水平定向螺旋钻机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及非开挖铺管设备，具体地说是一种水平定向螺旋钻机，属于工程机械设备技术领域。
【背景技术】
[0002]水平定向钻机是指在不开挖地表表面的条件下，铺设多种地下公用设施(管道、电缆等)的一种施工机械。其主要用于穿越公路、铁路、建筑物、河流，以及在闹市区、文物保护区、农作物和植被保护区等不易开挖的条件下，进行供水、煤气、电力、电讯、天然气、石油、污水排放等管线的铺设或更新。随着国家对环境治理的大力提倡，各种先进环保口号的提出，环境、灾害治理工程的上马以及高效率施工要求，传统非开挖定向铺管钻机通过一遍一遍的回扩导向孔至管线要求后，再回拉管线的工艺已不能满足现如今快速发展的要求。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种水平定向螺旋钻机，其结构合理，顶管扩孔同步进行，无须泥浆水循环，工作效率及施工精度极高，能够大大降低施工成本，缩短施工周期，保障管道的铺设成功率，做到了高效、节能、环保。
[0004]按照本发明提供的技术方案:水平定向螺旋钻机，包括机架、给进机构、动力头、导正支托机构和配套的动力站，其特征在于:
所述机架包括架体、固定支腿、可调支撑和导轨，所述固定支腿安装在架体的前后两端，固定支腿用于顶靠工作坑的前后侧面；所述可调支撑安装在架体的左右两侧，可调支撑用于支撑在工作坑的底面；所述架体两侧设有两条相互平行的导轨，所述给进机构通过导轨支撑并可沿导轨滑动；
所述给进机构包括前顶架、后支撑和给进油缸，所述给进油缸的缸体尾端与前顶架用螺丝固定连接，给进油缸的活塞杆端通过销轴与后支撑铰接；所述前顶架包括顶架体，在顶架体两侧安装有支撑滑动组件，所述支撑滑动组件与所述机架上的导轨配合，使顶架体支撑在导轨上并能沿着导轨滑动；所述后支撑包括后支撑架，在后支撑架两侧安装有支撑锁紧组件，所述支撑锁紧组件与所述机架上的导轨配合，使后支撑架支撑在导轨上并能锁紧固定;
所述顶架体包括前挡板、后挡板、侧板、底板和滑动导杆，所述前挡板与后挡板通过侧板和底板固定连接，所述滑动导杆穿于前挡板和后挡板上的对应安装孔内并用螺母锁紧；所述动力头侧部安装有滑座，所述滑座装配在滑动导杆上；所述动力头与浮动油缸一端连接，所述浮动油缸另一端与顶架体铰接；
所述导正支托机构安装在架体前端，导正支托机构用于给钻具提供导正及支托。
[0005]作为本发明的进一步改进所述动力头包括回转马达、回转减速机、浮动油缸、齿轮箱和主轴接头，所述回转马达与回转减速机连接，所述回转减速机的输出轴与齿轮箱的输入轴连接，所述齿轮箱的输出轴连接主轴接头，所述主轴接头用于连接钻具。
[0006]作为本发明的进一步改进所述支撑滑动组件包括滚轮、内侧耐磨板、下侧耐磨板和下固定座，所述滚轮通过轴承支承安装在轮轴上，所述轮轴固定在顶架体的侧板上，滚轮支撑在导轨的上表面上；所述内侧耐磨板用沉头螺钉固定在顶架体的侧板上，内侧耐磨板外侧面与导轨的内侧面相互贴靠并构成滑动配合；所述下侧耐磨板用沉头螺钉固定在下固定座的顶部，所述下固定座用螺钉固定在顶架体的侧板上，所述下侧耐磨板上表面与导轨的上表面相互贴靠并构成滑动配合。
[0007]作为本发明的进一步改进所述支撑滑动组件还包括顶管盘，所述顶管盘安装在顶架体上。
[0008]作为本发明的进一步改进所述支撑锁紧组件包括油缸座、伸缩油缸、伸缩销轴、上耐磨板、下耐磨板和下固定板，所述油缸座用螺丝固定于后支撑架上，所述伸缩油缸的缸体尾端通过销轴铰接于油缸座上，伸缩油缸的活塞杆端与伸缩销轴铰连，油缸的活塞杆伸缩带动伸缩销轴在后支撑架内伸缩运动，实现后支撑与架体的锁死与松开；所述上耐磨板用沉头螺钉固定在后支撑架侧部，上耐磨板下表面与导轨的上表面相互贴靠并构成滑动配合；所述下耐磨板用沉头螺钉固定在下固定板的顶部，所述下固定板用螺钉固定在后支撑架侧部，所述下耐磨板上表面与导轨的上表面相互贴靠并构成滑动配合。
[0009]作为本发明的进一步改进所述伸缩销轴上设置有指示标志，所述指示标志伸出在后支撑架之外，指示标志可使操作人员直观的观察到伸缩销轴的运动位置情况。
[0010]作为本发明的进一步改进所述伸缩油缸的活塞杆端设有球头，所述伸缩销轴上设有球窝，所述球头置于球窝内用法兰板封住。
[0011]作为本发明的进一步改进所述导正支托机构包括导正内套、导正外套、导正轮和可调拉杆，所述导正内套上端的导向孔圈中安装用于导正钻具的导正轮，导正内套下部插装在导正外套中并可伸缩滑动，所述导正外套用螺丝安装固定在架体上，所述导正内套与导正外套之间通过可调拉杆连接，可调拉杆用于带动导正内套在导正外套内上下滑动。
[0012]作为本发明的进一步改进所述导正支托机构包括固定座，所述固定座固定在机架上，在固定座上安装有两套结构相同、对称布置的支托组件，每套支托组件包括支臂、托轮和可调拉杆，所述支臂下端铰连在固定座上，支臂上端铰连托轮，所述可调拉杆设置在支臂后方，可调拉杆下端铰连在固定座上，可调拉杆上端铰连在托轮上。
[0013]本发明与现有技术相比，具有如下优点:本发明结构设计合理，顶管扩孔同步进行，无须泥浆水循环，工作效率及施工精度极高，能够大大降低施工成本，缩短施工周期，保障管道的铺设成功率，做到了高效、节能、环保。
【附图说明】
[0014]图1为本发明实施例的结构主视图。
[0015]图2为本发明实施例在前顶架处的结构侧视图。
[0016]图3为本发明实施例在后支撑处的结构侧视图。
[0017]图4为另一种导正支托机构的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0019]如图1~图3所示，实施例中的水平定向螺旋钻机主要由机架、给进机构、动力头、导正支托机构和配套的动力站几大部分组成。
[0020]如图1~图3所示，所述机架主要由架体1、固定支腿2、可调支撑3和导轨4组成，所述架体I采用型钢与板件焊接而成，整体刚度比较好，采用对称结构，便于加工制造；所述固定支腿2安装在架体I的前后两端，固定支腿2用于顶靠工作坑的前后侧面；所述可调支撑3安装在架体I的左右两侧，可调支撑3用于支撑在工作坑的底面；所述架体I两侧设有两条相互平行的导轨4，所述给进机构通过导轨4支撑并可沿导轨4滑动。所述导轨4内侧面上加工有两侧对称同心的腰型孔，使给进机构能够完成给进回拉的动作。
[0021]工作时，机架置于工作坑内，通过调节可调支撑3，使架体I达到施工时所需高度的并保持水平；通过调节固定支腿2，使固定支腿2的圆盘稳固顶靠住工作坑的前后侧面，从而使整个机架稳固固定于工作坑内。
[0022]如图1~图3所示，所述给进机构主要由前顶架5、后支撑6和给进油缸7组成，给进油缸7的缸体尾端与前顶架5用螺丝固定连接，给进油缸7的活塞杆端通过销轴与后支撑6铰接。
[0023]如图1~图3所示，所述前顶架5包括顶架体5a，所述顶架体5a包括前挡板5al、后挡板5a2、侧板5a3、底板5a4和滑动导杆5a5，所述前挡板5al与后挡板5a2通过侧板5a3和底板5a4固定连接，所述滑动导杆5a5穿于前挡板5al和后挡板5a2上的对应安装孔内并用螺母锁紧；所述顶架体5a两侧安装有支撑滑动组件，所述支撑滑动组件与所述机架上的导轨4配合，使顶架体5a支撑在导轨4上并能沿着导轨4滑动。本发明实施例中，所述支撑滑动组件主要由滚轮5b、内侧耐磨板5c、下侧耐磨板5d和下固定座5e组成，所述滚轮5b通过轴承支承安装在轮轴上，所述轮轴固定在顶架体5a的侧板5a3上，滚轮5b支撑在导轨4的上表面上；所述内侧耐磨板5c用沉头螺钉固定在顶架体5a的侧板5a3上，内侧耐磨板5c外侧面与导轨4的内侧面相互贴靠并构成滑动配合；所述下侧耐磨板5d用沉头螺钉固定在下固定座5e的顶部，所述下固定座5e用螺钉固定在顶架体5a的侧板5a3上，所述下侧耐磨板5d上表面与导轨4的上表面相互贴靠并构成滑动配合。
[0024]如图1~图3所示，所述后支撑6包括后支撑架6a，在后支撑架6a两侧安装有支撑锁紧组件，所述支撑锁紧组件与所述机架上的导轨4配合，使后支撑架6a支撑在导轨4上并能锁紧固定。本发明实施例中，所述支撑锁紧组件主要由油缸座6b、伸缩油缸6c、伸缩销轴6d、上耐磨板6e、下耐磨板6f和下固定板6g组成，所述油缸座6b用螺丝固定于后支撑架6a上，所述伸缩油缸6c的缸体尾端通过销轴铰接于油缸座6b上，伸缩油缸6c的活塞杆端与伸缩销轴6d铰连，油缸的活塞杆伸缩带动伸缩销轴6d在后支撑架6a内伸缩运动，实现后支撑6与架体I的锁死与松开；所述上耐磨板6e用沉头螺钉固定在后支撑架6a侧部，上耐磨板6e下表面与导轨4的上表面相互贴靠并构成滑动配合；所述下耐磨板6f用沉头螺钉固定在下固定板6g的顶部，所述下固定板6g用螺钉固定在后支撑架6a侧部，所述下耐磨板6f上表面与导轨4的上表面相互贴靠并构成滑动配合。另外，所述伸缩销轴6d上设置有指示标志6h，所述指示标志6h伸出在后支撑架6a之外，指示标志6h可使操作人员直观的观察到伸缩销轴6d的运动位置情况。
[0025]本实施例中，伸缩油缸6c的活塞杆端与伸缩销轴6d铰连的方式如下:所述伸缩油缸6c的活塞杆端设有球头，所述伸缩销轴6d上设有球窝，所述球头置于球窝内用法兰板封住。
[0026]工作时，当后支撑6锁死于架体I时，给进油缸7的活塞杆伸缩带动前顶架5前进与回拉；当后支撑6与架体I松开时，给进油缸7的活塞杆伸缩带动后支撑6前移或后移，实现行程阶的更换，从而实现了给进回拉动作。
[0027]如图1所示，所述动力头采用整体封闭齿轮箱10体式结构，动力头主要由回转马达8、回转减速机9、齿轮箱10和主轴接头11组成，所述回转马达8与回转减速机9连接，所述回转减速机9的输出轴与齿轮箱10的输入轴连接，所述齿轮箱10的输出轴连接主轴接头11，所述主轴接头11用于连接钻具。所述齿轮箱10侧部安装有滑座13，所述滑座13装配在滑动导杆5a5上；所述浮动油缸12的缸体中部设有法兰盘，所述法兰盘用螺丝固定连接在齿轮箱10上，浮动油缸12的活塞杆