一種用於鑽機給進機構的多級等推力套筒油缸的製作方法
2023-12-10 01:12:21
專利名稱：一種用於鑽機給進機構的多級等推力套筒油缸的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鑽機，特別涉及一種鑽機的給進機構。
背景技術：
長久以來，鑽機的給進機構通常採用以下兩種方案雙作用單出杆油缸直給機構和油缸鏈條給進機構。如圖5所示，所述雙作用單出杆油缸直給機構，其活塞杆B固定，缸筒A連接動力頭C並帶動其移動。該種傳動方式最直接，目前為大多數巖心鑽機所採用，但其缺點具體如下A. 「軸向最大佔用空間L2/軸向安裝空間Li」比過大。缸筒移動時尾端會伸出鑽機尾部，活動時佔用了油缸安裝空間以外的空間，佔用空間隨著行程S增大，約為油缸長度兩倍，為此不得不設置固定式或摺疊式的防護罩，使鑽機長度增大，在狹小施工場地特別是坑道中多有不便。一般來講，這個比值L2/L1 2;B. 「行程S/軸向最大佔用空間L2」比過小。一般來講，雙作用單出杆油缸的S/ L2 ^ 1/2，即需要多大行程，油缸的最小長度就要做成多大，再加上缸頭缸尾及緩衝等結構，油缸的最小長度就只會長不會短。C.因為是單出杆，所以活塞兩側的有效面積不等，導致在相同的壓力下，油缸的給進力與回拉力不等，為了使二者相同，設計者不得不增加控制油路，使油路設計變得複雜。而所述油缸鏈條給進機構，及其倍力或倍速機構，除繼承了如上雙作用單出杆油缸直給機構的缺點外，又增加了以下缺點A.因增加鏈條(滾子鏈或起重鏈)及鏈輪(或槽輪)等，使傳動環節變複雜。B.增加了鏈輪及鏈條等摩擦副，降低了傳動效率。
實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種用於鑽機給進機構的多級等推力套筒油缸，其可以在軸向最大佔用空間一定的情況下，提供動力頭更大的行程。根據本實用新型的一個方面，提供了一種用於鑽機給進機構的多級等推力套筒油缸，包括一活塞杆；多級套筒油缸，同軸套置於所述活塞杆上，每一級油缸中的活塞固定在其所套置的那一級油缸的套筒或所述活塞杆的中部外側，所述鑽機的動力頭固定在最外側那一級油缸的套筒上，每一級油缸中的活塞與該級套筒為可相對軸向滑動。其中，所述各級油缸的套筒內部空腔被該級油缸的活塞分為左腔和右腔，左腔和右腔分別設有油口，所述各級油缸的左腔油口同步進油或者所述各級油缸的右腔油口同步進油。根據本實用新型的一個實施例，所述活塞杆內部中空，對稱地形成左右兩個盲孔， 活塞杆的左右兩頭設有油口，分別與左右盲孔連通，所述盲孔的末端分別設置第一橫向油孔和第二橫向油孔，第一橫向油孔與套置在所述活塞杆上的第一級油缸左腔連通，第二橫向油孔與第一級油缸右腔連通。所述多級套筒油缸優選為兩級套筒油缸。本實用新型的有益效果主要體現在本實用新型可施用於如巖心鑽機、水井鑽機、錨固鑽機等結構的鑽塔或桅杆上，用以驅動動力頭沿鑽進軸線進行運動，並利用此技術控制鑽進與提升時通過動力頭施加到鑽杆上的出力。本實用新型的鑽機給進機構的多級等推力套筒油缸，採用「整體式雙出頭中空活塞杆」通貫油缸全長，並作為油缸的安裝座，缸筒帶動動力頭移動時其活動範圍包含在安裝空間裡，不額外佔用空間；由於為多級結構，所以在與現有技術的雙作用單出杆油缸直給機構相同的行程下，其活動範圍更小，亦即其「軸向最大佔用空間L2/軸向安裝空間Li」比大大縮小，本油缸的這種結構會使這個比值L2/L1 = 1。本實用新型的鑽機給進機構的多級等推力套筒油缸，其油缸級數越多，行程S越接近於軸向最大佔用空間L2，在軸向最大佔用空間L2 —定的情況下，提供動力頭的可用行程S越大。本實用新型的鑽機給進機構的多級等推力套筒油缸，其第一級缸的左腔與右腔截面積相等，第二級缸的左腔與右腔截面積相等，使得左邊和右邊的總計液壓作用面積相等， 從而實現了等推力。
圖1是本實用新型的多級等推力套筒油缸的整體結構示意圖；圖2是本實用新型的多級等推力套筒油缸的剖面結構示意圖；圖3是本實用新型的多級等推力套筒油缸中第二級油缸的油路示意圖；圖4是本實用新型的多級等推力套筒油缸的運動示意圖；圖5是現有技術的結構圖。
具體實施方式
以下結合附圖詳細說明本實用新型的具體實施方式
。如圖1至圖3所示，本實用新型的用於鑽機給進機構的多級等推力套筒油缸包括活塞杆1、第一級油缸2、第二級油缸3和固定座4。第一級油缸2包括第一級套筒21，其內部空腔被第一級活塞22分為第一級油缸左腔23和第一級油缸右腔M。第一級活塞22與第一級套筒21可相對進行軸向滑動。第二級油缸3包括第二級套筒31，其內部空腔被第二級活塞32分為第二級油缸左腔33和第二級油缸右腔34。第二級活塞32固定安裝在第一級套筒21的中部外側。第二級活塞32與第二級套筒31可相對進行軸向滑動。第二級套筒31上設有第二級油缸左腔油口 35，其與第二級油缸左腔33連接，還設有第二級油缸右腔油口 36，其與第二級油缸右腔；34連接。活塞杆1為整體式雙出頭中空活塞杆，其內部中空，對稱地形成左右兩個盲孔11。 活塞杆1的左右兩頭分別設有油口 15、16，左側油口 15與左側盲孔11連通，右側油口 16與右側盲孔11連通。第一級活塞22固定安裝在活塞杆1中部外側，所述盲孔11的末端直達第一級活塞22安裝位置處。在左右盲孔11的末端分別設置第一橫向油孔13和第二橫向油孔14。第一橫向油孔13使左側盲孔11與第一級油缸左腔23連通，第二橫向油孔14使右側盲孔11與第一級油缸右腔M連通。當固定在固定座4上的動力頭需要左移時，可以使活塞杆1的油口 15和第二級油缸左腔油口 35同步進油。從油口 15進入的油液經由左側盲孔11、第一橫向油孔13進入第一級油缸左腔23，使得第一級套筒21相對於活塞杆1向左滑動，直至第一級套筒21的右端抵在第一級活塞22上。從第二級油缸左腔油口 35進入的油液進入第二級油缸左腔33，使得第二級套筒31相對於第一級套筒21軸向向左滑動，直至第二級套筒31的右端抵在第二級活塞32上。如此可使動力頭移動到其行程的最左側，如圖4上側所示。當固定在固定座4上的動力頭需要右移時，可以使活塞杆1的油口 16和第二級油缸右腔油口 36同步進油。從油口 16進入的油液經由右側盲孔11、第二橫向油孔14進入第一級油缸右腔24，使得第一級套筒21相對於活塞杆1向右滑動，直至第一級套筒21的右端抵在第一級活塞22上。從第二級油缸右腔油口 36進入的油液進入第二級油缸右腔34，使得第二級套筒31相對於第一級套筒21軸向向右滑動，直至第二級套筒31的右端抵在第二級活塞32上。如此可使動力頭移動到其行程的最右側，如圖4下側所示。上面是以兩級油缸為例進行的說明，實際應用中當然還可以採用更多級油缸來實現。如圖4所示，動力頭的行程S計算公式可表達如下S = (l-l/2n)L2其中，整體式雙出頭中空活塞杆1通貫油缸全長，作為油缸的安裝座限定了安裝空間，由此，軸向安裝空間Ll與軸向最大佔用空間L2相等，即Ll = L2 ；η表示油缸級數。貝U「行程S/軸向最大佔用空間L2」的比值λ可表達為λ = S/L2 = 1-1/2η若對η分別取1、2、3後試算λ如下
權利要求1.一種用於鑽機給進機構的多級等推力套筒油缸，其特徵在於，包括一活塞杆；多級套筒油缸，同軸套置於所述活塞杆上，每一級油缸中的活塞固定在其所套置的那一級油缸的套筒或所述活塞杆的中部外側，所述鑽機的動力頭固定在最外側那一級油缸的套筒上，每一級油缸中的活塞與該級套筒為可相對軸向滑動。
2.根據權利要求1所述的用於鑽機給進機構的多級等推力套筒油缸，其特徵在於，所述各級油缸的套筒內部空腔被該級油缸的活塞分為左腔和右腔，左腔和右腔分別設有油口，所述各級油缸的左腔油口同步進油或者所述各級油缸的右腔油口同步進油。
3.根據權利要求2所述的用於鑽機給進機構的多級等推力套筒油缸，其特徵在於，所述活塞杆內部中空，對稱地形成左右兩個盲孔，活塞杆的左右兩頭設有油口，分別與左右盲孔連通，所述盲孔的末端分別設置第一橫向油孔和第二橫向油孔，第一橫向油孔與套置在所述活塞杆上的第一級油缸左腔連通，第二橫向油孔與第一級油缸右腔連通。
4.根據權利要求1至3中任意一個權利要求所述的用於鑽機給進機構的多級等推力套筒油缸，其特徵在於，所述多級套筒油缸為兩級套筒油缸。
專利摘要本實用新型提供一種用於鑽機給進機構的多級等推力套筒油缸，包括一活塞杆；多級套筒油缸，同軸套置於所述活塞杆上，每一級油缸中的活塞固定在其所套置的那一級油缸的套筒或所述活塞杆的中部外側，所述鑽機的動力頭固定在最外側那一級油缸的套筒上，每一級油缸中的活塞與該級套筒為可相對軸向滑動。本實用新型的多級等推力套筒油缸可以在軸向最大佔用空間一定的情況下，提供動力頭更大的行程。
文檔編號E21B19/08GK202220567SQ201120327248
公開日2012年5月16日 申請日期2011年9月2日 優先權日2011年9月2日
發明者張向鋒, 張小三, 李立明, 梁有誠 申請人:北京天和眾邦勘探技術股份有限公司