移动式抗轴向冲击钻进系统技术方案

移动式抗轴向冲击钻进系统，包括支撑框架，支撑框架顶部沿左右方向设置有导轨，导轨上通过燕尾槽滑动连接结构设置有抗冲击防爆电机，抗冲击防爆电机的主轴朝左设置并同轴连接有钻杆和钻扩孔组件，导轨右端固定设置有限位架，限位架与抗冲击防爆电机右侧之间通过钻进油缸连接，钻进油缸两端分别与限位架和抗冲击防爆电机铰接。本发明专利技术在钻孔的过程中同时进行扩孔，扩孔孔径的大小由钻进所产生的阻力巨大，阻力越大孔径越大，本发明专利技术能够自由移动，在钻孔扩孔过程中可以通过液压驱动的方式定位，提高钻孔过程中的支撑框架的稳定性。另外，本发明专利技术中的抗冲击防爆电机具有良好的抗冲击性能，有助于保护轴承不受损坏，延长使用寿命。

Movable anti axial impact drilling system

System of mobile anti axial impact drill, which comprises a supporting frame, the support frame at the top of the left and right direction guide rails are arranged on the guide rail, through sliding dovetail slot connecting structure is arranged with shock proof motor, explosion-proof motor spindle impact towards the left set and coaxially connected with drill pipe and drill hole assembly, guide rail fixed at the right end of a frame and between the spacing frame and the impact of explosion-proof motor is connected on the right side through drilling drilling cylinder, cylinder with the two ends of a limiting frame and shock proof motor. The present invention also in the process of drilling reaming, reaming diameter produced by drilling the great resistance, resistance is a larger aperture, the invention can move freely, positioning can be driven by hydraulic pressure in the borehole reaming process, improve the stability of the support frame in the course of drilling. In addition, the shock resistant and explosion-proof motor of the invention has good shock resistance performance, and is helpful for protecting the bearing from damage and prolonging service life.

【技术实现步骤摘要】
移动式抗轴向冲击钻进系统
本专利技术属于矿山机械
，具体涉及一种移动式抗轴向冲击钻进系统。
技术介绍
瓦斯抽采技术是矿井瓦斯安全治理的必要保障，受煤层自身因素的影响，安全可靠的瓦斯抽采必须以成孔技术为前提。由于煤层地质条件复杂，在煤层钻孔后会出现孔内坍塌，因此需要进行扩孔，现有的钻孔扩孔钻机一般为固定安装设置，每钻一个孔扩一个孔就需要搬运一次，这样影响施工效率，而且增加工人的劳动强度；扩孔钻头的回转半径均为定值，这在扩孔过程中容易产生卡钻现象，另外，在扩孔过程中，用于驱动钻杆和钻头的电机经常会遭受到非常大的轴向冲击。传统结构的电机，当转子受到轴向冲击力时，其所受的冲击负荷将完全作用到主轴两端与机壳之间的轴承上，由于轴承承受轴向力的能力有限，当冲击负荷超过所应承载能力时，轴承将会受损，电机运行性能下降甚至损坏停机。因此，对于经常受到非常大的轴向冲击负荷的电机就需要对现有电机的结构进行改进，避免轴承受损而使电机无法正常工作。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术中的不足之处，提供一种在煤矿井下移动灵活、在扩孔过程中扩孔避免卡钻、能承受极高轴向冲击负荷驱动电机的移动式抗轴向冲击钻进系统。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：移动式抗轴向冲击钻进系统，包括支撑框架，支撑框架顶部沿左右方向设置有导轨，导轨上通过燕尾槽滑动连接结构设置有抗冲击防爆电机，抗冲击防爆电机的主轴朝左设置并同轴连接有钻杆和钻扩孔组件，导轨右端固定设置有限位架，限位架与抗冲击防爆电机右侧之间通过钻进油缸连接，钻进油缸两端分别与限位架和抗冲击防爆电机铰接；主轴左端沿轴向方向开设有盲孔，钻杆右端伸入并螺纹连接在盲孔内；钻扩孔组件包括连接导筒、头部和杆部，头部的外径大于杆部的外径，头部的左端面沿圆周方向均匀设置有一圈金刚石钻孔刀片，杆部内开设有右端敞口的中心回流腔，杆部左端沿圆周方向以及头部的中心处开设有与中心回流腔连通的回流孔；连接导筒为圆管状结构，连接导筒右端内壁设置有与钻杆左端外壁螺纹连接的内螺纹，连接导筒外壁由右向左依次为第一圆柱段和第二圆柱段，第二圆柱段的外径等于杆部的内径，第一圆柱段的外径等于杆部的外径，第二圆柱段与第一圆柱段的连接处具有环形台阶，第二圆柱段的左部伸入到杆部内，杆部右端与连接导筒外壁之间设置有轴向滑动变径扩孔机构。轴向滑动变径扩孔机构包括压缩弹簧、左连板和右连板，左连板和右连板均设置有两个，第一圆柱段的外壁关于第一圆柱段中心线对称开设有两个安装槽，每个安装槽内均固定设置有一个右连接耳，杆部的右端外壁关于杆部中心线对称固定设置有两个左连接耳，两个右连接耳和两个左连接耳位于同一平面上，右连接耳与右连板右端铰接，左连接耳与左连板左端铰接，同侧的右连板左端与左连板右端铰接，左连板外表面沿左右方向设置有金刚石扩孔刀片，压缩弹簧套装在第二圆柱段上，压缩弹簧左端和右端分别与杆部的右端面和环形台阶顶压配合；连接导筒的第一圆柱段左侧与钻扩孔组件的杆部之间设置有扭矩传递及导向结构。扭矩传递及导向结构包括限位柱，杆部关于中心线对称开设有两道导向孔，导向孔的长度方向与杆部的中心线平行，第一圆柱段沿径向方向开设有与两道导向孔内外对应的螺孔，限位柱螺纹连接在螺孔内，限位柱两端分别位于导向孔内，限位柱的外径与导向孔的宽度相等。支撑框架底部设置有轨道轮，支撑框架中部设置有安装平台，支撑框架内在安装平台下方的左侧和右侧分别设置有液压站和粉尘过滤器，所述的导轨左侧底部铰接在支撑框架左侧顶部，安装平台中部与导轨中部之间通过倾角调节油缸连接，倾角调节油缸上端和下端分别与导轨和安装平台铰接，安装平台右侧设置有防爆抽风机，主轴外设置有与主轴转动连接的旋转密封结构，旋转密封结构内部与盲孔连通，旋转密封结构通过抽风管与防爆抽风机的进风口连接，防爆抽风机的出风口与粉尘过滤器的进口连接，支撑框架的右侧设置有斜撑机构。斜撑结构包括斜撑块、第一斜撑油缸和第二斜撑油缸，支撑框架右侧上部固定设置有安装架，第一斜撑油缸的缸体端部铰接在安装架上，第二斜撑油缸的缸体端部铰接在支撑框架右侧下部，斜撑块呈三棱柱结构，斜撑块沿前后方向水平设置，斜撑块的底面水平设置，第一斜撑油缸的活塞杆端部铰接在斜撑块左侧面的下部，第二斜撑油缸的活塞杆端部铰接在斜撑块左侧面的上部；液压站通过高压油管分别与钻进油缸、倾角调节油缸、第一斜撑油缸和第二斜撑油缸连接。斜撑块的底面上均匀设置有抓地钉，斜撑块的右侧面下部倾斜向右下方设置有斜撑钉。抗冲击防爆电机包括机壳、主轴、定子和转子，定子固定设置在机壳的圆周内壁，机壳的左右两端部均设置有一个轴承室，每个轴承室内均过盈安装有一个轴承，转子固定设置在主轴上，主轴左右两端分别穿过一个轴承的内圈并与轴承内圈间隙配合，主轴表面沿轴向方向开设有两道分别位于一个轴承内侧的导槽，每个轴承的内圈沿轴向方向固定连接有伸入到导槽内的导块，导槽的宽度与导块的宽度相等，导槽的轴向长度大于导块的轴向长度；机壳左端部在左侧的轴承室外设置有左端盖，主轴的左端伸出左端盖，机壳右端部在右侧的轴承室外设置有右端盖，右端盖中部开设有通孔，右端盖右侧同轴向设置有外筒体和内筒体，外筒体左端和内筒体左端通过环形板固定连接，环形板左侧表面与右端盖右侧表面固定连接，内筒体右端固定设有堵板，外筒体内壁和内筒体外壁之间形成环形腔体，外筒体右端固定连接有密封板，外筒体右端面与密封板左侧面之间设有密封环，内筒体左侧敞口，主轴右端同轴向固定连接有柱塞，柱塞滑动连接在内筒体内，柱塞上设置有与内筒体的内壁滑动密封配合的密封套，内筒体上均匀开设有若干将环形腔体和内筒体内部连通的油孔，油孔的内径的1-3mm，环形腔体的小于大于内筒体内部的体积，内筒体和环形腔体内充填有液压油，液压油的体积等于内筒体内部的体积。主轴上设置有卡簧，卡簧与右侧的轴承内圈的右端面接触。内筒体的内部设置有一个抗冲击弹簧，抗冲击弹簧的左端与柱塞的右端固定连接，当液压油无压力以及抗冲击弹簧处于完全伸展状态时，抗冲击弹簧的右端部与堵板接触，同时导块的右端部与导槽的右端部接触。采用上述技术方案，支撑框架底部的轨道轮可沿煤矿井下巷道内铺设的轨道行进，行进到位后，使用跨在轨道两侧的龙门吊将本专利技术吊到轨道外的地面上，人工推到钻孔扩孔位置。操控液压站使第一斜撑油缸和第二斜撑油缸的活塞杆伸长，控制斜撑块接触地面，使斜撑块上的抓地钉和斜撑钉刺入地面，这样就牢牢地将支撑框架固定，抵消在钻进过程产生的后坐力。在钻孔作业前，划好钻孔点后，启动倾角调节油缸使导轨以导轨与支撑框架前侧铰接处为支点旋转，钻进方向调整到位后停止。开始钻进时，将钻扩孔组件直接与主轴的盲孔螺接，启动抗冲击防爆电机后，钻进油缸驱动抗冲击防爆电机沿导轨向左移动，当钻扩孔组件将要全部伸入到钻孔内时，将钻扩孔组件和主轴脱离，钻进油缸驱动抗冲击防爆电机沿导轨向右移动，再把钻杆连接到主轴和钻扩孔组件之间，再启动钻进油缸驱动抗冲击防爆电机沿导轨向左移动，当钻杆将要全部伸入到钻孔内时，将钻杆和主轴脱离，再把下一根钻杆连接上。采用这种方式可以逐渐增加钻进的深度。在钻进过程中，同时要启动防爆抽风机和粉尘过滤器，防爆抽风机将钻扩孔组件处切割的煤渣或煤屑依次由钻扩孔组件左端的排渣孔进入到钻扩孔组件和钻杆内的中心通道，再经本文档来自技高网...

【技术保护点】
移动式抗轴向冲击钻进系统，其特征在于：包括支撑框架，支撑框架顶部沿左右方向设置有导轨，导轨上通过燕尾槽滑动连接结构设置有抗冲击防爆电机，抗冲击防爆电机的主轴朝左设置并同轴连接有钻杆和钻扩孔组件，导轨右端固定设置有限位架，限位架与抗冲击防爆电机右侧之间通过钻进油缸连接，钻进油缸两端分别与限位架和抗冲击防爆电机铰接；主轴左端沿轴向方向开设有盲孔，钻杆右端伸入并螺纹连接在盲孔内；钻扩孔组件包括连接导筒、头部和杆部，头部的外径大于杆部的外径，头部的左端面沿圆周方向均匀设置有一圈金刚石钻孔刀片，杆部内开设有右端敞口的中心回流腔，杆部左端沿圆周方向以及头部的中心处开设有与中心回流腔连通的回流孔；连接导筒为圆管状结构，连接导筒右端内壁设置有与钻杆左端外壁螺纹连接的内螺纹，连接导筒外壁由右向左依次为第一圆柱段和第二圆柱段，第二圆柱段的外径等于杆部的内径，第一圆柱段的外径等于杆部的外径，第二圆柱段与第一圆柱段的连接处具有环形台阶，第二圆柱段的左部伸入到杆部内，杆部右端与连接导筒外壁之间设置有轴向滑动变径扩孔机构。

【技术特征摘要】
1.移动式抗轴向冲击钻进系统，其特征在于：包括支撑框架，支撑框架顶部沿左右方向设置有导轨，导轨上通过燕尾槽滑动连接结构设置有抗冲击防爆电机，抗冲击防爆电机的主轴朝左设置并同轴连接有钻杆和钻扩孔组件，导轨右端固定设置有限位架，限位架与抗冲击防爆电机右侧之间通过钻进油缸连接，钻进油缸两端分别与限位架和抗冲击防爆电机铰接；主轴左端沿轴向方向开设有盲孔，钻杆右端伸入并螺纹连接在盲孔内；钻扩孔组件包括连接导筒、头部和杆部，头部的外径大于杆部的外径，头部的左端面沿圆周方向均匀设置有一圈金刚石钻孔刀片，杆部内开设有右端敞口的中心回流腔，杆部左端沿圆周方向以及头部的中心处开设有与中心回流腔连通的回流孔；连接导筒为圆管状结构，连接导筒右端内壁设置有与钻杆左端外壁螺纹连接的内螺纹，连接导筒外壁由右向左依次为第一圆柱段和第二圆柱段，第二圆柱段的外径等于杆部的内径，第一圆柱段的外径等于杆部的外径，第二圆柱段与第一圆柱段的连接处具有环形台阶，第二圆柱段的左部伸入到杆部内，杆部右端与连接导筒外壁之间设置有轴向滑动变径扩孔机构。2.根据权利要求1所述的移动式抗轴向冲击钻进系统，其特征在于：轴向滑动变径扩孔机构包括压缩弹簧、左连板和右连板，左连板和右连板均设置有两个，第一圆柱段的外壁关于第一圆柱段中心线对称开设有两个安装槽，每个安装槽内均固定设置有一个右连接耳，杆部的右端外壁关于杆部中心线对称固定设置有两个左连接耳，两个右连接耳和两个左连接耳位于同一平面上，右连接耳与右连板右端铰接，左连接耳与左连板左端铰接，同侧的右连板左端与左连板右端铰接，左连板外表面沿左右方向设置有金刚石扩孔刀片，压缩弹簧套装在第二圆柱段上，压缩弹簧左端和右端分别与杆部的右端面和环形台阶顶压配合；连接导筒的第一圆柱段左侧与钻扩孔组件的杆部之间设置有扭矩传递及导向结构。3.根据权利要求2所述的移动式抗轴向冲击钻进系统，其特征在于：扭矩传递及导向结构包括限位柱，杆部关于中心线对称开设有两道导向孔，导向孔的长度方向与杆部的中心线平行，第一圆柱段沿径向方向开设有与两道导向孔内外对应的螺孔，限位柱螺纹连接在螺孔内，限位柱两端分别位于导向孔内，限位柱的外径与导向孔的宽度相等。4.根据权利要求1所述的移动式抗轴向冲击钻进系统，其特征在于：支撑框架底部设置有轨道轮，支撑框架中部设置有安装平台，支撑框架内在安装平台下方的左侧和右侧分别设置有液压站和粉尘过滤器，所述的导轨左侧底部通过铰接在支撑框架左侧顶部，安装平台中部与导轨中部之间通过倾角调节油缸连接，倾角调节油缸上端和下端分别与导轨和安装平台铰接，安装平台右侧设置有防爆抽风机，主轴外设置有与主轴转动连接的旋转密封结构，旋转密封结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐杰，
申请(专利权)人：唐杰，
类型：发明
国别省市：河南,41