一种基于滚动直线给进机构的钻机的制作方法

1.本实用新型属于钻机技术领域，尤其涉及一种基于滚动直线给进机构的钻机。


背景技术：

2.钻机是在勘探或矿产资源（含固体矿、液体矿、气体矿等）开发中，带动钻具向地下钻进，获取实物地质资料的机械设备，钻机依靠给进机构带动动力头往复运动从而实现钻孔。
3.目前，现有钻机的动力头与导轨之间的配合方式均为滑动连接方式，例如，cn209539287u公开的一种双导轨钻机推进装置，cn213478246u公开的一种基于滚动直线给进机构的钻机双油缸推进机构，上述专利文献中的给进机构虽然具有行程大，适应能力强等优点，但是其也具有摩擦力大、磨损快、刚度低等缺陷，难以满足钻机大承载、高精度、高速度的要求。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种大承载、高精度、高速度的滚动直线给进机构。
5.为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：
6.一种基于滚动直线给进机构的钻机，包括：
7.钻孔单元，包括钻杆以及驱动钻杆转动的动力头；
8.滚动直线给进单元，包括导轨座、导轨和移动件，导轨刚性连接于导轨座上，移动件滚动连接于导轨上；移动件上刚性连接有拖板，动力头刚性连接于拖板；导轨座上还设有用于驱动拖板沿导轨往复移动驱动组件。
9.基于上述方案，本实用新型原理为，移动件与导轨为滚动连接，而滚动连接结构下移动件与导轨之间为线接触或点接触，驱动组件驱动动力头和钻杆往复移动钻孔时，移动件与导轨之间的接触面积小，摩擦力阻力小，从而使动力头能轻易地与导轨间以高精度作直线运动。
10.优选地，移动件上设有滚动体，导轨上设有与滚动体适配的滚道，移动件设置于导轨上且移动件上的滚动体配合于滚道中使移动件可沿导轨移动。
11.优选地，移动件包括滑块，滑块上设有循环通道，循环通道内设有保持架，滚动体依次设置于保持架上。
12.优选地，滚动体为球形滚珠或者圆柱形滚子。
13.优选地，循环通道包括内通道和外通道，内通道和外通道端部连通，内通道设置于滑块内，外通道为开槽结构且其靠近导轨一侧为开槽。
14.优选地，滚道包括支撑滚道和辅助定位滚道，支撑滚道朝向上方，辅助定位滚道朝向下方。
15.优选地，移动件包括滑块，滚动体为转动安装于滑块上的滚轮，滚轮与滚道滚动配合。
16.优选地，移动件上还设有防尘组件和润滑组件。
17.优选地，驱动组件为油缸组件或齿轮齿条传动组件或链传动组件或带传动组件或滚珠丝杠组件。
18.优选地，导轨端部设有限位组件。
19.本方案的有益效果：本方案滚动体与导轨之间为点接触或线接触，可以大幅度减小滚动体与导轨之间的摩擦，提升给进机构的移动顺畅性，满足钻机高速度的要求；而且循环滚动的滚动体能够均匀受力，降低滑块的磨损速率，提升整体寿命；承载能力相比于现有进给机构也有了大幅度提升，能够满足钻机大承载、高精度、高速度的要求。
附图说明
20.图1为本实用新型实施例的示意图；
21.图2为本实用新型滚动直线给进单元的示意图；
22.图3为图2的剖视图；
23.图4为实施例中移动件的示意图；
24.图5为实施例1中移动件的剖视图；
25.图6为实施例1中导轨的示意图；
26.图7为实施例2中移动件的剖视图；
27.图8为实施例3中移动件的剖视图。
28.说明书附图中的附图标记包括：钻孔单元100、动力头101、卡盘102、防尘盖103、导向座104、滚动直线给进单元200、导轨座1、导轨2、拖板3、移动件4、滚轮5、限位组件6、芯轴7、滚道21、支撑滚道211、辅助定位滚道212、滑块41、循环通道42、内通道421、外通道422、滚动体43、保持架44、密封端盖45、注油孔46。
具体实施方式
29.将参照附图详细描述根据本实用新型的各个实施例。这里，需要注意的是，在附图中，将相同的附图标记赋予基本上具有相同或类似结构和功能的组成部分，并且将省略关于它们的重复描述。术语“依次包括a、b、c等”仅指示所包括的部件a、b、c等的排列顺序，并不排除在a和b之间和/或b和c之间包括其它部件的可能性。“第一”及其变体的描述仅仅是为了区分各部件，并不限制本实用新型的范围，在不脱离本实用新型的范围的情况下，“第一部件”可以写为“第二部件”等。
30.本说明书的附图为示意图，辅助说明本实用新型的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。
31.下面，参照图1-图6，详细描述根据本实用新型的优选实施方式。
32.实施例1
33.参见图1-图6，本实施例提供了一种基于滚动直线给进机构的钻机，包括：
34.钻孔单元100，包括钻杆以及驱动钻杆转动的动力头101；
35.滚动直线给进单元200，包括导轨座1、导轨2和移动件4，导轨2刚性连接于导轨座1上，移动件4滚动连接于导轨2上；移动件4上刚性连接有拖板3，动力头101刚性连接于拖板3；导轨座1上还设有用于驱动拖板3沿导轨2往复移动驱动组件。
36.基于上述方案，本实用新型原理为，移动件4与导轨2为滚动连接，而滚动连接结构下移动件4与导轨2之间为线接触或点接触，驱动组件驱动动力头101和钻杆往复移动钻孔时，移动件4与导轨2之间的接触面积小，摩擦力阻力小，从而使动力头101能轻易地与导轨2间以高精度作直线运动。
37.参见图1，钻孔单元100设置于滚动直线给进单元200上，并由滚动直线给进单元200驱动钻杆往复直线运动。钻孔单元100具体包括钻杆、动力头101和导向座104，其中动力头101包括回转驱动装置、变速箱、主轴、卡盘102等零部件，钻杆（图中未示出）通过卡盘102固定于动力头101上，并可根据需要进行钻杆的更换，回转驱动装置通常为液压马达，使用时，液压马达通过变速箱将动力传递给主轴，主轴则带动卡盘102和钻头一同转动，实现钻孔操作。导向座104通过螺钉等紧固件固定安装在导轨座1的前端，钻杆可轴向移动的穿过导向座104，这样的设置则可以保证钻杆进行钻孔作业时钻杆不会左右偏移。
38.参见图2，导轨座1为常用钢构件，例如本实施例中所选用的组焊件，其主要作为给进机构的支撑件，为导轨2、动力头101和驱动组件等提供支撑。
39.参见图2，导轨2通过螺钉连接或者焊接等方式刚性连接于导轨座1上，且沿导轨座1的轴向方向设置。其中，导轨2数量至少为两根，本实施例中导轨2数量优选为两根，两根导轨2对称设置于导轨座1的两侧。
40.参见图1，本实施例中，移动件4有四个并分别安装于导轨2上。其中，移动件4包括滑块41，滑块41安设在导轨2上，具体地，参见图5，本实施例中，导轨2截面类似于工字形，滑块41底部开设有形状与导轨2形状适配的滑槽。滑块41上设有循环通道42，循环通道42有四个并左右对称设置，循环通道42分为内通道421和外通道422，内通道421和外通道422端部分别连通，其中，内通道421设置于滑块41内，外通道422为开槽结构且靠近导轨2的一侧为开槽。
41.本实施例中，滚动体43为球形滚珠，具体地，滚动体43为钢球。滚动体43安装于循环通道42内且可沿循环通道42循环滚动，具体地，参见图4，循环滚道21内安装有保持架44，保持架44类似于滚珠轴承结构中的保持架44，滚动体43依次安装在保持架44上，保持架44可以确保相邻两个滚动体43之间的间距，避免各滚动体43之间产生干扰，保证滚动体43的顺畅移动，并且保持架44还能够避免滚动体43从外通道422处掉落。
42.参见图5和图6，导轨2上与外通道422对应的位置处设有滚道21，滚道21为与滚动体43形状适配的弧形槽结构，本实施例中，导轨2上设有四个滚道21，分别为两个支撑滚道211和两个辅助定位滚道212，其中，两个支撑滚道211朝向上方，两个辅助定位滚道212朝向下方，具体地，导轨2顶部左右两侧的上侧和下侧均具有斜面，两个支撑滚道211设置于导轨2上侧的左右两个斜面上，且两个支撑滚道211的倾斜角度为30-45度，两个辅助定位滚道212分别设置于导轨2顶部下侧的斜面上，并且，支撑滚道211和辅助定位滚道212的深度为滚动体43直径的1/5-1/4，增大滚动体43与滚道21的契合深度，可以防止滚动体43从滚道21中轻易脱离。装配时，滑块41上的四组滚动体43分别嵌入四个滚道21中。
43.参见图1和图2，本实施例中，拖板3通过螺钉固定在四个滑块41上，而动力头101则通过螺钉固定在拖板3上。
44.参见图4，在一些实施例中，移动件4上还设有防尘组件和润滑组件，防尘组件包括固定安装于滑块41两端的密封端盖45，密封端盖45用于防止灰尘以及杂质等异物从滑块41
两端进入至循环通道42中；润滑组件包括设置于密封端盖45上的注油孔46，注油孔46内端与循环通道42相连，需要润滑时通过注油孔46向循环通道42内注入润滑油，当然，润滑组件还可以为油杯等。
45.在一些实施例中，驱动组件设置于导轨座1的后端，其具体为油缸组件或齿轮齿条传动组件或链传动组件或带传动组件或滚珠丝杠组件等，本实施例中，驱动组件优选为油缸组件，油缸组件的缸体部分通过螺钉等连接件固定在导轨座1上，油缸组件的输出轴部分与拖板3底部固定连接。
46.参见图1和图2，在一些实施例中，导轨座1端部设有限位组件6，限位组件6具体为限位卡块或者卡板等，或者将导轨2嵌入导轨座1中，使移动件无法从导轨2端部滑出，限位组件6作用在于，拖板3与驱动组件失效时，防止拖板3（及连接其上的钻机动力头101）从导轨2两端掉落。
47.参见图1和图2，在一些实施例中，导轨座1上还固定安装有防尘盖103，防尘盖103位于导向座104与导轨2之间。
48.实施例2
49.本实施例与实施例1的区别在于，滚动体43、滚道21和循环通道42的结构有所不同，具体地，参见图7，本实施例中滚动体43为圆柱形滚子，对应的，保持架44和循环通道42的结构与滚子适配。本实施例中，支撑滚道211设置于导轨2下部的上斜面上，辅助定位滚道212设置于导轨2上部的下斜面上。本实施例中，利用圆柱形滚子代替滚珠，由滚珠的点接触变为线接触，增大导轨2和滚动体43的接触面积，进一步提升进给机构的承载能力。
50.实施例3
51.本实施例与实施例1的区别在于，滚动体43、滚道21和导轨2的结构有所不同，具体地，参见图8，本实施例中，滑块41为内部中空的壳体结构，滚动体43为在滑块41内部通过芯轴7转动安装的两组滚轮5，导轨2位于两组滚轮5之间。参见图8，本实施例中滚轮5的端部截面为w形状，而导轨2两侧截面为与滚轮5适配的m形状，使滚轮5能够契合在导轨2的滚道21上。当然，滚道21和滚轮5的形状还可以为其他，例如，圆盘形滚轮5、圆柱形滚轮5等，本实施例中不做限定。
52.以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。