一种防坠式双立柱谐波升降钻机

1.本发明涉及煤矿钻机技术领域，尤其涉及一种防坠式双立柱谐波升降钻机。


背景技术：

2.现有的钻机多为一体化结构，主要由泵站、操纵台、机架、底架、夹持器、立柱、钻具等组成，其结构较为笨重，整体尺寸较大，在狭窄的矿道内运行稳定性较差，其钻杆需根据施工要求而长度不一，其长度可根据需要进行调整，采用多节杆管层层相套并卡接的方式。由于在工作过程中，钻杆同时会承受剪切、扭转、加压等复合应力，所以在施工过程中，由于操作者操作不当或者制造中质量缺陷，导致施工过程中最里面一节杆（即芯节杆）下端经常出现断裂现象，导致方头部位掉入桩孔内，打捞非常困难，有时甚至无法打捞而影响整个工程的施工。因此亟需一种防坠式双立柱谐波升降钻机。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服上述不足，提供一种防坠式双立柱谐波升降钻机，提高钻机整体稳定性，防坠提高安全性。
4.本发明的目的是这样实现的：一种防坠式双立柱谐波升降钻机，它包括主机机体、工作机构、谐波减速装置、第一立柱、第二立柱、钻杆防坠器、支撑装置和电泵转换箱，所述主机机体的两侧固定有履带行走装置，履带行走装置与地面接触，用于移动主机机体；所述主机机体的上方设有第一立柱和第二立柱，第一立柱和第二立柱的前侧设置工作机构，后侧设置电泵转换箱；所述第一立柱和第二立柱之间设置支撑箱体，所述支撑箱体靠近工作机构的前侧设置垂直回转减速器，并通过垂直回转减速器连接工作机构，所述支撑箱体靠近电泵转换箱的后侧连接谐波减速装置；所述主机机体包括主机机架，所述主机机架上设有一块安装板，安装板上依次设有电泵转换箱、第一立柱、第二立柱和工作机构；所述工作机构包括滑架总成、滑动导杆、推进油缸和动力头，所述滑动导杆上设有动力头，所述动力头通过液压夹持器夹持钻杆，所述滑架总成的前端设有钻杆防坠器，所述钻杆防坠器与动力头在同一水平线；所述钻杆防坠器包括壳体，所述壳体呈圆环形柱体结构，所述壳体的顶端设有预紧盘，底端设有导向环，所述预紧盘内设有蝶形弹簧，所述预紧盘的下方设有锥卡片，蝶形弹簧通过预紧盘对锥卡片预紧，所述锥卡片的下方设有活塞，活塞推动锥卡片向上移动。
5.进一步地，所述谐波减速装置包括支撑箱体、齿条和谐波减速器，所述支撑箱体设置在第一立柱和第二立柱之间，所述第一立柱的外壁设有一条平键式齿条，平键式齿条上连接谐波减速器。
6.进一步地，所述支撑箱体的下方连接水平回转减速器，水平回转减速器通过带动支撑箱体从而带动工作机构。
7.进一步地，所述锥卡片的内壁设有多个圆柱弹簧。
8.进一步地，所述滑架总成上平行设置推进油缸和补偿油缸，所述推进油缸连接滑动导杆，补偿油缸连接补偿滑轨，所述补偿滑轨连接垂直回转减速器。
9.进一步地，所述滑架总成的底端设有支撑装置，所述支撑装置与动力头在同一水平线。
10.进一步地，所述支撑装置包括上下设置并铰接的支撑座和接管连接座。
11.进一步地，所述接管连接座的顶端和支撑座的相对应位置均设有轴孔，轴孔对齐后插入支撑轴实现铰接。
12.进一步地，所述支撑座的轴孔的下方设有围绕该销轴孔轴向均布的多个销轴孔，所述接管连接座的轴孔的下方设有与支撑座的销轴孔对应的销轴孔，调整接管连接座到需要的角度后，两者的其中一对销轴孔对齐，然后插入旋转销轴固定。
13.进一步地，所述电泵转换箱的顶面设有一个检查接线窗口。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）本发明的钻杆防坠器通过活塞推动锥卡片实现对钻杆的抱紧，达到全面的钻杆防坠效果，提高了本钻机的操作安全性能。
15.（2）本发明采用谐波减速器带动齿轮齿条，实现垂直上下移动，更安全可靠，运行更加平稳，解决了大体积重量型钻机操作时带来的抖动和不平稳问题。
16.（3）本发明的推进架后端设置摆角可调式支撑装置，随着瓦斯抽放空直径加大钻探设备的扭矩提升，对设备的稳定要求更高，由于煤矿条件影响对设备的支撑点有所限制，本发明在推进架的后端设置辅助支撑，且摆角可调，从而稳定钻孔设备。
附图说明
17.图1为本发明的结构示意图。
18.图2为本发明的另一角度的结构示意图。
19.图3为本发明的主视图。
20.图4为本发明的俯视图。
21.图5为本发明的钻杆防坠器的剖视图。
22.图6为本发明的谐波减速装置的结构示意图。
23.图7为本发明的谐波减速装置的俯视图。
24.图8为本发明的支撑装置的剖视图。
25.图9为本发明的支撑装置的调整摆角的状态示意图。
26.其中：主机机体1、安装板1.1、工作机构2、滑架总成2.1、动力头2.2、液压夹持器2.3、谐波减速装置3、支撑箱体3.1、齿条3.2、谐波减速器3.3、第一立柱4.1、第二立柱4.2、钻杆防坠器5、壳体5.1、锥卡片5.2、预紧盘5.3、蝶形弹簧5.4、活塞5.5、圆柱弹簧5.6、导向环5.7、支撑装置6、支撑座6.1、支撑轴6.2、旋转销轴6.3、接管连接座6.4、水平回转减速器7.1、垂直回转减速器7.2、履带行走装置8、电泵转换箱9、检查接线窗口9.1。
具体实施方式
27.为更好地理解本发明的技术方案，以下将结合相关图示作详细说明。应理解，以下
具体实施例并非用以限制本发明的技术方案的具体实施态样，其仅为本发明技术方案可采用的实施态样。需先说明，本文关于各组件位置关系的表述，如a部件位于b部件上方，其系基于图示中各组件相对位置的表述，并非用以限制各组件的实际位置关系。
28.实施例1：参见图1-图9，图1绘制了一种防坠式双立柱谐波升降钻机的结构示意图。如图所示，本发明的一种防坠式双立柱谐波升降钻机，它包括主机机体1、工作机构2、谐波减速装置3、第一立柱4.1、第二立柱4.2、钻杆防坠器5、支撑装置6和电泵转换箱9，所述主机机体1的两侧固定有履带行走装置8，履带行走装置8与地面接触，用于移动主机机体1；所述主机机体1上方设有第一立柱4.1和第二立柱4.2，第一立柱4.1和第二立柱4.2的前侧设置工作机构2，后侧设置电泵转换箱9，所述工作机构2用于推进钻杆，电泵转换箱9用于液压传动。
29.所述第一立柱4.1和第二立柱4.2之间设置支撑箱体3.1，所述支撑箱体3.1的靠近工作机构的前侧设置垂直回转减速器7.2，并通过垂直回转减速器7.2连接工作机构2，所述支撑箱体3.1的靠近电泵转换箱9的后侧连接谐波减速装置3。
30.所述主机机体1包括主机机架，所述主机机架上设有一块安装板1.1，安装板1.1上依次设有电泵转换箱9、第一立柱4.1、第二立柱4.2和工作机构2。
31.所述工作机构2包括滑架总成2.1、滑动导杆、推进油缸和动力头2.2，所述滑架总成2.1上平行设置推进油缸和补偿油缸，所述推进油缸连接滑动导杆2.2，补偿油缸连接补偿滑轨，所述补偿滑轨连接垂直回转减速器7.2；所述推进油缸的外壁设有链轮链条，链条连接补偿油缸；所述滑动导杆上设有动力头2.2，所述动力头2.2通过液压夹持器2.3夹持钻杆，所述滑架总成2.1的前端设有钻杆防坠器5，底端设有支撑装置6，所述钻杆防坠器5、支撑装置6与动力头2.2在同一水平线。
32.所述推进油缸2.3和链条组合的行程倍增机构的使动力组件能快速前后移动，以便装卸钻杆实现钻杆的钻进和后退，补偿油缸在钻同一水平位置或垂直位置孔时起补偿作用。
33.所述谐波减速装置3包括支撑箱体3.1、齿条3.2和谐波减速器3.3，所述支撑箱体3.1设置在第一立柱4.1和第二立柱4.2之间，所述第一立柱4.1的外壁设有一条平键式齿条3.2，平键式齿条3.2上连接谐波减速器3.3，所述支撑箱体3.1的下方连接水平回转减速器7.1，水平回转减速器7.1通过带动支撑箱体3.1从而带动工作机构2。
34.所述钻杆防坠器5包括壳体5.1，所述壳体5.1呈圆环形柱体结构，所述壳体5.1的顶端设有预紧盘5.3，底端设有导向环5.7，所述预紧盘5.3内设有蝶形弹簧5.4，所述预紧盘5.3的下方设有锥卡片5.2，蝶形弹簧5.4通过预紧盘5.3对锥卡片5.2预紧，所述锥卡片5.2的下方设有活塞5.5，活塞5.5推动锥卡片5.2向上移动；所述锥卡片5.2的内壁设有多个圆柱弹簧5.6。
35.所述支撑装置6包括上下设置并铰接的支撑座6.1和接管连接座6.4，所述接管连接座6.4的上部呈三角形，下部呈方形，所述支撑座6.1的下部呈半圆形；所述接管连接座6.4的顶端和支撑座6.1的相对应位置均设有轴孔，轴孔对齐后插入支撑轴6.2实现铰接，所述支撑座6.1的轴孔的下方设有围绕该销轴孔轴向均布的多个销轴孔，所述接管连接座6.4的轴孔的下方设有与支撑座6.1的销轴孔对应的销轴孔，调整接管连接座6.4到需要的角度后，两者的其中一对销轴孔对齐，然后插入旋转销轴6.3固定。
36.所述履带行走装置8包括对称设置在主机机架1.1两侧的左履带行走部和右履带行走部，所述主机机架1.1的左侧通过左履带连接架连接左履带行走部，右侧通过右履带连接架连接右履带行走部；所述左履带行走部包括密封履带总成、一个引导轮、一个链轮、履带架、张紧缓冲装置和五个支重轮，密封履带总成包括由高强度合金钢制造的组合式密封履带链，履带链套设在前后设置的链轮和引导轮上，引导轮连接履带架，履带架上设有张紧缓冲装置，履带架的下方连接五个支重轮，所述链轮连接行走马达，通过行走马达驱动链轮，从而实现履带链的行走。
37.所述电泵转换箱9的顶面设有一个检查接线窗口9.1。
38.工作原理：谐波减速器的下部增加回转减速器实现水平全方位旋转，适用多方位勘探钻孔作业，与垂直方向回转减速器配合基本实现全方位钻孔。
39.液压油缸升降改用谐波减速器带动齿轮齿条，实现垂直上下移动，原先液压自锁改用谐波减速器机械自锁，更安全可靠，油管泄漏仍能位置固定；液压缸由于液压油可压缩性存在一定抖动，齿轮齿条移动上下移动更平稳；油缸升降受油缸行程限制范围，而谐波减速器的齿条范围可任意增减，不限制行程。
40.钻杆防坠器的蝶形弹簧通过预紧盘对锥卡片预紧，停机时钻杆始终处于加紧状态，钻杆与锥卡片受摩擦力影响带动锥卡片向下滑动的同时向内挤压，钻杆越抱越紧，活塞进油推动锥卡片向上移动，锥卡片受内部圆柱弹簧弹力向外扩张（打开液压油口与夹持器打开口相连）锥卡片上下移动，锥面导向实现加紧；即锥卡片可上下移动，活塞负责锥卡片向上移动，卡片打开，钻杆越往下掉会被越夹越紧，从而实现钻杆完全防坠效果。
41.支撑装置的连接座连接顶管，可左右或上下调整角度，旋转销轴固定不同位置，从而进一步稳定钻孔设备。
42.以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。