專利名稱：在豎向圓形柱體上鉆孔取芯的定位緊固裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種定位緊固裝置，尤其涉及一種在豎向圓形柱體上進行鉆孔取芯時對鉆孔取芯機進行固定的專用定位緊固裝置，適用的工作面包括水下、水上或地面以上。
背景技術：
現有的鉆孔取芯機定位緊固裝置一般是針對一個面積較大的平面工作環境(或工作條件)。在平面上鉆孔取芯，按通常做法，先采用螺栓把鉆孔取芯機的平面底座與擬鉆孔取芯的工作平面進行連接并定位緊固，繼而才能展開鉆孔取芯作業。但這種方法對于豎向圓形柱體工作面，尤其是對處于水下和水上位置的豎向圓形柱體工作面卻根本不適用，其根本原因就在于鉆機的平面底座無法與豎向圓形柱體工作面準確地緊密接觸，造成無法定位或定位不準，最終導致鉆機作業無法開展。另一種較少采用的辦法則是在地面上樹立起一個鉆孔操作平臺，把鉆孔取芯機固定安裝在這個平臺上。移動該平臺至擬鉆孔取芯的豎向圓形柱體工作面處，用地腳螺栓把這個操作平臺定位緊固，然后對準豎向圓形柱體工作面開展鉆孔取芯作業。當鉆孔取芯工作面處于地面以上的位置時，雖然可以采用這種方法，但該方法中的操作平臺移動不便，尤其是當鉆孔取芯工作面高度不一致時，操作平臺反復定位緊固的工作量將是相當大的。此外，這種方法對于處于水下和水上位置的豎向圓形柱體工作面也根本不適用，其根本原因是此時的鉆孔操作平臺根本無法固定。對于處于水上鉆孔取芯位置的豎向圓形柱體工作面，鉆孔取芯操作平臺雖可固定于船體甲板上，但因風浪的影響，致使船體時時晃動，最終導致無法安全而準確地進行定位和鉆孔取芯操作。對于處于水下位置的擬鉆孔取芯的豎向圓形柱體工作面而言，則根本不可能把鉆孔取芯操作平臺固定到河底或海底里去。
發明內容
本發明的目的在于針對現有技術的不足，設計一種在豎向圓形柱體上鉆孔取芯的定位緊固裝置，在豎向圓形柱體工作面上能夠輔助鉆孔取芯機實現準確和可靠定位，而不論這種豎向圓形柱體工作面是處于水下、水上或地面以上的位置。
為實現這樣的目的，本發明設計的定位緊固裝置由鋼框架、金屬鏈條收緊機構和反推止滑組合螺栓三個部分組成，鋼框架與鉆孔取芯機平面底板相連接部位為平面狀態，鋼框架背部中心區域，即鋼框架與豎向圓形柱體表面接觸處則加工成局部弧形凹面，以利于與豎向圓形柱體表面的吻合接觸。三根用于圍住豎向圓形柱體的金屬鏈條的一端固定于鋼框架一側，另一端與直長螺桿相焊接穿入鋼框架的另一側并通過手輪螺母擰入和旋轉予以調節松緊度。鋼框架上設置四個定位螺栓孔用以安裝鉆孔取芯機平面底板，并設置三個反推止滑組合螺栓用以進一步鎖定鋼框架及調整鉆機鉆孔取芯中心線與工作面之間的垂直度。
本發明的定位緊固裝置中，鋼框架為由槽鋼焊制而成的矩形框架，其近中心區域加焊兩根縱向短槽鋼。在鋼框架中部偏上區域根據鉆孔取芯機平面底板定位區域上的四個定位孔的位置尺寸鉆有四個定位螺栓孔，用以將來工作時安裝鉆孔取芯機的平面底板，其中兩個定位螺栓孔開在鋼框架矩形框的上邊框上，另兩個定位螺栓孔開在加焊的兩根縱向短槽鋼上。鋼框架的左邊框上開有三個弧形孔，右邊框對應地開有三個圓形孔。三根金屬鏈條的左端部分別穿過鋼框架的左邊框弧形孔，轉向折疊，工作定位時將采用螺栓和螺母予以鎖定。直長螺桿與金屬鏈條的右端相焊接，直長螺桿從鋼框架右邊框的對應圓孔中穿出，用手輪螺母擰入吊住。在鋼框架的上框中心線兩側及下框中心線上各設置一個反推止滑螺栓，這三個反推止滑組合螺栓呈三角形布置，位于鉆孔取芯機平面底板定位區域范圍之外。鋼框架與鉆孔取芯機平面底板相連接部位為平面狀態，在鋼框架的背部中心區域，即鋼框架與豎向圓形柱體表面接觸處則加工成局部弧形凹面，以利于與豎向圓形柱體表面的吻合接觸。
工作時，把定位緊固裝置鋼框架的弧形凹面貼在待鉆孔取芯的豎向圓形柱體工作面上，然后將三根金屬鏈條左端部分別繞過豎向圓形柱體固定在鋼框架左邊框的三個弧形孔內，使金屬鏈條緊緊圍住豎向圓形柱體，旋轉鋼框架右邊框的手輪螺母，將金屬鏈條從右端進一步收緊，使鋼框架牢固地被定位在豎向圓形柱體工作面上。此時，即可通過鋼框架上的四個定位螺栓孔，將鉆孔取芯機的平面底板固定在鋼框架的定位區域上，再通過調節三個反推止滑組合螺栓，使鋼框架更進一步牢固定位于豎向圓形柱體工作面上，同時可調節鉆機鉆孔取芯中心線與豎向圓形柱體工作面之間的垂直度關系。然后可順序安裝鉆孔取芯機機身及鉆孔取樣芯筒，使鉆孔取樣芯筒中心對準鉆孔取芯機工作區域的中心。
本發明中采用的金屬鏈條數量和設置位置皆可依具體情況而改變，而金屬鏈條左右兩端與鋼框架之間的緊固方式也可按需作相應改變，只要能將定位緊固裝置穩穩地固定在豎向圓形柱體上即可。
鋼框架背部的弧形凹面直徑可直接采用豎向圓形柱體的直徑，也可不同于圓形柱體的直徑。當弧形凹面直徑大于或小于豎向圓形柱體的直徑時，則可通過調節三個反推止滑組合螺栓來調整弧形凹面與豎向圓形柱體工作面之間的吻合不良現象，實現穩定定位。反推止滑組合螺栓的設置，使得本發明的適應范圍更為廣泛，其位置及數量可視需要而作相應改變。
本發明的定位緊固裝置操作簡單，無論鉆孔取芯的豎向圓形柱體工作面是在地面以上或是在水上或是在水下位置，都可實現準確和可靠的定位緊固。該定位緊固裝置也可用于橫向或斜向圓形柱體工作面上的作業，以及在豎向、橫向或斜向弧形柱體工作面上進行的作業。
圖1為本發明的結構正視圖。
圖1中，1為金屬鏈條，2為手輪螺母，3為直長螺桿，4為鋼框架，5為反推止滑螺栓，6為弧形孔，7為金屬鏈條左端部，8為鉆孔取芯機定位螺栓孔，9為鉆孔取芯機的平面底板定位區域，10為鉆孔取芯機工作區域。
圖2為本發明的俯視結構示意圖。
圖2中，1為金屬鏈條，2為手輪螺母，3為直長螺桿，4為鋼框架，5為反推止滑螺栓，7為金屬鏈條左端部，8為鉆孔取芯機定位螺栓孔，11為鉆孔取芯機，12為鋼框架的弧形凹面，13為螺栓，14為螺母，15為豎向圓形柱體。
具體實施例方式
以下結合附圖對本發明的技術方案作進一步描述。
本發明的定位緊固裝置結構如圖1所示，主要由鋼框架4、金屬鏈條1及手輪螺母2、直長螺桿3構成的收緊機構、反推止滑組合螺栓5三個部分組成。鋼框架4由槽鋼焊制而成，其正視圖呈矩形狀，橫向較長，縱向較短，近中心區域加焊兩根縱向短槽鋼。在鋼框架4中部偏上區域根據鉆孔取芯機平面底板定位區域9上的四個定位孔的位置尺寸鉆有四個定位螺栓孔8，用以將來工作時安裝鉆孔取芯機的平面底板，其中兩個定位螺栓孔8開在鋼框架4矩形框的上邊框上，另兩個定位螺栓孔8開在加焊的兩根縱向短槽鋼上。鋼框架4的左邊框上開有三個弧形孔6，右邊框對應地開有三個圓形孔。三根金屬鏈條1的左端部7分別由后向前穿過鋼框架4的左邊框弧形孔6，轉向折疊，工作定位時將采用螺栓和螺母予以鎖定。直長螺桿3與金屬鏈條1的右端相焊接，直長螺桿3從鋼框架4右邊框的對應圓孔中由后向前穿插伸出，用手輪螺母2擰入吊住。在鋼框架4的上框中心線兩側及下框中心線上各設置一個反推止滑螺栓5，這三個反推止滑組合螺栓5呈三角形布置，位于鉆孔取芯機平面底板定位區域9范圍之外。圖1中10為鉆孔取芯機工作區域。
圖2為本發明的俯視結構示意圖。如圖2所示，鋼框架4與鉆孔取芯機11平面底板相連接部位為平面狀態，在鋼框架4的背部中心區域，即鋼框架4與豎向圓形柱體15表面接觸處則加工成局部弧形凹面12，以利于與豎向圓形柱體15表面的吻合接觸。三根金屬鏈條1的左端部7分別穿過鋼框架4的左邊框弧形孔，轉向折疊，工作定位時采用螺栓13和螺母14予以鎖定。直長螺桿3與金屬鏈條1的右端相焊接，直長螺桿3從鋼框架4右邊框的對應圓孔中穿出，用手輪螺母2擰入吊住。在鋼框架4中部鉆有四個定位螺栓孔8，用以安裝鉆孔取芯機的平面底板，在鋼框架4的上框中心線兩側及下框中心線各設置一個反推止滑螺栓5，這三個反推止滑組合螺栓5呈三角形布置。
在待命準備階段與三根金屬鏈條1右端相焊接的直長螺桿3分別從鋼框架4右邊框的三個圓形孔中由后向前對應穿出，分別用手輪螺母2擰入吊住。三根金屬鏈條1左端部7分別從鋼框架4左邊框的三個弧形孔6中由后向前對應穿出，轉向折疊。三個反推止滑組合螺栓5由前向后稍稍擰入鋼框架4中，擰入的螺栓頭部不要超過構成鋼框架4的槽鋼厚度。把四根與鉆孔取芯機的平面底板孔徑相配合的相同規格的長螺栓從鋼框架4上的四個鉆孔取芯機定位螺栓孔8中由后向前對應穿出，分別用一個螺母將對應的長螺栓緊固。每根長螺栓預留出一定的螺桿長度，其將足以滿足緊固鉆孔取芯機的平面底板之用。鉆孔取芯機的平面底板將通過這四根長螺栓被緊固在鋼框架4上的定位區域9，而與平面底板相連接的鉆孔取芯機機身上的鉆孔取樣芯筒中心將對準鋼框架4的第一根金屬鏈條1的上方鉆孔取芯機工作區域10的中心。
在擬進行鉆孔取芯的豎向圓形柱體15工作面確定后，把三根金屬鏈條1左端部7分別從鋼框架4左邊框的三個弧形孔6中向后對應退出。把定位緊固裝置鋼框架4的弧形凹面12貼在待鉆孔取芯的豎向圓形柱體15工作面上。然后，三根金屬鏈條1左端部7分別繞過豎向圓形柱體15的背面，由后向前穿過鋼框架4左邊框的三個弧形孔6，收緊鏈條1。鏈條1左端部7經180度轉向疊合后，用一枚螺栓13插于鏈條孔中并用螺帽14予以固定。另兩根鏈條1也以同樣方式加以固定。旋轉鋼框架4右邊框的手輪螺母2，進一步收緊三根金屬鏈條1，使鋼框架4牢固地被定位在豎向圓形柱體15工作面上。此時，即可以把鉆孔取芯機的平面底板上的四個定位孔套入預先已緊固在鋼框架4上螺栓孔8位置上的四根長螺栓上，各用一個螺母緊固，從而使鉆孔取芯機的平面底板固定在定位區域9。然后順序安裝機身11及鉆孔取樣芯筒，使鉆孔取樣芯筒中心對準鉆孔取芯機工作區域10的中心。
本發明采用金屬鏈條1捆綁在工作對象豎向圓形柱體15上，使用時金屬鏈條的數量和設置位置皆可依具體情況而改變。金屬鏈條1左右兩端與鋼框架4之間的緊固方式可按需作相應改變，只要達到能將此定位緊固裝置穩穩地固定在豎向圓形柱體15上的目的即可。
鉆孔取芯機質量較大。一般情況下，在鉆孔取芯機定位于鋼框架4上后，若發生鋼框架4的輕微滑動或晃動，可通過進一步旋轉手輪螺母2即可實現止晃。更有效的辦法則是，通過旋轉設置于鋼框架4上。處于鉆孔取芯機平面底板定位區域9外兩側的反推止滑螺栓5以及位于鉆孔取芯機平面底板定位區域9外尾部中心線上的第三個反推止滑螺栓5，即可進一步有效鎖定鋼框架4。通過調節這三個反推止滑組合螺栓5還可實現調節鉆機鉆孔取芯中心線與豎向圓形柱體15工作面之間的垂直度關系。經過上述各步驟的操作及調整之后，鉆孔取芯機即可在豎向圓形柱體15工作面上開展鉆孔取芯作業。
對于直徑統一的豎向圓形柱體15，鋼框架4背部的弧形凹面12直徑可直接采用豎向圓形柱體15的直徑。這樣可增大安裝時的吻合接觸面，有利整套裝置的穩定和定位。弧形凹面12的直徑也可不同于圓形柱體15的直徑。當鋼框架4背部的弧形凹面12直徑大于或小于豎向圓形柱體15的直徑時，則可通過調節三個反推止滑組合螺栓5來達到調整弧形凹面12與豎向圓形柱體15工作面之間的吻合不良現象，實現穩定定位的目的。反推止滑組合螺栓5的設置位置及數量可視需要而作相應改變。
權利要求
1.一種在豎向圓形柱體上鉆孔取芯的定位緊固裝置，其特征在于包括鋼框架(4)、由金屬鏈條(1)、手輪螺母(2)及直長螺桿(3)構成的收緊機構、反推止滑組合螺栓(5)三部分，鋼框架(4)為由槽鋼焊制而成的矩形框架，其中心區域加焊兩根縱向短槽鋼，鋼框架(4)上鉆有四個定位螺栓孔(8)用以安裝鉆孔取芯機的平面底板，其中兩個開在鋼框架(4)的上邊框上，另兩個開在兩根縱向短槽鋼上，鋼框架(4)的左邊框上開有三個弧形孔(6)，右邊框對應地開有三個圓形孔，三根金屬鏈條(1)的左端部(7)分別穿過鋼框架(4)的左邊框三個弧形孔(6)并用螺栓(13)和螺母(14)予以鎖定，與金屬鏈條(1)的右端相焊接的直長螺桿(3)從鋼框架(4)右邊框的對應圓孔中穿出，用手輪螺母(2)擰入吊住，在鋼框架(4)的上框中心線兩側及下框中心線上各設置一個反推止滑螺栓(5)，這三個反推止滑組合螺栓(5)呈三角形布置，位于鉆孔取芯機平面底板定位區域(9)范圍之外，鋼框架(4)的背面與豎向圓形柱體(15)表面接觸處為局部弧形凹面(12)。
2.根據權利要求1的在豎向圓形柱體上鉆孔取芯的定位緊固裝置，其特征在于所述鋼框架(4)背部的弧形凹面(12)的直徑與豎向圓形柱體(15)的直徑相同，也可以大于或小于豎向圓形柱體(15)的直徑。
3.根據權利要求1的在豎向圓形柱體上鉆孔取芯的定位緊固裝置，其特征在于應用于橫向或斜向圓形柱體工作面上的作業、在豎向、橫向或斜向弧形柱體工作面上進行的作業、以及在地面以上或是在水上或是在水下位置的作業。
全文摘要
一種在豎向圓形柱體上鉆孔取芯的定位緊固裝置，包括鋼框架、金屬鏈條收緊機構和反推止滑組合螺栓，鋼框架與鉆孔取芯機平面底板相連接部位為平面狀態，鋼框架背部中心區域與豎向圓形柱體表面接觸處為局部弧形凹面，以利于與豎向圓形柱體表面的吻合接觸。三根用于圍住豎向圓形柱體的金屬鏈條的一端固定于鋼框架一側，另一端與直長螺桿相焊接穿入鋼框架的另一側并通過手輪螺母予以調節松緊度。鋼框架上設置四個定位螺栓孔用以安裝鉆孔取芯機平面底板，并設置三個反推止滑組合螺栓用以進一步鎖定鋼框架及調整工作面的垂直度。本發明對于鉆孔取芯的豎向圓形柱體工作面在地面以上或是在水上或是在水下位置，都可實現準確和可靠的定位緊固。
文檔編號E21B49/00GK1632506SQ20041009919
公開日2005年6月29日 申請日期2004年12月29日 優先權日2004年12月29日
發明者呂子義, 周錫蕙, 寇新建, 黃淑貞, 呂豪, 張靜宜 申請人:上海交通大學