一種改進(jìn)的單履帶氣動鉆車裝置的制作方法

本實用新型涉及一種巷道開采用鉆進(jìn)設(shè)備，尤其是一種改進(jìn)的單履帶氣動鉆車裝置。

背景技術(shù)：

我國煤礦瓦斯爆炸頻發(fā)，死亡人數(shù)眾多，瓦斯事故是煤礦生產(chǎn)的最大威脅。在采煤之前先采煤層氣，有利于從根本上防止煤礦瓦斯事故。目前，我國煤礦使用的探水探瓦斯、排水排瓦斯鉆機或鉆車大部分使用的是電動機作為動力源，配有電源、電纜、綜保裝置等系列供電系統(tǒng)可能會導(dǎo)致接地、短路、拉弧等機電事故，從而影響電動鉆車或液壓鉆車的正常工作，影響安全生產(chǎn)。另外，使用電動或液壓鉆車，由于供電電纜在工作面掘進(jìn)頭反復(fù)拖動，可能造成線嘴活動、電纜破口等失爆現(xiàn)象，對于高瓦斯礦井來說，無形中埋下了重大隱患。其次，礦井下的環(huán)境復(fù)雜惡劣，很多情況下由于巷道寬度限制，雙履帶鉆車不能順利通行，得采取其他措施完成打孔作業(yè)，工作效率降低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種改進(jìn)的單履帶氣動鉆車裝置，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，適用于在狹窄巷道內(nèi)的作業(yè)。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采取的技術(shù)方案如下。

一種改進(jìn)的單履帶氣動鉆車裝置，包括鉆車底盤，鉆車底盤上設(shè)置有鉆探執(zhí)行機構(gòu)，所述鉆車底盤包括車架，車架上設(shè)置有履帶架，履帶架外側(cè)套接有履帶，履帶的內(nèi)側(cè)設(shè)置有支重輪；鉆探執(zhí)行機構(gòu)包括導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上設(shè)置有回轉(zhuǎn)機構(gòu)，導(dǎo)軌固定在推進(jìn)氣缸上，回轉(zhuǎn)機構(gòu)的排氣端設(shè)置有消音器。

作為優(yōu)選，所述支重輪套接在支撐軸上，支撐軸上還設(shè)置有兩個平衡輪，平衡輪位于支重輪的內(nèi)側(cè)，支撐軸的內(nèi)部設(shè)置有驅(qū)動軸，驅(qū)動軸帶動平衡輪和支重輪轉(zhuǎn)動；任意一個平衡輪的內(nèi)側(cè)壁設(shè)置有第一環(huán)形槽，另外一個平衡輪的內(nèi)側(cè)壁設(shè)置有第二環(huán)形槽，第二環(huán)形槽的寬度大于第一環(huán)形槽的寬度，第一環(huán)形槽內(nèi)滑動卡接有第一連桿和第二連桿，第一連桿的另一端滑動卡接在第二環(huán)形槽內(nèi)，第二連桿的另一端鉸接有第三連桿，第三連桿的另一端滑動卡接在第二環(huán)形槽內(nèi)，第一連桿通過第一彈簧體連接至支撐軸，第一環(huán)形槽和第二環(huán)形槽之間還設(shè)置有弧形彈片，弧形彈片通過第二彈簧體連接至支撐軸，第一連桿、第二連桿和第三連桿位于支撐軸的上部，弧形彈片位于支撐軸的下部。

作為優(yōu)選，所述第一連桿與第一環(huán)形槽卡接的一端設(shè)置有第一球頭，第二連桿與第一環(huán)形槽卡接的一端設(shè)置有第二球頭，第一球頭上設(shè)置有兩個橡膠限位條，第二球頭位于兩個橡膠限位條之間。

作為優(yōu)選，所述回轉(zhuǎn)機構(gòu)包括外殼，外殼內(nèi)設(shè)置有葉輪，葉輪連接有驅(qū)動桿，外殼的一端設(shè)置有進(jìn)氣口，外殼的另一端設(shè)置有排氣口，排氣口連接有消音器，葉輪的迎風(fēng)面設(shè)置有凹槽，凹槽包括第一側(cè)面和第二側(cè)面，第一側(cè)面和第二側(cè)面之間連接有底面，第一側(cè)面位于靠近葉輪邊緣的一側(cè)，第二側(cè)面位于靠近驅(qū)動桿的一側(cè)，第一側(cè)面與葉輪迎風(fēng)面的夾角為71°，第二側(cè)面為弧形，第二側(cè)面與底面的夾角為90°，第二側(cè)面與葉輪迎風(fēng)面相切，底面與葉輪迎風(fēng)面相互平行；葉輪的背風(fēng)面對稱設(shè)置有兩個導(dǎo)流槽，導(dǎo)流槽的一端位于葉輪的頂部，導(dǎo)流槽的另一端位于葉輪的側(cè)邊，葉輪的側(cè)邊設(shè)置有第一折流板。

作為優(yōu)選，所述消音器包括筒體，筒體的進(jìn)氣端交錯設(shè)置有第二折流板，第二折流板的排氣端設(shè)置有擋板，擋板的頂部和底部分別設(shè)置有若干個通孔，擋板頂部和底部分別連接有U形管路，U形管路連接至出氣管，出氣管連接至筒體的排氣端。

采用上述技術(shù)方案所帶來的有益效果在于：本實用新型整機寬度窄，重量輕，機動靈活，在巷道中的通行能力更強，整機的所有驅(qū)動裝置的動力來源均為壓縮空氣，壓縮空氣衛(wèi)生環(huán)保，井下使用安全可靠，為了節(jié)約用氣量，執(zhí)行機構(gòu)的推進(jìn)裝置采用氣缸推進(jìn)。整機性能優(yōu)越，最大輸出功率可達(dá)8Kw，額定輸出扭矩可達(dá)800N·m，且回轉(zhuǎn)減速箱設(shè)置兩個減速比，根具不同的地質(zhì)條件，選擇不同的轉(zhuǎn)速，可以提高工作效率。適用范圍廣：鉆機在巖石硬度f≤8的煤及半煤巖礦、巖巷的采煤作業(yè)中鉆孔，最大打孔深度可達(dá)120m。整機有兩種工作狀態(tài)，一是行走狀態(tài)，一是打鉆狀態(tài)，通過折疊執(zhí)行機構(gòu)來相互轉(zhuǎn)換兩中狀態(tài)，調(diào)節(jié)整機重心位置，確保行走過程不至發(fā)生側(cè)翻現(xiàn)象。整機回轉(zhuǎn)處的消音器可使噪音降至85dB左右，改善了操作的工作環(huán)境，有利于操作者的身體健康。

由于采用了單履帶的傳動結(jié)構(gòu)，在橫向穩(wěn)定性上相比于雙履帶的傳動結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生明顯的下降。通過設(shè)置平衡輪，利用發(fā)生橫向偏移時對于平衡輪的橫向作用力，實現(xiàn)平衡輪對于履帶的矯正作用。

回轉(zhuǎn)機構(gòu)的葉輪可以減少氣流的在外殼內(nèi)的相互對流阻擋，提高氣流與葉輪的直接作用力矩，從而提高氣流與葉輪之間的動能轉(zhuǎn)化效率。

消音器的結(jié)構(gòu)可以降低傳統(tǒng)消音結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的氣流阻力，提高回轉(zhuǎn)機構(gòu)的驅(qū)動力矩。

附圖說明

圖1是本實用新型一個具體實施方式的結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本實用新型一個具體實施方式中鉆車底盤的結(jié)構(gòu)圖。

圖3是本實用新型一個具體實施方式中支重輪和平衡輪驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。

圖4是本實用新型一個具體實施方式中兩個平衡輪之間的結(jié)構(gòu)圖。

圖5是本實用新型一個具體實施方式中第一連桿和第二連桿連接部位的結(jié)構(gòu)圖。

圖6是本實用新型一個具體實施方式中鉆探執(zhí)行機構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。

圖7是本實用新型一個具體實施方式中回轉(zhuǎn)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。

圖8是本實用新型一個具體實施方式中葉輪迎風(fēng)面的結(jié)構(gòu)圖。

圖9是本實用新型一個具體實施方式中葉輪背風(fēng)面的結(jié)構(gòu)圖。

圖10是本實用新型一個具體實施方式中消音器的結(jié)構(gòu)圖。

圖中：1、鉆車底盤；2、鉆探執(zhí)行機構(gòu)；3、車架；4、履帶架；5、履帶；6、支重輪；7、導(dǎo)軌；8、回轉(zhuǎn)機構(gòu)；9、推進(jìn)氣缸；10、消音器；11、支撐軸；12、平衡輪；13、第一環(huán)形槽；14、第二環(huán)形槽；15、第一連桿；16、第二連桿；17、第三連桿；18、第一彈簧體；19、弧形彈片；20、第二彈簧體；21、第一球頭；22、第二球頭；23、橡膠限位條；24、外殼；25、葉輪；26、驅(qū)動桿；27、進(jìn)氣口；28、排氣口；29、第一側(cè)面；30、第二側(cè)面；31、底面；32、導(dǎo)流槽；33、第一折流板；34、筒體；35、第二折流板；36、擋板；37、通孔；38、U形管路；39、出氣管；40、第一減速器；41、第二減速器；42、弧形折流板；43、驅(qū)動軸。

具體實施方式

本實用新型中使用到的標(biāo)準(zhǔn)零件均可以從市場上購買，異形件根據(jù)說明書的和附圖的記載均可以進(jìn)行訂制，各個零件的具體連接方式均采用現(xiàn)有技術(shù)中成熟的螺栓、鉚釘、焊接、粘貼等常規(guī)手段，在此不再詳述。

參照圖1-10，本實用新型一個具體實施方式包括鉆車底盤1，鉆車底盤1上設(shè)置有鉆探執(zhí)行機構(gòu)2，所述鉆車底盤1包括車架3，車架3上設(shè)置有履帶架4，履帶架4外側(cè)套接有履帶5，履帶5的內(nèi)側(cè)設(shè)置有支重輪6；鉆探執(zhí)行機構(gòu)2包括導(dǎo)軌7，導(dǎo)軌7上設(shè)置有回轉(zhuǎn)機構(gòu)8，導(dǎo)軌7固定在推進(jìn)氣缸9上，回轉(zhuǎn)機構(gòu)8的排氣端設(shè)置有消音器10。

支重輪6套接在支撐軸11上，支撐軸11上還設(shè)置有兩個平衡輪12，平衡輪12位于支重輪6的內(nèi)側(cè)，支撐軸11的內(nèi)部設(shè)置有驅(qū)動軸43，驅(qū)動軸43帶動平衡輪12和支重輪6轉(zhuǎn)動；任意一個平衡輪12的內(nèi)側(cè)壁設(shè)置有第一環(huán)形槽13，另外一個平衡輪12的內(nèi)側(cè)壁設(shè)置有第二環(huán)形槽14，第二環(huán)形槽14的寬度大于第一環(huán)形槽13的寬度，第一環(huán)形槽13內(nèi)滑動卡接有第一連桿15和第二連桿16，第一連桿15的另一端滑動卡接在第二環(huán)形槽14內(nèi)，第二連桿16的另一端鉸接有第三連桿17，第三連桿17的另一端滑動卡接在第二環(huán)形槽14內(nèi)，第一連桿15通過第一彈簧體18連接至支撐軸11，第一環(huán)形槽13和第二環(huán)形槽14之間還設(shè)置有弧形彈片19，弧形彈片19通過第二彈簧體20連接至支撐軸11，第一連桿15、第二連桿16和第三連桿17位于支撐軸11的上部，弧形彈片19位于支撐軸11的下部。

第一連桿15與第一環(huán)形槽13卡接的一端設(shè)置有第一球頭21，第二連桿16與第一環(huán)形槽13卡接的一端設(shè)置有第二球頭22，第一球頭21上設(shè)置有兩個橡膠限位條23，第二球頭22位于兩個橡膠限位條23之間。

回轉(zhuǎn)機構(gòu)8包括外殼24，外殼24內(nèi)設(shè)置有葉輪25，葉輪25連接有驅(qū)動桿26，外殼24的一端設(shè)置有進(jìn)氣口27，外殼24的另一端設(shè)置有排氣口28，排氣口28連接有消音器10，葉輪25的迎風(fēng)面設(shè)置有凹槽，凹槽包括第一側(cè)面29和第二側(cè)面30，第一側(cè)面29和第二側(cè)面30之間連接有底面31，第一側(cè)面29位于靠近葉輪25邊緣的一側(cè)，第二側(cè)面30位于靠近驅(qū)動桿26的一側(cè)，第一側(cè)面29與葉輪25迎風(fēng)面的夾角為71°，第二側(cè)面30為弧形，第二側(cè)面30與底面31的夾角為90°，第二側(cè)面30與葉輪25迎風(fēng)面相切，底面31與葉輪25迎風(fēng)面相互平行；葉輪25的背風(fēng)面對稱設(shè)置有兩個導(dǎo)流槽32，導(dǎo)流槽32的一端位于葉輪25的頂部，導(dǎo)流槽32的另一端位于葉輪25的側(cè)邊，葉輪25的側(cè)邊設(shè)置有第一折流板33。

消音器10包括筒體34，筒體34的進(jìn)氣端交錯設(shè)置有第二折流板35，第二折流板35的排氣端設(shè)置有擋板36，擋板36的頂部和底部分別設(shè)置有若干個通孔37，擋板36頂部和底部分別連接有U形管路38，U形管路38連接至出氣管39，出氣管39連接至筒體34的排氣端。

驅(qū)動軸43與支重輪6通過第一減速器40連接，驅(qū)動軸43與平衡輪12通過第二減速器41連接，第一減速器40和第二減速器41的減速比的比例為4:5。平衡輪12的轉(zhuǎn)動速度比支重輪6慢，可以有效提高平衡輪12對于橫向作用力的緩沖效果。

第二折流板35的頂部設(shè)置有弧形折流板42，弧形折流板42可以對回轉(zhuǎn)機構(gòu)8排出的帶有較大旋轉(zhuǎn)慣性的氣流進(jìn)行有效的導(dǎo)流，從而進(jìn)一步降低消音器10對于氣流的阻礙作用。

整個鉆車靠一條履帶支撐，整個履帶的寬度為450mm，為了保證整機在行走時，不至于側(cè)翻，在履帶的兩側(cè)設(shè)有輔助輪，整機的寬度為700mm，同時，整個執(zhí)行裝置采用了折疊形式的設(shè)計，鉆車在長距離行走過程中，需將執(zhí)行裝置折疊到底盤的頂部，以盡可能的降低重心，確保行走過程中不至側(cè)翻保證人身安全。整個底盤都是全新的設(shè)計結(jié)構(gòu)，從行走驅(qū)動裝置到四輪一帶與以往的鉆車完全不同。底盤行走驅(qū)動是由氣馬達(dá)驅(qū)動減速機將動力傳遞給驅(qū)動鏈輪，為保證足夠小的體積，減速箱內(nèi)部的結(jié)構(gòu)非常緊湊。履帶也為自行設(shè)計，履帶由鏈條和履帶板焊接而成，重量小，價格低，更重的是這種履帶節(jié)距小，降低了底盤自身的高度。

為了提高氣動產(chǎn)品的功率，整個氣路的設(shè)計都十分通暢，減少了鉆車本身結(jié)構(gòu)給氣流帶來的阻力。氣動產(chǎn)品的耗氣量是個十分關(guān)鍵的問題，如何降低氣動產(chǎn)品的供氣量一直困擾著許多研究人員，傳統(tǒng)的氣動鉆車都是氣馬達(dá)帶動齒輪齒條推進(jìn)的結(jié)構(gòu)，單獨推進(jìn)馬達(dá)需要氣量就高達(dá)4m³/min，再加上回轉(zhuǎn)馬達(dá)需要的氣量，普通的礦區(qū)根本不能提供如此之大的氣源，造成主機的參數(shù)不能達(dá)標(biāo)。為了保證回轉(zhuǎn)馬達(dá)的性能，必須將進(jìn)氣口的氣量全部供給給回轉(zhuǎn)馬達(dá)，為此推進(jìn)結(jié)構(gòu)采用的是氣缸推進(jìn)，氣缸推進(jìn)在不考慮泄露的情況下，耗氣量幾乎為零，相比于傳統(tǒng)的氣馬達(dá)驅(qū)動齒輪齒條結(jié)構(gòu)節(jié)約下來的氣量是非常可觀的，對于提高回轉(zhuǎn)馬達(dá)的性能起到了至關(guān)重要的作用。

回轉(zhuǎn)機構(gòu)也就是鉆車的執(zhí)行機構(gòu)，回轉(zhuǎn)機構(gòu)主要由回轉(zhuǎn)氣馬達(dá)、回轉(zhuǎn)減速箱、水套和主軸等組成，回轉(zhuǎn)氣馬達(dá)為大功率氣動馬達(dá)，最大輸出功率可達(dá)8Kw，耗氣量8m³/min左右，幾乎所有的煤礦企業(yè)都能使用?；剞D(zhuǎn)減速箱有高速、低速兩個檔位，根據(jù)井下的不同地質(zhì)條件選擇不同的轉(zhuǎn)速，可以大幅提高工作效率。

鉆車行走采用單履帶結(jié)構(gòu)設(shè)計，整機寬度不超過700mm。鉆車的推進(jìn)裝置采用大缸徑氣缸推進(jìn)?；剞D(zhuǎn)氣動馬達(dá)的最大輸出功率可達(dá)8Kw，主軸額定輸出扭矩可達(dá)800N·m，且回轉(zhuǎn)減速箱分高低速兩檔。行走機構(gòu)采用氣馬達(dá)驅(qū)動，經(jīng)過渦輪蝸桿三級減速輸出大扭矩動力。主機升降采用氣彈簧輔助升降的全新設(shè)計，結(jié)構(gòu)簡單，操作便捷。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。

以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。