捲筒齒輪14，帶動與捲筒齒輪14連接的捲筒軸13轉動，捲筒軸13的兩端部分別設有與鑽架固定的鎖母15。所述手動變速箱部分包括有傳動皮帶輪1、主動軸2、掛擋曲軸3，所述傳動皮帶輪I連接在變速箱的主動軸2上，在主動軸2上設有三聯齒輪4，所述掛擋曲軸3上安裝有轉動手輪6、換擋撥叉16，轉動手輪6帶動掛擋曲軸3上的換擋撥叉16能夠帶動主動軸2上的二聯齒輪4橫向水平運動。所述離合鼓9內設有離合摩擦片與剎車摩擦片，分別與捲筒軸13、捲筒12相結合，捲筒9上設有固定鋼絲繩用的卡槽，通過離合鼓9控制捲筒12的迴轉與停止。所述變速箱固定在捲筒12後側底盤11上，通過定位螺栓和底盤11連接，變速箱的箱體可以由鋼板焊接而成也可以通過螺栓連接。變速箱內有一個變擋曲軸和兩個傳動軸，變速曲軸外側連接變速手柄，主動軸2外側連接皮帶輪I用以接收輸入動力，傳動軸5和捲筒齒輪14連接用以將動力傳輸給捲筒12，傳動軸5和箱體間通過軸承連接；主動軸2上裝有一個滑動齒輪組，通過和傳動軸5上的三個不同大小齒輪嚙合實現改變轉速的作用；在變速曲軸的外側安裝有一個定位裝置，其作用是當變速箱處在某一擋位時防止齒輪串動掉擋。在變速箱內應加注一定量的潤滑油或潤滑脂，防止齒輪及軸承長時間轉動損壞；由於本發明為了減少鑽機的體積沒有設置變速箱離合器，要求操作人員在實現變擋操作時要按照要求操作，防止變速箱齒輪損壞。所述操作手柄與底盤11通過穿孔軸連接，其中，操作離合手柄7直接連接離合鼓9內的摩擦片，通過離合手柄7的拉緊與鬆開控制捲筒12的迴轉與停止；剎車手柄8通過拉杆與捲筒的制動帶連接，當捲筒鋼絲繩上裝有重物時，可以通過剎車手柄8控制重物的下落與停止。考慮到操作人員需要長時間進行重複工作，結合人機特性的原理，將離合手柄7與剎車手柄8設置在同一側位置並增加手柄的長度，給操作人員較舒適的操作空間，減少勞動強度。該衝擊鑽機的傳動部分採用一個與離合手柄7連接的鼓式摩擦離合片與捲筒傳動輪實現，通過拉動離合手柄7帶動離合片和傳動輪5結合，帶動捲筒12旋轉；鬆開離合手柄7，捲筒12停止轉動。為了保證離合鼓9的正常工作，在離合鼓9內側設置六組可調節間隙的頂絲和拉力彈簧。該機械傳動部分和傳統的行星齒輪傳動相比較具有體積小、重量輕的優點，但需要經常對離合鼓部分進行維護保養。該衝擊鑽機的捲筒12通過傳動軸、捲筒齒輪和變速箱連接，在捲筒12側壁設有卡緊鋼絲繩的卡槽裝置。纏繞鋼絲繩的容量大，常用的0 15mm鋼絲繩，在捲筒內能容納110—150米，捲筒12工作時鋼絲繩的線速度分別可達124米/分、85米/分、24米/分，能滿足不同情況下鑽進的需要。在捲筒12兩側設有和鑽架連接的縮緊裝置，能夠和三角鑽架、四角鑽架配合使用。本實用新型的衝擊鑽機和傳統的鑽機比較，其優點是:1、設備體積小、重量輕，便於移動。2、該設備提升鑽具時瞬間提升力較大，能滿足鑽孔塌孔、埋鑽時處理事故的需要。
3、該設備結構性強，便於司鑽人員操作，能有效降低勞動強度。需要注意的是:1.該設備為了減小體積未配備變速箱離合裝置，在進行換擋操縱時，需要先降低動力機轉速。2.變速箱齒輪及軸承需要經常進行加注潤滑油保養。3.離合摩擦片屬於易損部件，使用時需要經常檢查並定期更換。
權利要求1.一種適合海域複雜條件下施工的衝擊鑽機，其特徵是:該衝擊鑽機包括有底盤(11)、手動變速箱、操作手柄及捲筒部分，手動變速箱、操作手柄及捲筒均固定在底盤(11)上，形成衝擊鑽機整體； 所述手動變速箱部分包括有傳動皮帶輪(I)、主動軸(2)、掛擋曲軸(3)，所述傳動皮帶輪(I)連接在變速箱的主動軸(2)上，在主動軸(2)上設有三聯齒輪(4)，所述掛擋曲軸(3)上安裝有轉動手輪(6)、換擋撥叉(16)，轉動手輪(6)帶動掛擋曲軸(3)上的換擋撥叉(16)能夠帶動主動軸(2)上的三聯齒輪(4)橫向水平運動； 所述捲筒部分包括有傳動軸(5)、捲筒(12)、捲筒軸(13)、捲筒齒輪(14)，所述傳動軸(5)上設有三個齒輪，並能夠分別與所述三聯齒輪(4)相嚙合，捲筒軸(13)上設有捲筒齒輪(14)，捲筒軸(13)外周套有捲筒(12)，所述傳動軸(5)上部與捲筒齒輪(14)相嚙合，將不同的轉速傳到捲筒齒輪(14)，帶動與捲筒齒輪(14)連接的捲筒軸(13)轉動，捲筒軸(13)的兩端部分別設有與鑽架固定的鎖母(15)； 所述操作手柄部分包括有離合手柄(7)、剎車手柄(8)、離合鼓(9)，所述離合鼓(9)與捲筒軸(13)下部的齒輪相嚙合，離合手柄(7)及剎車手柄(8)通過兩端帶有絲扣的拉杆分別連接在離合鼓(9)內兩個摩擦片上，通過鬆緊拉杆絲扣的位置可調節離合與剎車間隙，拉動離合手柄(7)帶動離合鼓(9)轉動，進而帶動捲筒軸(13)轉動。
2.根據權利要求1所述的適合海域複雜條件下施工的衝擊鑽機，其特徵是:所述離合鼓(9)內設有離合摩擦片與剎車摩擦片，分別與捲筒軸(13)、捲筒(12)相結合，捲筒(9)上設有固定鋼絲繩用的卡槽，通過離合鼓(9)控制捲筒(12)的迴轉與停止。
3.根據權利要求1所述的適合海域複雜條件下施工的衝擊鑽機，其特徵是:該衝擊鑽機的剎車手柄(8)和離合手柄(7)安裝在同一側相鄰位置，剎車手柄(8)和離合手柄(7)的長度均為45 50釐米。
專利摘要本實用新型提供一種能夠在海域複雜條件下進行衝擊結合迴轉鑽進的衝擊鑽機，該衝擊鑽機主要包括變速箱、捲筒及操縱手柄三部分。變速箱通過皮帶輪接受動力機傳輸的動力，經過箱體內不同齒輪的結合可以將三種不同的轉速傳輸到捲筒，經過捲筒帶動鋼絲繩提升、下降，捲筒通過大的直角齒輪和齒輪箱相連，並且捲筒只能單向轉動；操縱手柄可以控制捲筒的捲動和靜止，分為制動手柄和離合手柄，兩個手柄都在捲筒一側。有益效果是該衝擊鑽機體積小，施工時距離鑽孔遠，擴大了操作空間，提高了工作當中的安全係數，在海上波浪較大的複雜作業條件下不影響施工作業；鑽進時衝擊力及提升能力較大，便於處理塌孔、埋鑽等孔內事故；工作效率高，操縱簡便、安全且便於維修，減輕了操作人員的勞動強度。
文檔編號E21B7/12GK203022627SQ201220700770
公開日2013年6月26日 申請日期2012年12月17日 優先權日2012年12月17日
發明者徐小明, 康鴻儒, 趙相收, 譚海軍, 隋國敏, 劉克儉, 焦連強 申請人:中交第一航務工程勘察設計院有限公司