一种全液压煤矿钻机自动上下杆装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110513059A(43)申请公布日2019.11.29(21)申请号201910949909.4(22)申请日2019.10.08(71)申请人安徽理工大学地址232001安徽省淮南市山南新区泰丰大街168号(72)发明人邓海顺胡聪邓月飞王雷陈星鲍帅张宇(51)Int.Cl.E21B19/16(2006.01)E21B19/14(2006.01)E21B19/10(2006.01)E21B15/04(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图8页(54)发明名称一种全液压煤矿钻机自动上下杆装置及方法(57)摘要本发明公开了一种全液压煤矿钻机自动上下杆的装置和方法，该装置包括下底座、双耳环、支撑立柱、支撑液压缸、调角液压缸、抱箍、上底座、横向支柱、推进油缸、液压马达、弹性柱销联轴器、齿轮减速器、后夹持器、特制钻杆、新钻杆、前置钻杆、托板、新增夹持器、前夹持器、储卸杆单元、两级液压缸、夹紧液压缸、机械手、耳座Ⅲ、耳座Ⅳ、固定板、支撑架、耳座Ⅱ。本发明提供的自动上下杆的装置和方法，能够解决目前煤矿井下普遍采用人工给钻机换钻杆出现的劳动量大、安全性低、效率低等一系列问题，满足煤矿井下复杂工况下的使用要求，为煤矿井下对钻机更换钻杆的工人提供安全保障、减少工人工作量、提高钻机的工作效率。CN110513059ACN110513059A权利要求书1/2页1.一种全液压煤矿钻机自动上下杆的装置，其特征在于：包括下底座、支撑立柱、双耳环、支撑液压缸、调角液压缸、抱箍、上底座、横向支柱、推进油缸、液压马达、弹性柱销联轴器、齿轮减速器、后夹持器、特制钻杆、新钻杆、前置钻杆、托板、新增夹持器、前夹持器、储卸杆单元、两级液压缸、夹紧液压缸、机械手、耳座Ⅲ、耳座Ⅳ、固定板、支撑架、耳座Ⅱ；所述的支撑立柱被螺栓组固定在下底座上；所述双耳环焊接在底座上，支撑液压缸一端铰接在双耳环上、一端铰接在抱箍上，抱箍通过螺栓组固定在支撑立柱上；所述上底座在初始状态时与下底座平行，上底座下部通过抱箍固定在横向支柱上，上底座前部由调角液压缸支撑；所述上底座是由槽钢焊接而成，上底座两侧面有导轨，托板可以在槽钢的导轨上进行前后移动；所述托板上固定有回转器装置，回转器装置通过螺栓组固定在托板上，回转器装置由液压马达、齿轮减速器、后夹持器组成、液压马达与齿轮减速器以及齿轮减速器与后夹持器都分别通过弹性柱销联轴器进行连接，在钻机工作的初始状态，由后夹持器夹紧一根特制钻杆；所述新增夹持器通过螺栓组固定在上底座前部；所述前夹持器通过螺栓组固定在上底座最前部，而且在夹持器底板与上底座的前端面之间设有加强筋；所述储卸杆单元通过固定板对称的固定在上底座的下方；所述前夹持器、新增夹持器、后夹持器的轴心线共线；所述特制钻杆、新钻杆、前置钻杆中空，特制钻杆前部加工有外螺纹，新钻杆一端加工有外螺纹，一端有内螺纹，前置钻杆无钻头端加工有内螺纹；所述支撑架通过螺栓组固定在上底座下方前部；所述两级液压缸的外缸体底部焊接在支撑架上，两级液压缸与U型支架进行铰接，U型支架上两端设有耳座Ⅲ，U型支架中部设有耳座Ⅳ，机械手下部与耳座Ⅳ铰接，夹紧液压缸一端与耳座Ⅲ进行铰接，一端与机械手侧面的耳座进行连接；上底座及与上底座连接成一体的连部件可绕横向支柱旋转，钻机进行下倾、上仰钻孔作业。2.根据权利要求1所述的一种全液压煤矿钻机自动上下杆的装置，其特征在于：所述储卸杆单元包括库门开关、合页、库门、储杆库、双向液压缸、上卡爪、下卡爪、横杆、横挡、卡槽、圆挡、卸杆库、卸杆液压缸、耳座Ⅰ；所述储杆库与库门之间通过合页进行连接，库门两侧设有库门开关、库门焊接有库门把手，方便手打开库门，储杆库两侧设置有双向液压缸，双向液压缸活塞杆的两端各连接一根横杆，横杆分别置于储杆库的上方与下方，横挡焊接在储杆库上，上卡爪、下卡爪有圆孔的一端穿过横杆的圆柱部，无孔端卡在卡槽中；所述卸杆库下部设有耳座Ⅰ，卸杆液压缸一端与卸杆库下部的耳座Ⅰ铰接，一端与支撑架上的耳座Ⅱ进行铰接，卸杆库可旋转；所述储卸杆单元中的储杆库与卸杆库为分体式设计。3.一种全液压煤矿钻机自动上下杆的方法，其上杆过程特征包括以下步骤：2CN110513059A权利要求书2/2页S1：此时前置钻杆大部分已经被钻进岩层，尾部留在前夹持器中，后夹持器上夹持有一根特制钻杆，并已退回至钻机的后部，机械手张开，此状态为初始状态。钻杆库侧面的双向液压缸动作，上卡爪、下卡爪、横杆同时上升，让一根新钻杆滚入左右横挡处、新钻杆有钻头端与无钻头端有圆挡；S2：控制机械手的夹紧液压缸动作，机械手夹紧新钻杆，两级液压缸动作，新钻杆连同机械手一起被运送到新钻杆轴线与前夹持器轴线重合的位置，新钻杆就位，新增夹持器夹紧，机械手张