专利名称：新型液压锚杆钻机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种煤矿井巷锚杆支护工程施工的机械。具体涉及一种液压锚杆钻机。是一种液压传动旋转式专用钻孔设备。属矿山机械技术领域。
背景技术：
锚杆钻机主要用于煤巷锚杆支护中钻孔作业，其负载主要有作用于油缸上的岩石抗压力和作用于马达上的岩石抗切削力。由于井下地质条件复杂，顶板破碎程度千差万别，岩石有软有硬，巷道开挖后为使顶板及时得到支护，减少顶板岩石风化破碎，就要求锚杆钻机钻孔速度快。钻孔过程中锚杆钻机应能够根据负载大小调节速度、扭矩、转速等参数。目前，矿山行业普遍使用的钻顶板锚杆孔的锚杆钻机有电动旋转式、液压旋转式、气动旋转式及气动旋转冲击式等。其中液压锚杆钻机的结构为油缸推进旋转式，其旋转切削动力由液压马达提供，钻削的进给由油缸完成，其液压马达及油缸的动力分别由二只液压泵提供。这种锚杆钻机存在如下不足1、由于马达与油缸分别采用单独的液油回路，泵压固定不变，钻孔过程中锚杆钻机不能够根据负载大小调节速度、扭矩、转速等参数，能量利用不合理，系统工作效率低，易损坏钻头和顶弯钻杆。
2、操作机构分散，油液通道多，油液紊流的长度长，液压油在操作机构时能量损失大。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种泵压可随负载变化而变化，能量利用合理，系统效率高的新型液压锚杆钻机。
本实用新型的技术内容是一种新型液压锚杆钻机，包括旋转机头、推进油缸、操纵臂、配流轴和液压油管路，旋转机头和配流轴连接于推进油缸上端部，操纵臂上端与配流轴相连，所述的旋转机头包括液压马达、旋转轴及水室，水室装置于液压马达上端部，旋转轴装置于水室腔体内与液压马达相连，所述的操纵臂包括操纵部件以及与操纵部件相连的马达控制阀和油缸控制阀，油缸控制阀与推进油缸相连，马达控制阀与液压马达相连，其特点是马达控制阀的回油口与油缸控制阀的进油口串联连接，推进油缸进油管路上并联连接一节流旁路，节流旁路上连接一单向节流阀。
装置于操纵臂上的马达控制阀、油缸控制阀和单向节流阀的阀芯集成在一个阀块上，组成一个液压集成阀控制系统。
本实用新型具有如下优点1、采用了马达与油缸串联回路以及旁路节流系统，使泵压可随负载变化而变化，钻孔过程中锚杆钻机能够根据负载大小调节速度、扭矩、转速等参数，能量利用合理，系统效率高。即当外载较小时，马达扭矩小，油缸推进速度快，以提高工作效率；当外载较大时，马达扭矩大、速度低，油缸推进速度慢，以避免损坏钻头和顶弯钻杆。
2、系统效率高。由于操作机构高度集成，节减了油液通道，减少了油液紊流的长度，使液压油在操作机构时能量损失减小。
图1为本实用新型的外形图图2为本实用新型的旋转机头结构示意图图3为本实用新型的推进油缸结构示意图图4为本实用新型的操纵臂结构示意图图5为图4的局部放大图图6为图5中凸轮结构示意图图7为图6的A-A剖示图图8为本实用新型的液压系统原理图。
具体实施方式
如图1，本实用新型为一种液压锚杆钻机。主要由旋转机头2、推进油缸1、操纵臂6、配流轴5、护圈3、液压油管路4和液压系统等组成。旋转机头2和配流轴5用螺钉连接于推进油缸1上端部，联成一个整体，护圈3套装于旋转机头2底部。操纵臂6与配流轴5相连接。
如图2，旋转机头2由液压马达15、旋转轴7及水室13组成。水室13装置于液压马达15上端部，旋转轴7装置于水室13腔体内，旋转轴7上轴向装有机械密封件11、12及轴承10，水室13顶端装有端盖9，端盖9与旋转轴7间轴向设置有防尘圈8。旋转轴7下端通过花键14与液压马达15相联，液压马达的动力通过花键带动旋转轴旋转。旋转轴7上端开设有异形孔16，钻杆插置于异形孔内，钻头装置于钻杆顶端。液压马达旋转带动旋转轴、钻杆及钻杆上的钻头转动，进行切削。
如图3，推进油缸1为三级伸缩油缸，由外缸筒24、外缸盖22、中缸筒25、中缸盖20、内缸筒21、连接板17、中活塞27、内活塞28、顶尖29和提手26组成。中缸筒25置于外缸筒24腔体内，中活塞27连接于中缸筒25下端，内缸筒21置于中缸筒25腔体内，内活塞28连接于内缸筒21下端。内缸筒21和中缸筒25下壁面上均开设有通油孔31、30，连接板17焊接于内缸筒21上端，并与旋转机头2及配流轴5相连接。连接板17上设置有二个油口18、19，一油口19通过油管22与内活塞28相连接；另一油口18直接与内缸筒21内腔相连通。顶尖29和提手26装置于外缸筒24底端。
旋转机头推进时，油液通过油口19、内油管22进入外缸筒内腔下端，推动中活塞及内活塞向上运动，当中活塞移动至与外缸盖接触时中活塞停止运动，而内活塞继续向前运动至与中缸盖相触合，由此带动旋转机头向前移动。旋转机头收缩时，油液经油口18通过内缸筒内腔进入内缸筒与中缸筒之间的空腔内，油液带动内活塞向下移动，当内活塞移动至中缸筒筒壁下部的通油孔30下部时，油液通过该通油孔进入中缸筒与外缸筒之间的空腔内，推动中活塞向下移动，直至中活塞与外缸筒底部接触，完成旋转机头的收缩移动过程。
图4为本实用新型的操纵臂示意图。如图4，它由马达控制阀32、油缸控制阀35、单向节流阀34和操纵机构33组成。马达控制阀32、油缸控制阀35和单向节流阀34的阀芯集成在一个阀块36上，组成一个液压集成阀控制系统。阀块36通过操纵机构33的连接杆与操纵机构连接成一个整体。旋转操纵机构上的把手可以使阀芯产生滑动，来控制油路的启、闭及换向。
如图5，操纵臂其右半部油缸控制阀操纵机构主要由连接管38、牵引杆39、销轴40、曲线槽凸轮43、凸轮箱40、转轴44、轴承47、旋转手把46和固定手把45等组成。牵引杆39插置于连接管38内，其一端与油缸控制阀阀芯37相连，另一端固定销轴41，曲线槽凸轮42置于凸轮箱40内，装置于转轴44一端，转轴8另一端与旋转手把46固定连接，旋转手把46旋装在固定手把45上，固定手把45与凸轮箱40固定连接，轴承47装置在转轴44二端。操纵臂其左半部油缸控制阀操纵机构主要由连接管54、牵引杆53、凸轮52、凸轮箱40、转轴51、轴承48、旋转手把49和固定手把50等组成。牵引杆53插置于连接管54内，其一端与马达控制阀阀芯55相连，另一端与凸轮52相触合，凸轮52置于凸轮箱40内，装置于转轴51一端，转轴51另一端与旋转手把49固定连接，旋转手把49旋装在固定手把50上，固定手把50与凸轮箱4固定连接，轴承48装置在转轴51二端。
如图6，曲线槽凸轮43外侧端面上由内至外开设有曲线凹槽42，销轴41置于曲线凹槽42内。凹槽42由内、中、外三段AB、BC、CD连接而成，内段AB和外段CD为渐开线槽，中间段BC为圆弧槽。转动旋转手把，带动曲线槽凸轮旋转，销轴在凹槽AB段内由B点向A点移动，从而拉动牵引杆运动，推进油缸活塞杆伸出，复位时靠油缸控制阀内的弹簧恢复至BC段(圆弧段)；反向转动旋转手把，销轴在凹槽CD段内由C点向D点移动，从而推动牵引杆运动，推进油缸活塞杆回缩，实现换向的目的。复位时靠油缸控制阀内的弹簧恢复至原位(BC圆弧段)。
如图7，图7为本实用新型的液压系统原理图。由液压站泵56、管路、马达控制阀32、液压马达15、及推进油缸1、及油缸控制阀35、单向节流阀34等组成。液压泵站输出的液压油与马达控制阀进油口通过高压管路连接，马达控制阀的一出油口通过软管与液压马达的进油口相通，液压马达的回油通过管路进入推进油缸控制阀，油缸控制阀上设有二个油口，通过配流轴与推进油缸的二油口相连接。单向节流阀装置于推进油缸的进油管路及系统回油管路之间。
权利要求1.一种新型液压锚杆钻机，包括旋转机头(2)、推进油缸(1)、操纵臂(6)、配流轴(5)和液压油管路(4)，旋转机头(2)和配流轴(5)连接于推进油缸(1)上端部，操纵臂(6)上端与配流轴(5)相连，所述的旋转机头(2)包括液压马达(15)、旋转轴(7)及水室(13)，水室(13)装置于液压马达(15)上端部，旋转轴(7)装置于水室(13)腔体内与液压马达(15)相连，所述的操纵臂(6)包括操纵部件(33)以及与操纵部件(33)相连的马达控制阀(32)和油缸控制阀(35)，油缸控制阀(35)与推进油缸(1)相连，马达控制阀(32)与液压马达(15)相连，其特征在于马达控制阀(32)的回油口与油缸控制阀(35)的进油口串联连接，推进油缸(1)的进油管路上并联连接一节流旁路(44)，节流旁路(44)上连接一单向节流阀(34)。
2.根据权利要求1所述一种新型液压锚杆钻机，其特征在于装置于操纵臂(6)上的马达控制阀(32)、油缸控制阀(35)和单向节流阀(34)的阀芯集成在一个阀块(36)上，组成一个液压集成阀控制系统。
3.根据权利要求1或2所述的一种新型液压锚杆钻机，其特征在于推进油缸(1)为三级伸缩油缸，包括外缸筒(24)、外缸盖(22)、中缸筒(25)、中缸盖(20)、中活塞(27)、内缸筒(21)、内活塞(28)、连接板(17)、顶尖(29)和提手(26)，中缸筒(25)置于外缸筒(24)腔体内，中活塞(27)连接于中缸筒(25)下端，内缸筒(21)置于中缸筒(25)腔体内，内活塞(28)连接于内缸筒(21)下端，内缸筒(21)和中缸筒(25)下壁面上均开设有通油孔(31)、(30)，连接板(17)连接于内缸筒(21)上端，与旋转机头(2)及配流轴(5)相连接，连接板(17)上设置有二个油口(18、19)，一油口(19)通过油管(22)与内活塞(28)相连接，另一油口(18)直接与内缸筒(21)内腔相连通，顶尖(29)和提手(26)装置于外缸筒(24)底端。
4.根据权利要求1所述的一种新型液压锚杆钻机，其特征在于操纵臂(6)的操纵部件(33)包括连接管(38)、牵引杆(39)、销轴(40)、曲线槽凸轮(43)、凸轮箱(40)、转轴(44)、旋转手把(46)和固定手把(45)，牵引杆(39)插置于连接管(38)内，其一端与油缸控制阀阀芯(37)相连，另一端固定销轴(41)，曲线槽凸轮(42)置于凸轮箱(40)内，装置于转轴(44)一端，转轴(8)另一端与旋转手把(46)固定连接，旋转手把(46)旋装在固定手把(45)上，固定手把(45)与凸轮箱(40)固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种新型液压锚杆钻机，其特征在于曲线槽凸轮(43)外侧端面上由内至外开设有曲线凹槽(42)，销轴(41)置于曲线凹槽(42)内。
6.根据权利要求5所述的一种新型液压锚杆钻机，其特征在于曲线凹槽(42)由内、中、外三段(AB、BC、CD)连接而成，内段(AB)和外段(CD)为渐开线槽，中间段(BC)为圆弧槽。
专利摘要本实用新型涉及一种新型液压锚杆钻机，包括旋转机头2、推进油缸1、操纵臂6、配流轴5和液压油管路4，旋转机头2包括液压马达15、旋转轴7及水室13，操纵臂6包括操纵部件33、以及与操纵部件相连的马达控制阀32和油缸控制阀35，其特点是马达控制阀32的回油口与油缸控制阀35的进油口串联连接，推进油缸1的进油管路上并联连接节流旁路44，节流旁路上连接一单向节流阀34。本实用新型的泵压可随负载变化而变化，因此能量利用合理，系统效率高。
文档编号E21D20/00GK2564728SQ02263799
公开日2003年8月6日 申请日期2002年8月16日 优先权日2002年8月16日
发明者刘阳, 黄建忠 申请人:江阴市矿山器材厂