一種在多層壁體上鉆孔的設備的制作方法

本實用新型涉及工業爐窯維護、施工等技術領域，特別是涉及一種在多層壁體上鉆孔的設備。

背景技術：

很多工業爐窯工作在高溫高壓的狀態下，為了維護爐窯安全長壽地運行，這類爐窯的壁體多采用鋼制外殼，內襯鑄鐵、鑄鋼或銅等材質的冷卻壁與耐火材料，其斷面是典型的多層壁體結構。當冷卻設備失效或者安裝在壁體的儀表損壞后，需要在壁體上鉆孔來更換或維護冷卻設備、工業儀表等，從而維護工業爐窯穩定地生產運行。通常情況下，在性能特征差異較大的母材上鉆孔需要不同性能的鉆頭，如在鋼板上鉆孔和在銅板上鉆孔就需要不同性能的鉆頭，或者安裝一些設備時需在爐殼、冷卻壁上鉆出直徑不同的開孔，而爐殼和冷卻壁的材料也不同。這對維護工業爐窯的鉆孔施工技術提出了很高的要求，有必要開發一種能夠提高在工業爐窯多層壁體上鉆孔效率與精度的鉆孔設備和鉆孔方法。

目前，針對這些工業爐窯的多層壁體多采用火焰切割開孔、磁力鉆機、混凝土鉆孔機等設備鉆孔，鉆孔過程中對不同的母材(如爐殼、冷卻壁)和不同直徑的開孔需頻繁更換鉆頭，費時耗力。以煉鐵高爐為例，通常鉆穿直徑110mm的開孔需要8-10小時(依次鉆穿爐殼與冷卻壁)，嚴重影響高爐生產效率。

技術實現要素：

鑒于以上所述現有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種在多層壁體上鉆孔的設備，用于解決現有技術中鉆孔過程中需要頻繁更換鉆頭、鉆孔效率低、鉆孔精度低等問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種在多層壁體上鉆孔的設備，包括推進機構、驅動機構和鉆孔機構，所述鉆孔機構包括至少兩個同心設置的鉆頭，所述驅動機構的輸出軸和鉆頭連接，并驅動多個鉆頭同時或獨立轉動鉆孔，所述推進機構與鉆孔機構和/或驅動機構連接，并帶動鉆頭前后移動。

本實用新型的有益效果是：通過設置至少兩個可獨立運動的同心鉆頭，避免在鉆不同材料的壁體或者不同直徑的孔洞時頻繁更換鉆頭，提高了鉆孔效率以及鉆孔精度。

進一步，所述驅動機構包括電動機和變速箱，所述變速箱內設有和鉆頭連接的輸出軸，電動機驅動輸出軸帶動鉆頭轉動。

進一步，所述鉆頭和輸出軸采用鎖緊機構連接或固定連接。

進一步，所述鉆孔機構包括同心設置的內鉆頭和外鉆頭，所述輸出軸包括與內鉆頭連接的內輸出軸和與外鉆頭連接的外輸出軸。

進一步，所述內鉆頭和內輸出軸固定連接或通過鎖緊機構連接。

進一步，所述外鉆頭和外輸出軸通過鎖緊機構連接。

采用上述進一步方案的有益效果是：采用同心設置的內鉆頭和外鉆頭，并且采用可獨立運行的內輸出軸和外輸出軸驅動，可以實現內鉆頭和外鉆頭獨立鉆孔和同步鉆孔的切換，提高鉆孔效率。

進一步，所述鎖緊機構為螺栓鎖扣，所述外輸出軸和外鉆頭上對應設有安裝孔，所述螺栓鎖扣穿過安裝孔連接鎖緊外輸出軸和外鉆頭。

進一步，所述鎖緊機構為銷軸滑扣，所述外輸出軸上沿其軸向設有條形孔，所述條形孔上沿外輸出軸周向設有限位孔，所述外鉆頭上設有和限位孔配合的銷軸，轉動外鉆頭脫離限位孔進入條形孔并沿條形孔移動。

采用上述進一步方案的有益效果是：采用螺栓鎖扣或銷軸滑扣實現外輸出軸和外鉆頭之間的連接，結構簡單，在安裝組合或拆卸時操作方便，便于根據需求實現外鉆頭的動力解鎖，無需更換鉆頭，運行穩定。

進一步，所述推進機構包括滑軌和滑座，所述滑座與鉆孔機構和/或驅動機構連接，并帶動鉆孔機構前后移動，所述滑座和滑軌通過齒輪齒條傳動。

進一步，所述齒條設置在滑軌上，所述齒輪安裝在滑座內，所述滑座掛設在滑軌上，并通過滑座上的手柄驅動和齒條嚙合齒輪沿齒條移動，有利于驅動外鉆頭和內鉆頭平穩的推進或退出，操作簡單方便。

附圖說明

圖1顯示為本實用新型實施例一外鉆頭鉆孔時的結構示意；

圖2顯示為本實用新型實施例一內鉆頭鉆孔時的結構示意；

圖3顯示為本實用新型鎖緊機構為銷軸滑扣時外輸出軸的局部結構示意圖；

圖4顯示為本實用新型圖3中的A向示意圖；

圖5顯示為本實用新型鎖緊機構為銷軸滑扣時外鉆頭的局部結構示意圖；

圖6顯示為本實用新型實施例二的結構示意；

圖7顯示為本實用新型實施例三外鉆頭鉆孔時的結構示意；

圖8顯示為本實用新型圖7中局部B的放大示意圖；

圖9顯示為本實用新型實施例三內鉆頭鉆孔時的結構示意；

圖10顯示為本實用新型實施例四外鉆頭鉆孔時的結構示意；

圖11顯示為本實用新型圖10中局部C的放大示意圖；

圖12顯示為本實用新型實施例四內鉆頭鉆孔時的結構示意。

零件標號說明

11 電動機；

12 變速箱；

13 外輸出軸；

131 條形孔；

132 限位孔；

133 安裝孔；

14 內輸出軸；

21 外鉆頭；

211 銷軸；

212 安裝孔；

22 內鉆頭；

31 滑軌；

32 齒條；

33 滑座；

34 固定支撐座；

35 齒輪；

36 手柄；

4 爐殼；

5 冷卻壁；

6 螺栓鎖扣。

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本實用新型的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本實用新型的其他優點與功效。本實用新型還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本實用新型的精神下進行各種修飾或改變。

請參閱圖1至圖12。需要說明的是，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本實用新型可實施的范圍，其相對關系的改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本實用新型可實施的范疇。

在對本實用新型實施例進行詳細敘述之前，先對本實用新型的應用環境進行描述。本實用新型的技術主要是應用于如高爐、礦熱爐等有冷卻壁或內襯耐火材料的工業爐窯的多層壁體鉆孔，鉆的孔用于安裝冷卻棒、工業儀表等，維護工業爐窯穩定生產運行。

如圖1、圖6、圖7、圖10所示，本實用新型用于在多層壁體上鉆孔的設備，包括推進機構、驅動機構和鉆孔機構，鉆孔機構包括至少兩個同心設置的鉆頭，在本實用新型中以兩個同心設置的鉆頭為例進行說明，但并不局限于兩個鉆頭，鉆頭的數量根據需求進行同心設置以滿足對不同層數壁體的鉆孔。鉆頭可以根據需求采用各種規格的鉆頭組成，如兩個口徑不同、深度不同的空心鉆頭；或一個為空心鉆頭，一個為麻花鉆頭；或一個為空心鉆頭，一個為銑刀鉆頭等，具體組合根據鉆孔的需求進行同心組合設置。驅動機構的輸出軸和鉆頭連接，并驅動多組鉆頭同時轉動或獨立各自轉動鉆孔，即各個鉆頭的轉動互不干擾可以分開轉動也可以同步轉動。推進機構與鉆孔機構和/或驅動機構連接，并帶動鉆頭前后移動鉆孔，即推進機構可以同時與鉆孔機構和驅動機構連接，也可以采用推進機構與鉆孔機構和驅動機構中的一者連接，只要通過推進機構實現鉆頭的前后移動鉆孔即可。在本實用新型中，優選采用驅動機構和鉆孔機構連接，推進機構和驅動機構連接帶動鉆孔機構前后移動調整鉆孔位置和深度。

如圖1、圖6、圖7、圖10所示，驅動機構包括電動機11和變速箱12，變速箱12內設有和鉆頭連接的輸出軸，電動機11驅動輸出軸帶動鉆頭轉動，變速箱12的傳動結構根據需求提前設置，從而實現輸出軸的同步轉動或者獨立轉動。鉆頭和輸出軸采用鎖緊機構連接或固定連接，鉆孔機構包括同心設置的內鉆頭22和外鉆頭21，輸出軸包括內輸出軸14和外輸出軸13，內輸出軸14與內鉆頭22固定連接或者通過鎖緊機構連接，外輸出軸13與外鉆頭21通過鎖緊機構連接。內輸出軸14和內鉆頭22固定連接時采用螺紋固定連接或者莫氏錐柄固定連接；外輸出軸13和外鉆頭21通過鎖緊機構連接便于通過鎖緊機構作用使得外鉆頭21和外輸出軸13脫離，從而切斷外輸出軸13的動力傳動。

如圖7至圖9所示，鎖緊機構為螺栓鎖扣時，外輸出軸13上設有安裝孔133，外鉆頭21上設有和安裝孔133對應的安裝孔212，螺栓鎖扣6穿過安裝孔212和安裝孔133并通過螺母鎖緊，使得外輸出軸13和外鉆頭21固定連接，實現動力傳動，電動機11驅動外輸出軸13帶動外鉆頭21轉動。螺栓鎖扣6為異形螺栓，螺桿的螺帽為矩形，安裝孔133和安裝孔212為和螺帽配合的矩形孔，當螺栓鎖扣需要伸入或者取出時，轉動螺栓鎖扣對準矩形孔即可，當需要固定時轉動螺栓鎖扣和矩形孔垂直便使得螺栓鎖扣無法脫離矩形孔，結構簡單，安裝操作簡單方便。

如圖1至圖6、圖10至圖12所示，鎖緊機構為銷軸滑扣時，外輸出軸13上沿其軸向設有條形孔131，條形孔131上沿外輸出軸13的周向設有限位孔132，外鉆頭21的內壁上設有和限位孔132配合的銷軸211，反向轉動外鉆頭21使得銷軸211脫離限位孔132進入條形孔131中，外鉆頭21的銷軸211便能沿條形孔131移動，從而使得外鉆頭21和外輸出軸13脫離，使得外鉆頭21停止在爐殼4上。

如圖1、圖6、圖7、圖10所示，推進機構包括滑軌31、滑座33，鉆孔機構和驅動機構連接，驅動機構和滑座33固定連接，滑座33沿著滑軌31移動。滑座33和滑軌31通過齒輪齒條傳動，齒條32設置在滑軌31上，齒輪35安裝在滑座33上，通過手柄36帶動齒輪35轉動，使得齒輪35和齒條32嚙合帶動驅動機構沿齒條32前后移動，從而調整鉆頭機構鉆孔的位置和深度。變速箱12頂部的滑座33固定連接，滑座33掛設在滑軌31上，滑座33內部的齒輪35和齒條32嚙合移動，滑軌31通過固定支撐座34固定安裝在爐殼4上。

該鉆孔設備進行鉆孔時的典型鉆孔方法步驟為：

a)定位鉆孔位置；

b)安裝內鉆頭和外鉆頭，先將外鉆頭套設在外輸出軸上，然后將內鉆頭與內輸出軸固定連接，外鉆頭和外輸出軸再通過鎖緊機構鎖緊；

c)外鉆頭鉆穿爐殼；

d)解鎖外鉆頭脫離外輸出軸，切斷外輸出軸動力；

e)內鉆頭鉆穿冷卻壁。

為了進一步闡述說明，根據上述步驟以幾個具體實施例進行具體闡述說明，本實用新型包括以下實施例，但并非局限于以下實施例。

實施例一：

如圖1至圖5所示，a)由于滑軌32和鉆頭圓心的距離是固定的，當定位鉆孔位置時，將滑軌固定安裝在與鉆孔中心同心的圓周上即可實現鉆孔位置的定位。b)安裝組合鉆頭，內鉆頭22和外鉆頭21同心設置，本實施例中內鉆頭22口徑小于外鉆頭21的口徑，外鉆頭21的深度深于內鉆頭22的深度，外鉆頭21和內鉆頭22均為空心鉆頭，外鉆頭21和外輸出軸13采用的鎖緊機構為銷軸滑扣，先將外鉆頭21套設在外輸出軸13上，然后將內鉆頭22的連接端和內輸出軸14螺紋固定連接，再將外鉆頭21內壁的銷軸211對準限位孔132，然后正向轉動外鉆頭21使得銷軸211進入限位孔132實現外鉆頭和外輸出軸的鎖緊連接。c)外鉆頭21先與爐殼4接觸，爐殼4為鋼制材料，外輸出軸13帶動外鉆頭21轉動完成爐殼上的鉆孔工序。d)解鎖外鉆頭，解鎖外鉆頭21時，反向旋轉外鉆頭21，外鉆頭21上位于限位孔132中的銷軸211脫離限位孔132進入條形孔131中。e)內鉆頭22鉆穿冷卻壁5，冷卻壁5為銅制材料，轉動手柄36驅動齒輪35轉動，齒輪35和齒條32嚙合使得驅動機構帶動內鉆頭22向前移動，外鉆頭21解鎖后，外輸出軸13繼續向前移動時，銷軸211位于條形孔131內，外鉆頭21停留在該位置保持不動，內輸出軸14帶動內鉆頭22轉動并與冷卻壁5接觸進行鉆孔。

實施例二：

如圖3至圖6所示，本實施例用于爐殼4上原本就存在有足夠內鉆頭22穿過爐殼4的孔，需要通過外鉆頭21進一步擴孔，以及對冷卻壁5鉆孔加工。a)由于滑軌32和鉆頭圓心的距離是固定的，當定位鉆孔位置時，將滑軌固定安裝在與鉆孔中心同心的圓周上即可實現鉆孔位置的定位。b)安裝組合鉆頭，內鉆頭22和外鉆頭21同心設置，本實施例中內鉆頭22口徑小于外鉆頭21的口徑，內鉆頭22的深度深于外鉆頭21的深度，外鉆頭21和內鉆頭22均為空心鉆頭，外鉆頭21和外輸出軸13采用的鎖緊機構為銷軸滑扣，先將外鉆頭21套設在外輸出軸13上，然后將內鉆頭22的連接端和內輸出軸14螺紋固定連接，再將外鉆頭21內壁的銷軸211對準限位孔132，然后正向轉動外鉆頭21使得銷軸211進入限位孔132實現外鉆頭21和外輸出軸13的鎖緊連接。c)外鉆頭21先與爐殼4接觸，爐殼4為鋼制材料，外輸出軸13帶動外鉆頭21轉動完成爐殼上的鉆孔工序，此時由于爐殼4上本身具有孔，內鉆頭22也伸入爐殼4內和冷卻壁5接觸了，內鉆頭22也可以進行鉆孔，實現外鉆頭21和內鉆頭22同步鉆孔，但是互不干擾。d)當外鉆頭21完成鉆孔工作后，內鉆頭22還需要繼續前進進行鉆孔時，解鎖外鉆頭，解鎖外鉆頭21時，反向旋轉外鉆頭21，外鉆頭21上位于限位孔132中的銷軸211脫離限位孔132進入條形孔131中。e)內鉆頭22繼續前進鉆穿冷卻壁5完成冷卻壁的鉆孔工序，冷卻壁5為銅制材料，轉動手柄36驅動齒輪35轉動，齒輪35和齒條32嚙合使得驅動機構帶動內鉆頭22向前移動，外鉆頭21解鎖后，外輸出軸13繼續向前移動時，銷軸211位于條形孔131內，外鉆頭21停留在該位置保持不動，內輸出軸14帶動內鉆頭22轉動鉆孔。

實施例三：

如圖7至圖9所示，a)由于滑軌32和鉆頭圓心的距離是固定的，當定位鉆孔位置時，將滑軌固定安裝在與鉆孔中心同心的圓周上即可實現鉆孔位置的定位。b)安裝組合鉆頭，內鉆頭22和外鉆頭21同心設置，本實施例中內鉆頭22口徑小于外鉆頭21的口徑，外鉆頭21的深度深于內鉆頭22的深度，外鉆頭21和內鉆頭22均為空心鉆頭，外鉆頭21和外輸出軸13采用的鎖緊機構為螺栓鎖扣，先將外鉆頭21套設在外輸出軸13上，然后將內鉆頭22的連接端和內輸出軸14螺紋固定連接，再將外鉆頭21上的安裝孔和外輸出軸上的安裝孔對準，然后將螺栓鎖扣的螺帽對準安裝孔伸入到外輸出軸的內部，再轉動螺栓鎖扣使得螺栓鎖扣的螺帽和安裝孔錯位，鎖緊螺母實現外鉆頭和外輸出軸的鎖緊連接。c)外鉆頭21先與爐殼4接觸，爐殼4為鋼制材料，外輸出軸13帶動外鉆頭21轉動完成爐殼上的鉆孔工序。d)解鎖外鉆頭，解鎖外鉆頭21時，松動螺母，轉動螺栓鎖扣6使得螺栓鎖扣6的端部對準矩形安裝孔212和矩形安裝孔133，取出螺栓鎖扣6，外輸出軸13和外鉆頭21動力切斷，外鉆頭21停止在爐殼4上，驅動機構帶動內鉆頭21繼續前移靠近冷卻壁5。e)內鉆頭22鉆穿冷卻壁5，冷卻壁5為鑄鐵材料，轉動手柄36驅動齒輪35轉動，齒輪35和齒條32嚙合使得驅動機構帶動內鉆頭22向前移動，外鉆頭21解鎖后，外輸出軸13繼續向前移動時，外鉆頭21停留在解鎖位置保持不動，內輸出軸14帶動內鉆頭22轉動并與冷卻壁5接觸進行鉆孔。

實施例四：

如圖10至圖12所示，a)由于滑軌32和鉆頭圓心的距離是固定的，當定位鉆孔位置時，將滑軌固定安裝在與鉆孔中心同心的圓周上即可實現鉆孔位置的定位。b)安裝組合鉆頭，內鉆頭22和外鉆頭21同心設置，本實施例中內鉆頭22口徑小于外鉆頭21的口徑，外鉆頭21的深度深于內鉆頭22的深度，外鉆頭21為空心鉆頭，內鉆頭22為麻花鉆頭，外鉆頭21和外輸出軸13采用的鎖緊機構為銷軸滑扣，先將外鉆頭21套設在外輸出軸13上，然后將內鉆頭22的連接端和驅動機構的內輸出軸14通過莫氏錐柄固定連接，再將外鉆頭21內壁的銷軸211對準限位孔132，然后正向轉動外鉆頭21使得銷軸211進入限位孔132實現外鉆頭21和外輸出軸13的鎖緊連接。c)外鉆頭21先與爐殼4接觸，爐殼4為鋼制材料，外輸出軸13帶動外鉆頭21轉動完成爐殼上的鉆孔工序。d)解鎖外鉆頭，解鎖外鉆頭21時，反向旋轉外鉆頭21，外鉆頭21上位于限位孔132中的銷軸211脫離限位孔132進入條形孔131中。e)內鉆頭22鉆穿冷卻壁5，冷卻壁5為鑄鋼材料，轉動手柄36驅動齒輪35轉動，齒輪35和齒條32嚙合使得驅動機構帶動內鉆頭22向前移動，外鉆頭21解鎖后，外輸出軸13繼續向前移動時，銷軸211位于條形孔131內，外鉆頭21停留在該位置保持不動，內輸出軸14帶動內鉆頭22轉動并與冷卻壁5接觸進行鉆孔。

本實用新型通過采用同心設置的外鉆頭21和內鉆頭22不僅能夠實現對多層壁體進行鉆孔，而且當內鉆頭22和外鉆頭21獨立鉆孔時，靜止的鉆頭有利于輔助工作的鉆頭精確定位。例如，當外鉆頭21靜止在爐殼4上，內鉆頭22對冷卻壁5鉆孔時，外鉆頭21套設在外輸出軸13上，鉆孔設備的重量由滑軌31和外輸出軸13承擔，相較于單一鉆頭時(重量全部由滑軌31承擔)，鉆機的穩定性得以提升，有助于減少鉆孔作業時的振動，提高鉆孔精度，另一方面，內外鉆頭是同圓心設置的，可保證在爐殼和冷卻壁上鉆出的孔洞是同圓心的，實現精確鉆孔。當兩個內鉆頭和外鉆頭同步進行鉆孔時，可以縮短鉆孔時間，提高效率。而且采用內外同心設置的鉆頭結構，在鉆不同材料的壁體時，可以減少更換鉆頭的次數，減少因鉆頭更換而引起的定位偏差，提高在多層壁體上鉆孔的精度和效率。

上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本實用新型的權利要求所涵蓋。