一種改進的單履帶氣動鉆車裝置的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種改進的單履帶氣動鉆車裝置，包括鉆車底盤，鉆車底盤上設置有鉆探執行機構，所述鉆車底盤包括車架，車架上設置有履帶架，履帶架外側套接有履帶，履帶的內側設置有支重輪；鉆探執行機構包括導軌，導軌上設置有回轉機構，導軌固定在推進氣缸上，回轉機構的排氣端設置有消音器。本發明能夠改進現有技術的不足，適用于在狹窄巷道內的作業。
【專利說明】
一種改進的單履帶氣動鉆車裝置
技術領域
[0001]本發明涉及一種巷道開采用鉆進設備，尤其是一種改進的單履帶氣動鉆車裝置。
【背景技術】
[0002]我國煤礦瓦斯爆炸頻發，死亡人數眾多，瓦斯事故是煤礦生產的最大威脅。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可能會導致接地、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。另外，使用電動或液壓鉆車，由于供電電纜在工作面掘進頭反復拖動，可能造成線嘴活動、電纜破口等失爆現象，對于高瓦斯礦井來說，無形中埋下了重大隱患。其次，礦井下的環境復雜惡劣，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，工作效率降低。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題是提供一種改進的單履帶氣動鉆車裝置，能夠解決現有技術的不足，適用于在狹窄巷道內的作業。
[0004]為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案如下。
[0005]—種改進的單履帶氣動鉆車裝置，包括鉆車底盤，鉆車底盤上設置有鉆探執行機構，所述鉆車底盤包括車架，車架上設置有履帶架，履帶架外側套接有履帶，履帶的內側設置有支重輪;鉆探執行機構包括導軌，導軌上設置有回轉機構，導軌固定在推進氣缸上，回轉機構的排氣端設置有消音器。
[0006]作為優選，所述支重輪套接在支撐軸上，支撐軸上還設置有兩個平衡輪，平衡輪位于支重輪的內側，支撐軸的內部設置有驅動軸，驅動軸帶動平衡輪和支重輪轉動;任意一個平衡輪的內側壁設置有第一環形槽，另外一個平衡輪的內側壁設置有第二環形槽，第二環形槽的寬度大于第一環形槽的寬度，第一環形槽內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形槽內，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形槽內，第一連桿通過第一彈簧體連接至支撐軸，第一環形槽和第二環形槽之間還設置有弧形彈片，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。
[0007]作為優選，所述第一連桿與第一環形槽卡接的一端設置有第一球頭，第二連桿與第一環形槽卡接的一端設置有第二球頭，第一球頭上設置有兩個橡膠限位條，第二球頭位于兩個橡膠限位條之間。
[0008]作為優選，所述回轉機構包括外殼，外殼內設置有葉輪，葉輪連接有驅動桿，外殼的一端設置有進氣口，外殼的另一端設置有排氣口，排氣口連接有消音器，葉輪的迎風面設置有凹槽，凹槽包括第一側面和第二側面，第一側面和第二側面之間連接有底面，第一側面位于靠近葉輪邊緣的一側，第二側面位于靠近驅動桿的一側，第一側面與葉輪迎風面的夾角為71°，第二側面為弧形，第二側面與底面的夾角為90°，第二側面與葉輪迎風面相切，底面與葉輪迎風面相互平行；葉輪的背風面對稱設置有兩個導流槽，導流槽的一端位于葉輪的頂部，導流槽的另一端位于葉輪的側邊，葉輪的側邊設置有第一折流板。
[0009]作為優選，所述消音器包括筒體，筒體的進氣端交錯設置有第二折流板，第二折流板的排氣端設置有擋板，擋板的頂部和底部分別設置有若干個通孔，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。
[0010]采用上述技術方案所帶來的有益效果在于:本發明整機寬度窄，重量輕，機動靈活，在巷道中的通行能力更強，整機的所有驅動裝置的動力來源均為壓縮空氣，壓縮空氣衛生環保，井下使用安全可靠，為了節約用氣量，執行機構的推進裝置采用氣缸推進。整機性能優越，最大輸出功率可達8Kw，額定輸出扭矩可達800N.m，且回轉減速箱設置兩個減速比，根具不同的地質條件，選擇不同的轉速，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、巖巷的采煤作業中鉆孔，最大打孔深度可達120m。整機有兩種工作狀態，一是行走狀態，一是打鉆狀態，通過折疊執行機構來相互轉換兩中狀態，調節整機重心位置，確保行走過程不至發生側翻現象。整機回轉處的消音器可使噪音降至85dB左右，改善了操作的工作環境，有利于操作者的身體健康。
[0011]由于采用了單履帶的傳動結構，在橫向穩定性上相比于雙履帶的傳動結構會產生明顯的下降。通過設置平衡輪，利用發生橫向偏移時對于平衡輪的橫向作用力，實現平衡輪對于履帶的矯正作用。
[0012]回轉機構的葉輪可以減少氣流的在外殼內的相互對流阻擋，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化效率。
[0013]消音器的結構可以降低傳統消音結構所產生的氣流阻力，提高回轉機構的驅動力矩。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明一個【具體實施方式】的結構圖。
[0015]圖2是本發明一個【具體實施方式】中鉆車底盤的結構圖。
[0016]圖3是本發明一個【具體實施方式】中支重輪和平衡輪驅動機構的結構圖。
[0017]圖4是本發明一個【具體實施方式】中兩個平衡輪之間的結構圖。
[0018]圖5是本發明一個【具體實施方式】中第一連桿和第二連桿連接部位的結構圖。
[0019]圖6是本發明一個【具體實施方式】中鉆探執行機構的結構圖。
[0020]圖7是本發明一個【具體實施方式】中回轉機構的結構圖。
[0021]圖8是本發明一個【具體實施方式】中葉輪迎風面的結構圖。
[0022]圖9是本發明一個【具體實施方式】中葉輪背風面的結構圖。
[0023]圖10是本發明一個【具體實施方式】中消音器的結構圖。
[0024]圖中:1、鉆車底盤;2、鉆探執行機構；3、車架;4、履帶架；5、履帶；6、支重輪;7、導軌;8、回轉機構;9、推進氣缸；10、消音器；11、支撐軸；12、平衡輪；13、第一環形槽；14、第二環形槽；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、驅動桿;27、進氣口；28、排氣口；29、第一側面;30、第二側面;31、底面;32、導流槽;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、驅動軸。
【具體實施方式】
[0025]本發明中使用到的標準零件均可以從市場上購買，異形件根據說明書的和附圖的記載均可以進行訂制，各個零件的具體連接方式均采用現有技術中成熟的螺栓、鉚釘、焊接、粘貼等常規手段，在此不再詳述。
[0026]參照圖1-10，本發明一個【具體實施方式】包括鉆車底盤I，鉆車底盤I上設置有鉆探執行機構2，所述鉆車底盤I包括車架3，車架3上設置有履帶架4，履帶架4外側套接有履帶5，履帶5的內側設置有支重輪6;鉆探執行機構2包括導軌7，導軌7上設置有回轉機構8，導軌7固定在推進氣缸9上，回轉機構8的排氣端設置有消音器10。
[0027]支重輪6套接在支撐軸11上，支撐軸11上還設置有兩個平衡輪12，平衡輪12位于支重輪6的內側，支撐軸11的內部設置有驅動軸43，驅動軸43帶動平衡輪12和支重輪6轉動;任意一個平衡輪12的內側壁設置有第一環形槽13，另外一個平衡輪12的內側壁設置有第二環形槽14，第二環形槽14的寬度大于第一環形槽13的寬度，第一環形槽13內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形槽14內，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形槽14內，第一連桿15通過第一彈簧體18連接至支撐軸11，第一環形槽13和第二環形槽14之間還設置有弧形彈片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。
[0028]第一連桿15與第一環形槽13卡接的一端設置有第一球頭21，第二連桿16與第一環形槽13卡接的一端設置有第二球頭22，第一球頭21上設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。
[0029]回轉機構8包括外殼24，外殼24內設置有葉輪25，葉輪25連接有驅動桿26，外殼24的一端設置有進氣口 27，外殼24的另一端設置有排氣口 28，排氣口 28連接有消音器10，葉輪25的迎風面設置有凹槽，凹槽包括第一側面29和第二側面30，第一側面29和第二側面30之間連接有底面31，第一側面29位于靠近葉輪25邊緣的一側，第二側面30位于靠近驅動桿26的一側，第一側面29與葉輪25迎風面的夾角為71°，第二側面30為弧形，第二側面30與底面31的夾角為90°，第二側面30與葉輪25迎風面相切，底面31與葉輪25迎風面相互平行；葉輪25的背風面對稱設置有兩個導流槽32，導流槽32的一端位于葉輪25的頂部，導流槽32的另一端位于葉輪25的側邊，葉輪25的側邊設置有第一折流板33。
[0030]消音器10包括筒體34，筒體34的進氣端交錯設置有第二折流板35，第二折流板35的排氣端設置有擋板36，擋板36的頂部和底部分別設置有若干個通孔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。
[0031]驅動軸43與支重輪6通過第一減速器40連接，驅動軸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。
[0032]第二折流板35的頂部設置有弧形折流板42，弧形折流板42可以對回轉機構8排出的帶有較大旋轉慣性的氣流進行有效的導流，從而進一步降低消音器10對于氣流的阻礙作用。
[0033]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，不至于側翻，在履帶的兩側設有輔助輪，整機的寬度為700_，同時，整個執行裝置采用了折疊形式的設計，鉆車在長距離行走過程中，需將執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翻保證人身安全。整個底盤都是全新的設計結構，從行走驅動裝置到四輪一帶與以往的鉆車完全不同。底盤行走驅動是由氣馬達驅動減速機將動力傳遞給驅動鏈輪，為保證足夠小的體積，減速箱內部的結構非常緊湊。履帶也為自行設計，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距小，降低了底盤自身的高度。
[0034]為了提高氣動產品的功率，整個氣路的設計都十分通暢，減少了鉆車本身結構給氣流帶來的阻力。氣動產品的耗氣量是個十分關鍵的問題，如何降低氣動產品的供氣量一直困擾著許多研究人員，傳統的氣動鉆車都是氣馬達帶動齒輪齒條推進的結構，單獨推進馬達需要氣量就高達4m3/min，再加上回轉馬達需要的氣量，普通的礦區根本不能提供如此之大的氣源，造成主機的參數不能達標。為了保證回轉馬達的性能，必須將進氣口的氣量全部供給給回轉馬達，為此推進結構采用的是氣缸推進，氣缸推進在不考慮泄露的情況下，耗氣量幾乎為零，相比于傳統的氣馬達驅動齒輪齒條結構節約下來的氣量是非常可觀的，對于提高回轉馬達的性能起到了至關重要的作用。
[0035]回轉機構也就是鉆車的執行機構，回轉機構主要由回轉氣馬達、回轉減速箱、水套和主軸等組成，回轉氣馬達為大功率氣動馬達，最大輸出功率可達8Kw，耗氣量8m3/min左右，幾乎所有的煤礦企業都能使用。回轉減速箱有高速、低速兩個檔位，根據井下的不同地質條件選擇不同的轉速，可以大幅提高工作效率。
[0036]鉆車行走采用單履帶結構設計，整機寬度不超過700mm。鉆車的推進裝置采用大缸徑氣缸推進。回轉氣動馬達的最大輸出功率可達8Kw，主軸額定輸出扭矩可達800N.m，且回轉減速箱分高低速兩檔。行走機構采用氣馬達驅動，經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計，結構簡單，操作便捷。
[0037]在本發明的描述中，需要理解的是，術語“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明，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、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
[0038]以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明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發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.一種改進的單履帶氣動鉆車裝置，包括鉆車底盤(I)，鉆車底盤(I)上設置有鉆探執行機構(2)，其特征在于:所述鉆車底盤(I)包括車架(3)，車架(3)上設置有履帶架(4)，履帶架(4)外側套接有履帶(5)，履帶(5)的內側設置有支重輪(6);鉆探執行機構(2)包括導軌(7)，導軌(7)上設置有回轉機構(8)，導軌(7)固定在推進氣缸(9)上，回轉機構(8)的排氣端設置有消音器(10)。2.根據權利要求1所述的改進的單履帶氣動鉆車裝置，其特征在于:所述支重輪(6)套接在支撐軸(11)上，支撐軸(11)上還設置有兩個平衡輪(12)，平衡輪(12)位于支重輪(6)的內偵U，支撐軸(11)的內部設置有驅動軸(43)，驅動軸(43)帶動平衡輪(I 2)和支重輪(6)轉動;任意一個平衡輪(12)的內側壁設置有第一環形槽(13)，另外一個平衡輪(12)的內側壁設置有第二環形槽(14)，第二環形槽(14)的寬度大于第一環形槽(13)的寬度，第一環形槽(13)內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形槽(14)內，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形槽(14)內，第一連桿(15)通過第一彈簧體(18)連接至支撐軸(11)，第一環形槽(13)和第二環形槽(14)之間還設置有弧形彈片(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。3.根據權利要求2所述的改進的單履帶氣動鉆車裝置，其特征在于:所述第一連桿(15)與第一環形槽(13)卡接的一端設置有第一球頭(21)，第二連桿(16)與第一環形槽(13)卡接的一端設置有第二球頭(22)，第一球頭(21)上設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。4.根據權利要求1所述的改進的單履帶氣動鉆車裝置，其特征在于:所述回轉機構(8)包括外殼(24)，外殼(24)內設置有葉輪(25)，葉輪(25)連接有驅動桿(26)，外殼(24)的一端設置有進氣口( 27)，外殼(24)的另一端設置有排氣口( 28)，排氣口( 28)連接有消音器(10),葉輪(25)的迎風面設置有凹槽，凹槽包括第一側面(29)和第二側面(30)，第一側面(29)和第二側面(30)之間連接有底面(31)，第一側面(29)位于靠近葉輪(25)邊緣的一側，第二側面(30)位于靠近驅動桿(26)的一側，第一側面(29)與葉輪(25)迎風面的夾角為71°，第二側面(30)為弧形，第二側面(30)與底面(31)的夾角為90°，第二側面(30)與葉輪(25)迎風面相切，底面(31)與葉輪(25)迎風面相互平行;葉輪(25)的背風面對稱設置有兩個導流槽(32)，導流槽(32)的一端位于葉輪(25)的頂部，導流槽(32)的另一端位于葉輪(25)的側邊，葉輪(25)的側邊設置有第一折流板(33)。5.根據權利要求1所述的改進的單履帶氣動鉆車裝置，其特征在于:所述消音器(10)包括筒體(34)，筒體(34)的進氣端交錯設置有第二折流板(35)，第二折流板(35)的排氣端設置有擋板(36)，擋板(36)的頂部和底部分別設置有若干個通孔(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。
【文檔編號】B62D55/07GK106005069SQ201610505558
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月30日
【發明人】李俊慶, 馮帆, 宋建鋒, 張建軍, 殷碩, 高勇
【申請人】冀凱河北機電科技有限公司