一種鉆機及其車架的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種鉆機及其車架，包括相互連接的車架前部和車架后部，車架前部為槽型梁結構，車架后部為整體式箱型結構。整體式箱型結構的不存在車架連接問題，解決了現有技術中主車架、副車架連接錯位的問題。此外，整體式箱型結構的抗彎能力、抗扭能力均較強，增強了橫截面慣性矩，改善了整車的受力，增強了車架的工作穩定性。由于橫截面慣性矩主要由箱型大小決定，與板厚關系較小，將現有技術中小箱型和槽型梁組合的雙層連接結構改變成較大的整體式箱型結構之后，在保證剛度和強度的前提下，還可以適當減小車架后部的壁厚，降低車架的重量。另外，將車架后部設置為整體式箱型結構后，無需購買通用底盤加以改裝形成車架，降低了生產成本。
【專利說明】一種鉆機及其車架
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及工程機械【技術領域】，尤其涉及一種鉆車及其車架。
【背景技術】
[0002]鉆機是帶動鉆具向地下鉆進，以獲取實物地質資料的機械設備。鉆機的底盤包括 車架，車架通過變幅油缸與井架連接，車架上還設有垂直油缸。
[0003]如圖1所示，該圖為現有技術中鉆機的行駛狀態圖，鉆機處于行駛狀態時，井架水 平放置在車架1'上，此時底盤相當于滿載貨車，車架1'將底盤及其上裝重量通過輪胎傳 遞到地面，同時消除地面各種沖擊載荷，保證整車平穩行駛。如圖2所示，該圖為現有技術 中鉆機的作業狀態圖，鉆機處于作業狀態時，垂直油缸4'向下伸出支撐于地面上，待輪胎 完全離地后把整車調至水平狀態，伸長變幅油缸將井架2'抬起至垂直狀態，此時車架1' 將所承受的作業載荷通過垂直油缸4'傳遞到地面。
[0004]由上述工作過程可知，無論是行駛狀態還是作業狀態，車架r都是整車的底架， 設計車架1'時不僅需要考慮傳動系統、轉向系統等空間布置因素，還要兼顧作業載荷及路 面沖擊載荷等問題。因此，如何在有限的空間內，利用有限的重量，使車架1/剛度和強度均 滿足鉆機行駛和作業要求是車架1'設計的關鍵。
[0005]請參考圖3和圖4，圖3為現有技術中車架的結構示意圖，圖4為圖3中車架的車 架后部的橫截面示意圖。下面結合附圖簡要介紹這種車架1'的結構和存在的缺陷。
[0006]現有技術中，鉆機行業普遍購買通用底盤，在通用底盤的基礎上改裝形成需要的 車架r。如圖3和圖4所示，該車架r包括車架前部11'和車架后部12'，車架前部 11'為通用底盤所有，車架后部12'為后續改裝增加。車架后部12'為上、下雙層結構，包 括主車架121'和副車架122'，主車架121'采用槽型梁結構，副車架122'采用小箱型結 構，副車架122'通過多組螺紋緊固件固定在主車架121'上方。為了減少主車架121'、副 車架122'之間的剛性摩擦，通常在改裝時在二者的連接處增加彈性墊塊123'。
[0007]上述結構的車架1'具有如下缺點：
[0008]首先，由于制造過程中的誤差或者使用過程中磨損等各種因素，主車架121'、副 車架122'之間發生錯位很難避免，輕則變形過大導致整車傾斜，重則發生撕裂、側翻等安 全事故。
[0009]其次，盡管副車架122'采用小箱型結構，具有較強的抗彎抗扭能力，但主車架 121'采用槽型梁結構，其橫截面慣性矩較小，是整車受力的薄弱點。如果想開發大型號鉆 機，通用底盤的主車架121'的結構很難滿足要求。
[0010]再次，為提高主車架121'的承載能力，主車架121'的槽型梁都采用厚度較大的 熱軋鋼板。同時，為保證主車架121'、副車架122'連接處的強度，主車架121'槽型梁及 副車架122'底板處都需要加強厚度。這造成車架1'的整體重量較大，不符合鉆機輕量化 的設計要求。
[0011]另外，上述車架r的固定支腿13'與副車架122'連接，因此，鉆機工作時的傳力過程為井架2'等部件-副車架122'-固定支腿13'-地面，而主車架121'并不參與傳力，造成車架I,整體受力不均。
[0012]最后，改裝車架會增加很多人力、材料費用，總體制造成本較高。
[0013]有鑒于此，亟待針對上述技術問題，對現有技術的車架做進一步優化設計，增大車架的橫截面慣性矩，避免車架發生變形，且在保證剛度和強度的前提下、減小車架的重量。
實用新型內容
[0014]本實用新型的目的為提供一種鉆機及其車架，該車架的車架后部采用整體式箱型結構，能夠避免錯位現象的發生，提高橫截面慣性矩，且保證強度和剛度的前提下減小車架
的重量。
[0015]為解決上述技術問題，本實用新型提供一種用于鉆機的車架，包括相互連接的車架前部和車架后部，所述車架前部為槽型梁結構；所述車架后部為整體式箱型結構。
[0016]優選地，所述車架后部包括承載部，所述承載部包括第一蓋板、第一底板，設于所述第一蓋板、所述第一底板之間兩側的兩個第一腹板，四者圍成橫截面為長方形的箱型結構。
[0017]優選地，所述第一蓋板、所述第一底板和兩個所述第一腹板設有第一筋板。
[0018]優選地，所述車架后部包括傳動軸安裝部，所述傳動軸安裝部包括水平第二蓋板、第二底板，設于所述第二蓋板、所述第二底板之間兩側的兩個第二腹板，所述第二底板包括分別設于兩個所述第二腹板內側的兩個第一水平板，和連接于兩個所述第一水平板之間、向上凸起的彎折板。
[0019]優選地，所述第二蓋板、所述第二腹板設有第二筋板。
[0020]優選地，所述車架后部包括分動箱安裝部，所述分動箱安裝部包括水平第三蓋板、第三底板，設于所述第三蓋板、所述第三底板之間兩側的兩個第三腹板，所述第三底板為分別設于兩個所述第三腹板內側的兩個第二水平板，兩個所述第二水平板與所述第三蓋板之間還連接有支撐板。
[0021 ] 優選地，所述第三腹板設有第三筋板。
[0022]優選地，所述車架后部包括液壓泵安裝部，所述液壓泵安裝部的橫向寬度大于其他部分的橫向寬度。
[0023]優選地，所述車架后部包括井架支撐部，井架支撐部的蓋板厚度大于其余部分的蓋板厚度，所述井架支撐部的蓋板與其相鄰的蓋板對接焊接。
[0024]優選地，所述車架的兩側設有固定支腿，固定支腿的蓋板與車架后部的蓋板對接并焊接，固定支腿的底板與車架后部的底板對接并焊接，固定支腿的立板與車架后部的腹板貼合并焊接。
[0025]優選地，所述固定支腿的數目為四個，其中兩個所述固定支腿分別連接于所述車架后部前端的兩側，另外兩個所述固定支腿連接于所述車架后部的兩端。
[0026]本實用新型提供一種用于鉆機的車架，包括相互連接的車架前部和車架后部，車架前部為槽型梁結構，車架后部為整體式箱型結構。
[0027]采用這種結構，整體式箱型結構的不存在車架連接問題，從根本上解決了現有技術中主車架、副車架連接錯位的問題。此外，整體式箱型結構的抗彎能力、抗扭能力均較強，與現有技術中上層箱型、下層槽型梁的結構相比，大大增強了橫截面慣性矩，改善了整車的受力，增強了車架的工作穩定性。除此之外，由于橫截面慣性矩主要由箱型大小決定，與板厚關系較小，將現有技術中小箱型和槽型梁組合的雙層連接結構改變成較大的整體式箱型結構之后，在保證剛度和強度的前提下，還可以適當減小車架后部的壁厚，進而有效降低車架的重量，滿足當前鉆機行業的輕量化的設計要求。另外，將車架后部2設置為整體式箱型結構后，無需再購買通用底盤加以改裝形成車架，而是采用批量生產的方式直接加工適合的車架，因此大大降低了生產成本。
[0028]本實用新型提供一種鉆機，包括車架和井架，所述車架采用如上所述的結構，所述車架通過變幅油缸與所述井架連接。
[0029]由于上述車架具有如上技術效果，因此，包括該車架的鉆機也應當具有相同的技術效果，在此不再贅述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]圖1為現有技術中鉆機的行駛狀態圖；
[0031]圖2為現有技術中鉆機的作業狀態圖；
[0032]圖3為現有技術中車架的結構示意圖；
[0033]圖4為圖3中車架的車架后部的橫截面示意圖；
[0034]圖5為本實用新型所提供車架的一種【具體實施方式】的結構示意圖；
[0035]圖6為圖5中車架的車架后部的結構示意圖；
[0036]圖7為圖5中車架的承載部的橫截面結構示意圖；
[0037]圖8為圖5中車架的傳動軸安裝部的橫截面示意圖；
[0038]圖9為圖5中車架的分動箱安裝部的橫截面示意圖；
[0039]圖10為圖6中A處的局部放大圖；
[0040]圖11為圖5中車架后部與固定支腿連接處的橫截面示意圖。
[0041]其中，圖1至圖4中的附圖標記與部件名稱之間的對應關系為:
[0042]車架I' ;車架前部IP ;車架后部12';主車架121' ;副車架122';彈性墊塊123';固定支腿13'；
[0043]井架W ;變幅油缸Y ;垂直油缸V ；
[0044]圖5至圖11中的附圖標記與部件名稱之間的對應關系為:
[0045]車架前部I ;車架后部2 ;固定支腿3 ；
[0046]承載部21 ;第一蓋板211 ;第一底板212 ;第一腹板213 ;第一筋板214 ；
[0047]傳動軸安裝部22 ;第二蓋板221 ;第二底板222 ;第一水平板2221 ;彎折板2222 ；第二腹板223 ;第二筋板224 ；
[0048]分動箱安裝部23 ;第三蓋板231 ;第三底板232 ;第二水平板2321 ;第三腹板233 ；第三筋板234 ;支撐板235 ；
[0049]液壓泵安裝部24 ；
[0050]井架支撐部25 ;井架支撐部的蓋板251 ；
[0051]連接部26;
[0052]固定支腿的蓋板31 ;固定支腿的底板32 ;固定支腿的立板33。【具體實施方式】
[0053]本實用新型的核心為提供一種鉆機及其車架，該車架通過設計整體式箱型結構的車架后部，避免了錯位等不穩定現象，提高了橫截面的慣性矩，并能夠在保證強度和剛度的前提下減小車架的重量。
[0054]為了使本領域的技術人員更好地理解本實用新型的技術方案，下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0055]需要說明的是，本文中出現的方位詞“橫向”指的是車架的寬度方向，“內偵彳”指的是由車架的橫向兩側指向其縱向中心線的方向，即圖7中的左、右兩端指向中心的方向，“外偵『指的是由車架的縱向中心線指向其橫向兩側的方向，即圖7中的中心指向左、右兩端的方向；應當理解，這些方位詞的出現是以說明書附圖為基準設立的，它們的出現不應當影響本實用新型的保護范圍。
[0056]請參考圖5和圖6，圖5為本實用新型所提供車架的一種【具體實施方式】的結構示意圖；圖6為圖5中車架的車架后部的結構示意圖。
[0057]在一種【具體實施方式】中，如圖5和圖6所示，本實用新型提供一種用于鉆機的車架，該車架包括相互連接的車架前部I和車架后部2。車架前部I為槽型梁結構，主要用于安裝駕駛室、發動機、變速箱等車輛前端零部件。車架后部2為整體式箱型結構，主要用于承載井架等部件的重量及鉆機作業時整車承受的外載。該車架后部2包括與車架前部I連接的連接部26、傳動軸安裝部22、分動箱安裝部23、液壓泵安裝部24、井架支撐部25和承載部21。
[0058]采用這種結構，整體式箱型結構的不存在車架連接問題，從根本上解決了現有技術中主車架、副車架連接錯位的問題。此外，整體式箱型結構的抗彎能力、抗扭能力均較強，與現有技術中上層箱型、下層槽型梁的結構相比，大大增強了橫截面慣性矩，改善了整車的受力，增強了車架的工作穩`定性。除此之外，由于橫截面慣性矩主要由箱型大小決定，與板厚關系較小，將現有技術中小箱型和槽型梁組合的雙層連接結構改變成較大的整體式箱型結構之后，在保證剛度和強度的前提下，還可以適當減小車架后部2的壁厚，進而有效降低車架的重量，滿足當前鉆機行業的輕量化的設計要求。另外，將車架后部2設置為整體式箱型結構后，無需再購買通用底盤加以改裝形成車架，而是采用批量生產的方式直接加工適合的車架，因此大大降低了生產成本。
[0059]下面具體介紹上述整體式箱型車架后部2的各個部分的具體結構。
[0060]請參考圖7，圖7為圖5中車架的承載部21的橫截面結構示意圖。
[0061]在一種【具體實施方式】中，如圖7所示，上述車架后部2包括承載部21，承載部21包括第一蓋板211、第一底板212,設于第一蓋板211、第一底板212之間兩側的兩個第一腹板213，四者圍成橫截面為長方形的箱型結構。
[0062]采用這種結構，使得承載部21為結構簡單、緊湊的箱型結構，既保證了承載部21的剛度和強度，又使承載部21具有加工制造方便的特點。
[0063]進一步的方案中，上述第一蓋板211、第一底板212和兩個第一腹板213設有第一筋板214。這樣,在第一蓋板211、第一底板212和兩個第一腹板213承載的基礎上,第一筋板214能夠增強承載部21的剛度，防止承載部21局部失穩。這里并未限定第一筋板214的具體數量，可以想到，第一基板的數量可以根據實際需要自由設定。
[0064]需要說明的是，本文中的“承載部21”指的是車架后部2中不做其他特殊用途，主要用于承載的部分，即除去連接部26、傳動軸安裝部22、分動箱安裝部23、液壓泵安裝部24的其余部分。當然，承載部21之外的其余部分也同時具有承載的作用。
[0065]請參考圖8，圖8為圖5中車架的傳動軸安裝部22的橫截面示意圖。
[0066]在一種【具體實施方式】中，如圖8所示,上述車架后部2包括傳動軸安裝部22,傳動軸安裝部22包括水平第二蓋板221、第二底板222，設于第二蓋板221、第二底板222之間兩側的兩個第二腹板223，第二底板222包括分別設于兩個第二腹板223內側的兩個第一水平板2221，和連接于兩個第一水平板2221之間、向上凸起的彎折板2222。
[0067]采用這種結構，第二底板222的彎折部向上凸起的部分形成了容置傳動軸的縱向空間，方便了縱向設置的傳動軸的安裝，使得車架后部2結構緊湊、空間布局合理。此外，這種箱型結構同樣具有較大的強度和剛度。
[0068]在上述方案的基礎上，傳動軸安裝部22的第二蓋板221、第二腹板223設有第二筋板 224。
[0069]與上述第一筋板214的技術效果類似地，第二筋板224能夠增強承載部21的剛度，防止承載部21局部失穩。當然，第二基板的數量也可以根據實際需要自由設定。
[0070]請參考圖9，圖9為圖5中車架的分動箱安裝部23的橫截面示意圖。
[0071]在另一種【具體實施方式】中，如圖9所示，上述車架后部2包括分動箱安裝部23，分動箱安裝部23包括水平第三蓋板231、第三底板232，設于第三蓋板231、第三底板232之間兩側的兩個第三腹板233，第三底板232為分別設于兩個第三腹板233內側的兩個第二水平板2321，兩個第二水平板2321與第三蓋板231之間還連接有支撐板235。
[0072]采用這種簡易的箱型結構，兩個支撐板235之間提供了容置分動箱的豎向空間，方便了豎向設置的分動箱的安裝，并具有結構緊湊、布局合理的優點。此外，第三蓋板231、第三底板232、第三腹板233和支撐板235圍成了兩個箱型結構，同樣保證了車架后部2的剛度、強度和受力平穩性。
[0073]這里并未限定支撐板235的方向，如圖9所示，可以將圖9設置為與第三腹板233平行的豎直板，當然，支撐板235也可以傾斜連接于第二水平板2321和第三蓋板231之間。
[0074]進一步的方案中，上述第三腹板233設有第三筋板234。
[0075]與上述第一筋板214、第二筋板224的技術效果類似地，第三筋板234能夠增強分動箱安裝部23的剛度，防止分動箱安裝部23局部失穩。當然，第三筋板234的數量也可以根據實際需要自由設定。
[0076]在另一種【具體實施方式】中，如圖5和圖6所示，車架后部2包括液壓泵安裝部24，液壓泵安裝部24的橫向寬度大于其他部分的橫向寬度。
[0077]由于，采用這種結構，能夠使液壓泵安裝部24具有較大的空間，用以容置體積較大的液壓泵，并且寬度較大的箱型結構也能進一步增強其強度和剛度。
[0078]在另一種【具體實施方式】中，如圖10所示，圖10為圖6中A處的局部放大圖；上述車架后部2的井架支撐部的蓋板251厚度大于其余部分的蓋板厚度，井架支撐部的蓋板251與其相鄰的蓋板對接焊接。
[0079]由于井架支撐部25設于車架后部2的尾端，當鉆機處于工作狀態、井架由水平旋轉為豎直狀態時，井架的底端支撐于車架后部2的尾端，因此井架支撐部25的受力非常大，將井架支撐部的蓋板251厚度增大之后，使其能夠承受較大的壓力，保證車架穩定受力。此夕卜，井架支撐部的蓋板251與其相鄰蓋板對接焊接，使得車架后部2結構工藝簡單、傳力直接，且適于批量生產。
[0080]請參考圖11，圖11為圖5中車架后部2與固定支腿3連接處的橫截面示意圖。
[0081]在另一種【具體實施方式】中，如圖11所示，本實用新型提供的車架的兩側還設有固定支腿3，固定支腿的蓋板31與車架后部2的蓋板對接并焊接，固定支腿的底板32與車架后部2的底板對接并焊接，固定支腿的立板33與車架后部2的腹板貼合并焊接。
[0082]采用這種結構，工作過程中，井架等部件的受力傳遞給車架后部2，車架后部2將受力傳遞給固定支腿3，固定支腿3再將受力傳遞至地面。由于車架后部2為整體式箱型結構，與現有技術僅副車架向固定支腿3傳力的結構相比，車架后部2的承載能力增強，受力更均勻、傳力過程更安全。此外，車架后部2的對接焊接的方式使得力的傳遞更加直接、快速，并保證了車架后部2的強度和剛度。
[0083]具體的方案中，上述固定支腿3的數量可以為四個，其中兩個固定支腿3分別連接于車架后部2前端的兩側，另外兩個固定支腿3連接于車架后部的兩端。當然，也可以設置其他數目的固定支腿3。
[0084]本實用新型還提供一種鉆機，包括車架和井架，車架采用如上的車架，井架通過變幅油缸與車架連接。
[0085]由于上述車架具有如上技術效果，因此，包括該車架的鉆機也應當具有相同的技術效果，在此不再贅述。
[0086]以上對本實用新型所提供的一種鉆機及其車架進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權利要求的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種用于鉆機的車架，包括相互連接的車架前部(I)和車架后部(2)，所述車架前部(I)為槽型梁結構；其特征在于，所述車架后部(2)為整體式箱型結構。
2.根據權利要求1所述的用于鉆機的車架，其特征在于，所述車架后部(2)包括承載部(21),所述承載部(21)包括第一蓋板(211)、第一底板(212),設于所述第一蓋板(211)、所述第一底板(212)之間兩側的兩個第一腹板(213)，四者圍成橫截面為長方形的箱型結構。
3.根據權利要求2所述的用于鉆機的車架，其特征在于，所述第一蓋板(211)、所述第一底板(212)和兩個所述第一腹板(213)設有第一筋板(214)。
4.根據權利要求1所述的用于鉆機的車架，其特征在于，所述車架后部(2)包括傳動軸安裝部(22)，所述傳動軸安裝部(22)包括水平第二蓋板(221)、第二底板(222)，設于所述第二蓋板(221)、所述第二底板(222)之間兩側的兩個第二腹板(223)，所述第二底板(222)包括分別設于兩個所述第二腹板(223)內側的兩個第一水平板(2221)，和連接于兩個所述第一水平板(2221)之間、向上凸起的彎折板(2222)。
5.根據權利要求4所述的用于鉆機的車架，其特征在于，所述第二蓋板(221)、所述第二腹板(223)設有第二筋板(224)。
6.根據權利要求1所述的用于鉆機的車架，其特征在于，所述車架后部(2)包括分動箱安裝部(23)，所述分動箱安裝部(23)包括水平第三蓋板(231)、第三底板(232)，設于所述第三蓋板(231)、所述第三底板(232)之間兩側的兩個第三腹板(233)，所述第三底板(232)為分別設于兩個所述第三腹板(233)內側的兩個第二水平板(2321)，兩個所述第二水平板(2321)與所述第三蓋板(231)之間還連接有支撐板(235)。
7.根據權利要求6所述的用于鉆機的車架，其特征在于，所述第三腹板(233)設有第三筋板(234)。
8.根據權利要求1所述的用于鉆機的車架，其特征在于，所述車架后部(2)包括液壓泵安裝部(24)，所述液壓泵安裝部(24)的橫向寬度大于其他部分的橫向寬度。
9.根據權利要求1所述的用于鉆機的車架，其特征在于，所述車架后部(2)包括井架支撐部(25)，井架支撐部的蓋板(251)厚度大于其余部分的蓋板厚度，所述井架支撐部的蓋板(251)與其相鄰的蓋板對接焊接。
10.根據權利要求1-9任一項所述的用于鉆機的車架，其特征在于，所述車架的兩側設有固定支腿(3)，固定支腿的蓋板(31)與車架后部(2)的蓋板對接并焊接，固定支腿的底板(32)與車架后部(2)的底板對接并焊接，固定支腿的立板(33)與車架后部(2)的腹板貼合并焊接。
11.根據權利要求10所述的用于鉆機的車架，其特征在于，所述固定支腿(3)的數目為四個，其中兩個所述固定支腿(3)分別連接于所述車架后部(2)前端的兩側，另外兩個所述固定支腿(3)連接于所述車架后部的兩端。
12.—種鉆機，包括車架和井架，其特征在于，所述車架采用如權利要求1-11任一項所述的結構，所述車架通過變幅油缸與所述井架連接。
【文檔編號】E21B15/00GK203383739SQ201320370623
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年6月25日 優先權日:2013年6月25日
【發明者】洪彬, 於磊, 崔書文, 李忠杰, 周楠 申請人:徐州重型機械有限公司