一种金属矿山用凿岩钻车

摘要

本发明一种金属矿山用凿岩钻车，属于金属矿山井下开拓设备技术领域。包括机体部、钻臂部、钻孔推进器、护板部、液压系统和电气系统；所述机体部安装在护板部下方；钻臂部分别布置在机体部前后两端；钻孔推进器安装在钻臂部的前端，护板部设置在机体部上方，液压系统安装在机体部的中部，电气系统安装在机体部的右前侧和左后侧。本发明可快速实现金属矿山平巷掘进顶部不同宽度、高度范围内炮眼孔的机械化施工；方便作业人员操作钻臂、钻孔推进器各动作及更换钻杆等，在作业时可上接顶下接地起到支撑的作用，使钻孔作业更安全、稳定、高效。具有凿岩灵活、钻孔速度快等优点，极大的降低了工人的劳动强度，大幅提升了凿岩作业效率。

说明书

技术领域

本发明属于金属矿山井下开拓设备技术领域，具体涉及一种金属矿山用凿岩钻车。

背景技术

在金属矿山井下开拓设备技术领域，我国国内地下矿山平巷掘进工程穿孔作业机械化程度很低，主要靠人工加手持式凿岩机、圆盘钻架和气动压顶锤式钻机进行采矿凿岩作业，且可靠性、液压密封、操作性等方面存在明显差距，技术发展和创新严重滞后，产品性能难以提升。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属矿山用凿岩钻车，有效解决了金属矿山掘进巷道穿孔设备机械化程度低、可靠性差、劳动强度大等问题。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种金属矿山用凿岩钻车，包括机体部、钻臂部、钻孔推进器、护板部、液压系统和电气系统；所述机体部安装在护板部下方；所述钻臂部共两套，分别布置在机体部前后两端；钻孔推进器安装在钻臂部的前端，护板部设置在机体部上方，液压系统安装在机体部的中部，电气系统安装在机体部的右前侧和左后侧。

所述机体部由站人滑动平台、主平台、导轨、平台伸缩油缸、油缸固定板、前连接梁、平台伸缩油缸固定座、行走总成、后连接梁、踏梯组成；所述前连接梁安装在主平台底部前端，所述后连接梁安装在主平台底部后端，所述行走总成共一付，分别安装在前连接梁和后连接梁的左右两侧面；所述导轨共两组，分别固定在主平台底部前后两端位置，所述油缸固定板共两个，分别安装在前连接梁和后连接梁的定位槽内，所述平台伸缩油缸固定座共两个，分别安装在前连接梁和后连接梁底端位置，所述平台伸缩油缸共两组，采用一组配置两根油缸的模式，其缸体与平台伸缩油缸固定座铰接，其伸缩杆与站人滑动平台前端底部的连接耳铰接，平台伸缩油缸的伸缩杆伸缩带动站人滑动平台前后滑动；所述踏梯共两个，分左右安装在主平台两侧面位置。

所述钻臂部由伸缩装置、套筒总成、调整装置组成；所述伸缩装置安装在主平台上表面，所述套筒总成安装在伸缩装置上部前端位置，所述调整装置固定在套筒总成的前侧面。

所述伸缩装置由伸缩油缸座、伸缩油缸、堵板、导轨、压板、滑动座、平耐磨条、侧耐磨条组成；所述伸缩油缸座固定在机体部的主平台上表面，所述堵板安装在滑动座后端面，所述导轨共两件，成左右对称布置，其底端固定在机体部的主平台上，所述压板共两件，分左右对称安装在导轨的上表面，所述导轨与压板的内侧面共同组合成导轨面，对其内部滑动座起到导向作用；所述滑动座上表面、两侧面、下表面均开设有长槽，平耐磨条固定在滑动座上下表面长槽内，侧耐磨条固定在滑动座左右两侧面长槽内，平耐磨条与侧耐磨条安装后露出滑动座表面，与导轨和压板所组成的导轨面接触，起到耐磨润滑的作用；所述伸缩油缸共两根，分左右对称布置，其缸体与伸缩油缸座的连接耳铰接，其伸缩杆与堵板的连接耳铰接，伸缩油缸伸缩杆伸缩带动滑动座前后滑动。

所述套筒总成由内套筒、外套筒、升降油缸、圆调整块、方调整块组成；所述内套筒底端安装在滑动座上表面，所述外套筒安装在内套筒外侧，所述圆调整块、方调整块共八件，固定在外套筒四个侧面，圆调整块与方调整块的耐磨块与内套筒外侧面接触，起到导向润滑的作用；所述升降油缸安装在内套筒内部，其缸体与内套筒底部连接耳铰接，其伸缩杆与外套筒顶部连接耳铰接，升降油缸伸缩杆伸缩带动外套筒以内套筒为导向上下升降滑动。

所述调整装置由横梁、光杠、导向套、滑动板、回转轴、衬套、挡盖、连接座、传动装置、调整油缸组成；所述横梁安装在外套筒的前侧面挂板上，其顶端设有导轨面；所述光杠中心穿过导向套的导向中心孔，两端分别固定在横梁两端，所述导向套底面固定在滑动板后侧面；所述滑动板其后侧顶部导轨安放在横梁的导轨面上，所述传动装置的双向油缸两端分别固定在横梁上，其外链卡与横梁固定连接，其内链卡与滑动板固定连接，传动装置在双向油缸的作用下左右滑动，带动滑动板以横梁导轨面和光杠为导向左右滑动；所述回转轴一端与滑动板底部轴孔连接，其中心穿过连接座轴孔，另一端与挡盖固定连接，所述衬套与回转轴同心安装，所述连接座与衬套铰接，所述调整油缸共两根，成左右对称布置，调整油缸的缸体与滑动板顶端的连接耳铰接，其伸缩杆与连接座两侧的连接耳分别铰接，调整油缸伸缩带动连接座绕回转轴为中心左右回转，满足±60°角度范围摆动。

所述传动装置由双向油缸、滚子链、内链卡、外链卡、链轮组成；所述双向油缸的缸杆固定在横梁两端，所述滚子链与内链卡和外链卡铰接组成链条组绕在链轮之间，所述链轮共四个，成左右对称布置，分别安装在双向油缸缸体铰轴上，所述内链卡一端与滚子链铰接，另一端固定在滑动板上，所述外链卡一端与滚子链铰接，另一端固定在横梁上，双向油缸伸缩带动滑动板以外链卡为定位点左右滑动。

所述钻孔推进器由推进架、夹持器、上支撑油缸、下支撑油缸、滑动板组件、液压凿岩机、推进油缸组成；所述推进架的底部固定板与连接座固定连接，所述夹持器安装在推进架的上部前端位置；所述上支撑油缸安装在推进架下表面前端位置，所述下支撑油缸安装在推进架下表面后端位置，上支撑油缸与下支撑油缸伸缩杆伸出可使其支撑座向上顶紧巷道顶板，向下顶紧巷道底板，起到稳固钻孔推进器的作用；所述滑动板组件安装在推进架滑轨上，所述液压凿岩机安装在滑动板组件上表面，所述推进油缸为二级大行程推进结构，其伸缩杆与推进架后端面固定连接，其缸体与滑动板组件下表面固定连接，推进油缸伸缩杆伸缩带动液压凿岩机沿推进架滑轨前后滑动。

所述护板部由钻杆框、钻杆盒、电机护罩Ⅰ、阀组护罩、阀组护罩盖板、电机护罩Ⅱ、空压机总成、电控箱组成；所述钻杆框与钻杆盒配套使用，共两组，分别安装在护板部左右两侧面位置，方便存放钻杆；所述电机护罩Ⅰ、电机护罩Ⅱ为电气系统的电机提供防护；所述阀组护罩安装在电机护罩Ⅰ左侧位置，为液压系统阀组提供支撑，所述阀组护罩盖板与阀组护罩铰接，起到保护液压系统阀组的作用；所述空压机总成压缩空气，对钻孔推进器上安装的液压凿岩机起到润滑的作用；所述电控箱安装在护板部右后侧，为整个电气系统提供控制。

优选的，所述平耐磨条与侧耐磨条安装后露出滑动座表面的长度为5mm。

本发明一种金属矿山用凿岩钻车采用上述技术方案，适用于金属矿山掘进工作面穿孔凿岩作业。该钻车采用履带式行走，采用前后两套钻臂装置和钻孔推进器进行冲击凿岩钻孔作业，两套钻臂分别由两套泵站提供动力，独立操作，平行作业，互不干涉，互不影响；通过钻臂装置的整体升降、前后伸缩、左右平移配合钻孔推进器±60°角度范围旋转和大行程推进，可快速实现金属矿山平巷掘进顶部不同宽度、高度位置±45°角度范围内炮眼孔的机械化施工；该钻车前后均设有可伸缩的站人滑动平台，可根据钻臂位置实时调整人员站位面积，方便作业人员操作钻臂、钻孔推进器各动作及更换钻杆等，同时，两组钻孔推进器配置上、下支撑油缸，在凿岩钻孔作业时可上接顶下接地起到支撑的作用，使钻孔作业更安全、稳定、高效。该钻车采用全液压控制，具有凿岩灵活、钻孔速度快等优点，极大的降低了工人的劳动强度，大幅提升了凿岩作业效率。

本发明液压系统由前后两套泵站组成，两套泵站互相独立、互不影响，每套泵站由液压泵、油箱、操作台、油缸、液压凿岩机、阀组及相互联接的管路组成。两套泵站共用一个油箱，该油箱设置在机体部主平台上方中间位置，电气系统的两台三相异步电机输出轴均连接一个液压泵，两个液压泵分别与油箱前后端面位置连接；液压系统的功能主要是：实现机组行走，站人滑动平台、钻臂部及钻孔推进器的各种动作。

与现有的设备相比，本发明具有以下优点：

1.本发明采用前后两套钻臂部进行凿岩钻孔作业，两套钻臂和钻孔推进器分别由两套泵站提供动力，可独立并平行作业；

2.本发明通过钻臂装置的整体升降、前后伸缩、左右平移配合钻孔推进器±60°角度范围旋转和大行程推进，可快速实现金属矿山平巷掘进顶部不同宽度、高度位置±45°角度范围内炮眼孔的机械化施工；

3.钻孔推进器可上接顶下接地，改善了钻孔作业时机体的受力情况，提高了整机的施工作业稳定性；

4.本发明前后两台液压凿岩机采用冲击+旋转凿岩钻孔方式，具有扭矩大、冲击功率高、适应岩石硬度范围广等优点；

5.本发明设有可伸缩的站人滑动平台，可灵活伸缩滑动，方便作业人员操作和站位；

6.本发明适用于金属矿山掘进工作面凿岩钻孔作业，也可在铁路、公路、水边及地下工程隧道中使用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1中机体部的结构示意图；

图4是图3的俯视图；

图5是图1中钻臂部的结构示意图；

图6是图5中伸缩装置的结构示意图；

图7是图6的左视图；

图8图5中套筒总成的结构示意图；

图9是图8的左视图；

图10图5中调整装置的结构示意图；

图11是图10的左视图；

图12是图11中传动装置的结构示意图；

图13是图1中钻孔推进器的结构示意图；

图14是图1中护板部的结构示意图；

图15是图14的俯视图。

具体实施方式

如图1、图2所示，一种金属矿山用凿岩钻车，其特征是：包括机体部(1)、钻臂部(2)、钻孔推进器(3)、护板部(4)、液压系统(5)和电气系统(6)；所述机体部(1)安装在护板部(4)下方，作为各部分和各系统的装配基础，为整个机组提供支撑；所述钻臂部(2)共两套，分别布置在机体部(1)前后两端；钻孔推进器(3)安装在钻臂部(2)的前端，护板部(4)设置在机体部(1)上方，液压系统(5)安装在机体部(1)的中部，电气系统(6)安装在机体部(1)的右前侧和左后侧。

如图3、图4所示，所述机体部(1)由站人滑动平台(1-1)、主平台(1-2)、导轨(1-3)、平台伸缩油缸(1-4)、油缸固定板(1-5)、前连接梁(1-6)、平台伸缩油缸固定座(1-7)、行走总成(1-8)、后连接梁(1-9)、踏梯(1-10)组成；所述前连接梁(1-6)安装在主平台(1-2)底部前端，所述后连接梁(1-9)安装在主平台(1-2)底部后端，所述行走总成(1-8)共一付，分别安装在前连接梁(1-6)和后连接梁(1-9)的左右两侧面；所述导轨(1-3)共两组，分别固定在主平台(1-2)底部前后两端位置，所述油缸固定板(1-5)共两个，分别安装在前连接梁(1-6)和后连接梁(1-9)的定位槽内，所述平台伸缩油缸固定座(1-7)共两个，分别安装在前连接梁(1-6)和后连接梁(1-9)底端位置，所述平台伸缩油缸(1-4)共两组，采用一组配置两根油缸的模式，其缸体与平台伸缩油缸固定座(1-7)铰接，其伸缩杆与站人滑动平台(1-1)前端底部的连接耳铰接，平台伸缩油缸(1-4)的伸缩杆伸缩带动站人滑动平台(1-1)前后滑动，可实时调节人员站位，满足操作需求；所述踏梯(1-10)共两个，分左右安装在主平台(1-2)两侧面位置，可折叠展开，既不占用空间，又方便人员上下钻车。

如图5所示，所述钻臂部(2)由伸缩装置(2-1)、套筒总成(2-2)、调整装置(2-3)组成；所述伸缩装置(2-1)安装在主平台(1-2)上表面，所述套筒总成(2-2)安装在伸缩装置(2-1)上部前端位置，所述调整装置(2-3)固定在套筒总成(2-2)的前侧面。

如图6、图7所示，所述伸缩装置(2-1)由伸缩油缸座(2-1-1)、伸缩油缸(2-1-2)、堵板(2-1-3)、导轨(2-1-4)、压板(2-1-5)、滑动座(2-1-6)、平耐磨条(2-1-7)、侧耐磨条(2-1-8)组成；所述伸缩油缸座(2-1-1)固定在机体部(1)的主平台(1-2)上表面，所述堵板(2-1-3)安装在滑动座(2-1-6)后端面，所述导轨(2-1-4)共两件，成左右对称布置，其底端固定在机体部(1)的主平台(1-2)上，所述压板(2-1-5)共两件，分左右对称安装在导轨(2-1-4)的上表面，所述导轨(2-1-4)与压板(2-1-5)的内侧面共同组合成导轨面，对其内部滑动座(2-1-6)起到导向作用；所述滑动座(2-1-6)采用高强度板焊接，经热处理去焊接应力后精加工而成，其上表面、两侧面、下表面均加工有长槽，平耐磨条(2-1-7)固定在滑动座(2-1-6)上下表面长槽内，侧耐磨条(2-1-8)固定在滑动座(2-1-6)左右两侧面长槽内，平耐磨条(2-1-7)与侧耐磨条(2-1-8)材料均为自润轴承，安装后露出滑动座(2-1-6)表面5mm，与导轨(2-1-4)和压板(2-1-5)所组成的导轨面接触，起到耐磨润滑的作用；所述伸缩油缸(2-1-2)共两根，分左右对称布置，其缸体与伸缩油缸座(2-1-1)的连接耳铰接，其伸缩杆与堵板(2-1-3)的连接耳铰接，伸缩油缸(2-1-2)伸缩杆伸缩带动滑动座(2-1-6)前后滑动，满足钻车排距施工要求。

如图8、图9所示，所述套筒总成(2-2)由内套筒(2-2-1)、外套筒(2-2-2)、升降油缸(2-2-3)、圆调整块(2-2-4)、方调整块(2-2-5)组成；所述内套筒(2-2-1)底端安装在滑动座(2-1-6)上表面，所述外套筒(2-2-2)安装在内套筒(2-2-1)外侧，所述圆调整块(2-2-4)、方调整块(2-2-5)共八件，固定在外套筒(2-2-2)四个侧面，圆调整块(2-2-4)与方调整块(2-2-5)的耐磨块与内套筒(2-2-1)外侧面接触，起到导向润滑的作用；所述升降油缸(2-2-3)安装在内套筒(2-2-1)内部，其缸体与内套筒(2-2-1)底部连接耳铰接，其伸缩杆与外套筒(2-2-2)顶部连接耳铰接，升降油缸(2-2-3)伸缩杆伸缩带动外套筒(2-2-2)以内套筒为导向上下升降滑动，满足不同高度范围行程要求。

如图10、图11所示，所述调整装置(2-3)由横梁(2-3-1)、光杠(2-3-2)、导向套(2-3-3)、滑动板(2-3-4)、回转轴(2-3-5)、衬套(2-3-6)、挡盖(2-3-7)、连接座(2-3-8)、传动装置(2-3-9)、调整油缸(2-3-10)组成；所述横梁(2-3-1)安装在外套筒(2-2-2)的前侧面挂板上，其顶端设有导轨面；所述光杠(2-3-2)中心穿过导向套(2-3-3)的导向中心孔，两端分别固定在横梁(2-3-1)两端，所述导向套(2-3-3)底面固定在滑动板(2-3-4)后侧面；所述滑动板(2-3-4)其后侧顶部导轨安放在横梁(2-3-1)的导轨面上，所述传动装置(2-3-9)的双向油缸(2-3-9-1)两端分别固定在横梁(2-3-1)上，其外链卡(2-3-9-4)与横梁(2-3-1)固定连接，其内链卡(2-3-9-3)与滑动板(2-3-4)固定连接，传动装置(2-3-9)在双向油缸(2-3-9-1)的作用下左右滑动，带动滑动板(2-3-4)以横梁(2-3-1)导轨面和光杠(2-3-2)为导向左右滑动，满足不同宽度范围要求；所述回转轴(2-3-5)一端与滑动板(2-3-4)底部轴孔连接，其中心穿过连接座(2-3-8)轴孔，另一端与挡盖(2-3-7)固定连接，所述衬套(2-3-6)与回转轴(2-3-5)同心安装，其材料为自润轴承，起到承磨导引的作用，便于磨损后更换，所述连接座(2-3-8)与衬套(2-3-6)铰接，所述调整油缸(2-3-10)共两根，成左右对称布置，调整油缸(2-3-10)的缸体与滑动板(2-3-4)顶端的连接耳铰接，其伸缩杆与连接座(2-3-8)两侧的连接耳分别铰接，调整油缸(2-3-10)伸缩带动连接座(2-3-8)绕回转轴(2-3-5)为中心左右回转，满足±60°角度范围摆动要求。

如图12所示，所述传动装置(2-3-9)由双向油缸(2-3-9-1)、滚子链(2-3-9-2)、内链卡(2-3-9-3)、外链卡(2-3-9-4)、链轮(2-3-9-5)组成；所述双向油缸(2-3-9-1)的缸杆固定在横梁(2-3-1)两端，所述滚子链(2-3-9-2)与内链卡(2-3-9-3)和外链卡(2-3-9-4)铰接组成链条组绕在链轮(2-3-9-5)之间，所述链轮(2-3-9-5)共四个，成左右对称布置，分别安装在双向油缸(2-3-9-1)缸体铰轴上，所述内链卡(2-3-9-3)一端与滚子链(2-3-9-2)铰接，另一端固定在滑动板(2-3-4)上，所述外链卡(2-3-9-4)一端与滚子链(2-3-9-2)铰接，另一端固定在横梁(2-3-1)上，双向油缸(2-3-9-1)伸缩带动滑动板(2-3-4)以外链卡(2-3-9-4)为定位点左右滑动，实现行程双倍放大功能。

如图13所示，所述钻孔推进器(3)由推进架(3-1)、夹持器(3-2)、上支撑油缸(3-3)、下支撑油缸(3-4)、滑动板组件(3-5)、液压凿岩机(3-6)、推进油缸(3-7)组成；所述推进架(3-1)的底部固定板与连接座(2-3-8)固定连接，所述夹持器(3-2)安装在推进架(3-1)的上部前端位置，起到支扶钻杆的作用，且可快速实现拆卸钻杆；所述上支撑油缸(3-3)安装在推进架(3-1)下表面前端位置，所述下支撑油缸(3-4)安装在推进架(3-1)下表面后端位置，上支撑油缸(3-3)与下支撑油缸(3-4)伸缩杆伸出可使其支撑座向上顶紧巷道顶板，向下顶紧巷道底板，起到稳固钻孔推进器(3)的作用；所述滑动板组件(3-5)安装在推进架(3-1)滑轨上，所述液压凿岩机(3-6)安装在滑动板组件(3-5)上表面，所述推进油缸(3-7)为二级大行程推进结构，其伸缩杆与推进架(3-1)后端面固定连接，其缸体与滑动板组件(3-5)下表面固定连接，推进油缸(3-7)伸缩杆伸缩带动液压凿岩机(3-6)沿推进架(3-1)滑轨前后滑动，可实现推进行程为1400mm。

如图14、图15所示，所述护板部(4)由钻杆框(4-1)、钻杆盒(4-2)、电机护罩Ⅰ(4-3)、阀组护罩(4-4)、阀组护罩盖板(4-5)、电机护罩Ⅱ(4-6)、空压机总成(4-7)、电控箱(4-8)组成；所述钻杆框(4-1)与钻杆盒(4-2)配套使用，共两组，分别安装在护板部(4)左右两侧面位置，方便存放钻杆；所述电机护罩Ⅰ(4-3)、电机护罩Ⅱ(4-6)为电气系统(6)的电机提供防护；所述阀组护罩(4-4)安装在电机护罩Ⅰ(4-3)左侧位置，为液压系统(5)阀组提供支撑，所述阀组护罩盖板(4-5)与阀组护罩(4-4)铰接，起到保护液压系统(5)阀组的作用；所述空压机总成(4-7)压缩空气，对钻孔推进器(3)上安装的液压凿岩机(3-6)起到润滑的作用；所述电控箱(4-8)安装在护板部(4)右后侧，为整个电气系统(6)提供控制。