鉆機及其調整機構的制作方法

鉆機及其調整機構的制作方法
【專利摘要】一種鉆機，包括：基座；鉆塔，所述鉆塔從所述基座延伸出來；鉆桿，所述鉆桿被聯接至所述鉆塔，并由所述鉆塔支撐；驅動機構，所述驅動機構被聯接至鉆塔，所述驅動機構使得所述鉆桿相對所述鉆塔移動，所述驅動機構包括齒條和嚙合所述齒條的多個小齒輪；以及調整機構，所述調整機構被聯接至所述驅動機構，所述調整機構包括多個滾筒和調整部件，所述調整部件使所述多個滾筒同時移向所述小齒輪，以接觸所述齒條。
【專利說明】鉆機及其調整機構
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2015年2月26日提交的美國臨時申請62/121172的優先權，其全部內容被援引并入本文。
技術領域
[0003]本發明涉及鉆機，更具體地涉及用于爆破孔鉆機的調整機構。
【背景技術】
[0004]爆破孔鉆機在采礦業中常被用于鉆通堅硬的巖石。可以在世界各地的煤礦、銅礦和鉆石礦中看到爆破孔鉆機。爆破孔鉆機典型地包括:基座;鉆塔(例如，鉆架)，所述鉆塔從所述基座延伸出來;一根或多根鉆桿，所述鉆桿被聯接至所述鉆塔，并由所述鉆塔支撐，并且延伸進入鉆孔;釬頭，所述釬頭聯接至所述一根或多根鉆桿的一端，并位于所述鉆孔內；鉆頭，所述鉆頭聯接至所述一根或多根鉆桿的另一端；以及驅動機構，所述驅動機構被聯接至鉆塔，所述驅動機構以可控的方式相對所述鉆塔上下移動所述鉆頭和所連接的鉆桿。

【發明內容】

[0005]根據一個實施方式，一種鉆機，包括:基座;鉆塔，所述鉆塔從所述基座延伸出來；鉆桿，所述鉆桿被聯接至所述鉆塔，并由所述鉆塔支撐;驅動機構，所述驅動機構被聯接至鉆塔，所述驅動機構使得所述鉆桿相對所述鉆塔移動，所述驅動機構包括齒條和嚙合所述齒條的多個小齒輪；以及調整機構，所述調整機構被聯接至所述驅動機構，所述調整機構包括多個滾筒和調整部件，所述調整部件使所述多個滾筒同時移向所述小齒輪以接觸所述齒條。
[0006]根據另一實施方式，一種調整機構包括:聯接構件;第一螺桿，所述第一螺桿在所述聯接構件的一側從所述聯接構件延伸出來;第二螺桿，所述第二螺桿在所述聯接構件的相反側從所述聯接構件延伸出來;第一扭矩臂，所述第一扭矩臂聯接至所述第一螺桿;第二扭矩臂，所述第二扭矩臂聯接至所述第二螺桿;第一偏心軸，所述第一偏心軸聯接至所述第一扭矩臂;第二偏心軸，所述第二偏心軸聯接至所述第二扭矩臂;第一滾筒，所述第一滾筒聯接至所述第一偏心軸;第二滾筒，所述第二滾筒聯接至所述第二偏心軸;其中所述聯接構件的旋轉使得所述第一滾筒和第二滾筒同時朝一個方向移動。
[0007]通過參考本詳細說明和附圖，本發明的其它方面將變得更加明顯。
【附圖說明】
[0008]圖1是鉆機的示意側視圖。
[0009]圖2是根據一種實施方式的用于圖1的鉆機上的驅動機構和調整機構的透視圖。
[0010]圖3是所述驅動機構和調整機構的前視圖。
[0011 ]圖4是所述驅動機構和調整機構的后視圖。
[0012]圖5是所述驅動機構和調整機構的一部分的剖視圖。
[0013]圖6是驅動機構和調整機構的另一個實施方式的后視圖。
[0014]在詳細解釋本發明的任何【具體實施方式】之前，需要明白，本發明的應用并不限于在下面描述中闡明的或在下面附圖中示出的結構細節和部件布局。本發明能夠具有其他的【具體實施方式】，并且能夠以各種方式來實踐或者實施。另外，還應當明白，在此使用的措辭和術語是為了描述的目的，而不應當被認為是限制。
【具體實施方式】
[0015]參考圖1，爆破孔鉆機10被示出為具有:鉆塔14;基座18(例如，機房)，所述基座在所述鉆塔14下面支撐所述鉆塔14;操作員駕駛室22，所述操作員駕駛室22聯接至所述基座18;以及履帶26，所述履帶26由履帶驅動器30驅動，沿著地面34驅動鉆機10。所述鉆塔14聯接鉆桿38，并支撐鉆桿38和配置在所述鉆桿38的一端的釬頭(未顯示)。所述鉆桿38和釬頭被配置成向下延伸穿過所述地面34并進入鉆孔(未顯示)。在一些實施方式中，多個鉆桿38被連接在一起以形成伸入鉆孔的長鉆柱。所述鉆機10還包括調平用千斤頂42和撐桿46，所述調平用千斤頂42將所述鉆機10支撐在所述地面34上，所述撐桿46將所述鉆塔14支撐在所述基座18上。
[0016]繼續參考圖，所述鉆機10包括:鉆頭50;驅動機構54，所述驅動機構54被聯接至所述鉆頭50;以及居間聯接器58，所述居間聯接器58既被聯接至所述鉆頭50也被聯接至所述鉆桿38。所述驅動機構54驅動所述鉆頭50，以相對所述鉆塔14移動所述鉆桿38(例如，朝豎直方向上下進出鉆孔)。
[0017]參考圖2-5，所述驅動機構54包括:框架62(例如，托架);第一小齒輪66，所述第一小齒輪66聯接至所述框架62;第二小齒輪70，所述第二小齒輪70聯接至所述框架62;以及單側齒條74(圖2和3)，所述單側齒條74聯接至所述小齒輪66、70并由所述小齒輪66、70驅動。如圖2和4所示，所述小齒輪66、70由馬達78旋轉驅動，所述馬達78被聯接至所述框架62。所述齒條74被聯接(例如，直接附著)至所述鉆頭50，從而所述齒條74的移動(例如，豎直移動)能夠引起所述鉆頭50的移動(例如，豎直移動)。
[0018]參考圖2和3，每個所述小齒輪66、70都包括齒面82以及至少一個間隔板(gapplate)86，所述間隔板86布置于所述齒面82的軸向。所述齒條74包括齒面90(圖2)，所述齒面90與所述小齒輪66、70的齒面82嚙合并接觸，以驅動所述齒條74。所述齒條74還包括第一平坦接觸面94和第二平坦接觸面98 ο所述第一平坦接觸面94 (圖2和3)被布置成鄰近所述齒條74的齒面90，并且與小齒輪66、70上的間隔板86接合(例如，抵接)，以在所述小齒輪66、70的齒面82和所述齒條74的齒面90之間保持期望的間距。所述第二平坦接觸面98(圖3)被布置成與所述第一平坦接觸面94相對。
[0019]如圖2-5所示，在圖示的實施方式中，所述小齒輪66、70被布置成相互之間豎直成線，以使得所述第一小齒輪66的位置正好在所述第二小齒輪的上方，并且使得所述齒條74能夠通過所述齒面82、90的嚙合和接觸而沿著小齒輪66、70朝豎直方向被上下驅動。其他實施方式包括不同的安排。
[0020]繼續參考圖2-5，所述鉆機10進一步包括調整機構102，該調整機構促進并保持小齒輪66、70的齒面82與齒條74的齒面90之間的嚙合，即便沿著所述齒面82、90、間隔板86、第一和第二平坦接觸表面94/98中的一個或多個會發生磨損。所述調整機構102防止或抑制齒輪間隙。
[0021]如圖4和5所示，所述調整機構102包括調整部件106。所述調整部件106的長度既能伸長也能縮短以使扭矩臂彼此相對或背離地移動。例如，在圖示實施方式中，所述調整部件106包括:聯接構件108(例如，套筒螺母)；第一螺桿110，所述第一螺桿110從所述聯接構件108的第一端114延伸出來；以及第二螺桿118，所述第二螺桿118從所述聯接構件108的相反的第二端122延伸出來。如圖5所示，所述螺桿110、118包括外螺紋124(例如，沿著整個或大體整個所述螺桿110、118)。所述聯接構件108的第一端114和第二端122具有帶有內螺紋的開口，以接納所述第一螺桿110和第二螺桿118的外螺紋124。所述外螺紋和內螺紋被安排成，當所述聯接構件108繞在所述第一螺桿110和第二螺桿118之間延伸的軸126以第一方向旋轉，所述螺桿110、118沿著所述軸126以相同的速度彼此背離地線性移動。當所述聯接構件108以相反的第二方向繞所述軸126旋轉時，所述螺桿110、118沿著所述軸126以相同的速度彼此相對地線性移動。如圖5所示，在一些實施方式中，在每個所述螺桿110、118上可以配置鎖緊螺母130。所述鎖緊螺母130抵靠所述聯接部件108的所述第一端114和第二端122，以防止所述螺桿110、118的自我松釋。
[0022]繼續參考圖2-5，在圖示的實施方式中，每個螺桿110、118都被聯接至扭矩臂138(圖4和5)。每個扭矩臂138都被聯接至偏心軸142(圖5)，并且每個偏心軸142都被聯接至滾筒146(圖2、3和5)。在圖示的實施方式中，每個滾筒146都包括鋼制輪轂147以及繞著所述鋼制輪轂147的外徑的滾筒表層148(例如，聚氨酯層)。其他實施方式可以包括不同的材料。用一個或多個定位螺絲150(圖4和5)將每個所述扭矩臂138聯接至所述偏心軸142中的相應的一個，所述定位螺絲150支撐著所述聯接構件108和所述螺桿110、118的重量。
[0023]參考圖2和3，所述滾筒146被配置成與所述齒條74上的所述第二接觸面98相接合。例如，當所述聯接構件108以第一方向繞所述軸126旋轉時，所述螺桿110、118以相同的速度彼此背離地移動，使得所述扭矩臂138也以相同的速度彼此背離地轉動。所述扭矩臂138以相同的速度相互移開將使得所述滾筒146(和所述齒條74)能夠以相同的速度朝所述小齒輪66、70移動，并壓靠在所述第二平坦接觸面98上。在圖示的實施方式中，所述滾筒146朝垂直所述軸126的方向移動，這使得所述齒條74憑借每個滾筒146所施加的相同或大體相同的力被壓緊在所述滾筒146和所述小齒輪66、70之間。在圖示的實施方式中，每個滾筒146被布置成與所述小齒輪66、70中的一個大致相對。
[0024]參考圖5，在圖示的實施方式中，所述偏心軸142被配置成至少部分地位于固定軸套152內，并且在所述固定軸套152內旋轉。在一些實施方式中，所述軸套152包括一個或多個襯套(例如，所述軸套152的每端上各一個)，以促進所述偏心軸142的旋轉。所述軸套152被聯接(例如，安裝)至所述框架62。用緊固件156將端板154聯接(例如，緊扣)至所述軸套152，并且所述端板154限制所述偏心軸142的軸向移動。鎖緊板158被聯接(例如，緊扣)至所述偏心軸142。墊片162和卡環166也被聯接至所述偏心軸142，并且被配置在所述端板154和所述鎖緊板158之間。密封軸承170被聯接至所述偏心軸142和所述滾筒146。所述密封軸承170促進所述滾筒146繞垂直于所述軸126的軸的旋轉。
[0025]參考圖2和3，在一定時間之后，所述滾筒表層148由于在所述驅動機構54的運行過程中所產生的摩擦而發生磨損。此外，所述間隔板86以及所述第一接觸面94和第二接觸面98也會經歷一些磨損。這些部件的磨損會降低所述齒面82、90的接觸或嚙合的程度，進而危及所述驅動機構54有效并高效操作的能力。為了維持期望的嚙合和接觸水平，可以用所述調整機構102使所述齒面82、90更加靠近彼此。所述調整機構102因此幫助維持在所述齒面82、90之間的緊密、持續的接觸，以使得所述驅動機構54能夠繼續高效操作。
[0026]在一些實施方式中，提供了初始的間隙設置(也就是，為維持所述齒面82、90之間具有期望的嚙合和接觸的滾筒146的初始位置)。當所述滾筒表層148由于接觸所述接觸面98而開始磨損時，可以通過使用所述調整機構102改變所述間隙設置，以移動所述滾筒146，使其更加靠近所述小齒輪66、70。
[0027]在一些實施方式中，所述調整機構102可以被操作成將所述滾筒146從遠離所述小齒輪66、70的第一位置移動向靠近所述小齒輪66、70的第二位置移動大約8mm至12mm。在一些實施方式中，所述調整機構102可以被操作成將所述滾筒146從遠離所述小齒輪66、70的第一位置向靠近所述小齒輪66、70的第二位置移動大約10mm。其他實施方式包括不同的范圍和數值。在一些實施方式中，所述第一位置是所述齒面82、90不再彼此接觸的位置。在其他實施方式中，所述第一位置是一個或多個所述齒面82、90的至少一部分還彼此接觸的位置，從而所述滾筒146向所述第二位置的移動能夠致使所述一個或多個齒面82、90之間具有更大的表面接觸，和/或有更多齒面90與所述小齒輪66、70上的齒面82發生嚙合。在一些實施方式中，所述第一位置是滾筒146不再接合第二接觸表面98的位置。在另外的實施方式中，所述滾筒146在所述第一位置和所述第二位置都與所述第二接觸面98嚙合。
[0028]參考圖2-5，在圖示的實施方式中，所述調整機構102有利地僅需要單個部件(SP，所述聯接構件108)的操作來使得多個滾筒146朝相同的方向移動。因此，不是使用多次調整，而是使用單次調整來縮小所述單側齒條74和多個小齒輪66、70之間的間隙。這節約了終端用戶寶貴的停機時間。此外，通過使用所述聯接構件108、所述螺桿110、118以及所述扭矩臂138，存在無限數量的調整點(S卩，所述滾筒146的位置)。因此，所述滾筒146的調整能夠根據期望被便利地調整，從而增強所述驅動機構54的性能。
[0029]在一些實施方式中，所述調整部件106包括替代所述聯接構件108和螺桿110、118的一個或多個液壓缸。所述液壓缸被聯接至所述扭矩臂138，并且它的操作能夠產生上面描述的所述扭矩臂138和所述滾筒146的移動，這使得當所述液壓缸以第一方向移動時，所述滾筒146朝向所述小齒輪66、70移動，而當所述液壓缸以相反的第二方向移動時，所述滾筒146遠離所述小齒輪66、70移動。
[0030]在一些實施方式中，提供了單獨的液壓缸、單獨的聯接構件或者兩者的結合，每個小齒輪66、70各配一個，以使得每個液壓缸或聯接構件分別只驅動一個滾筒146朝向或遠離所述小齒輪66、70中的一個移動。其他的實施方式包括聯接構件、液壓缸和/或其他類型的調整部件的不同的安排和結合。
[0031]在一些實施方式中，一個或多個所述滾筒146的位置被遞增地調整。例如，參考圖5，在一些實施方式中，至少一個所述端板154被安裝至所述偏心軸142中的一個或者形成所述偏心軸142中的一個的一部分，這使得所述端板154能夠與所述偏心軸142—起旋轉。在這些實施方式中，所述端板154和所述軸套152都包括一個或多個開口(例如，在所述端板154內的一個或多個通透孔，以及在所述軸套152內的一系列錐形螺紋孔)。當所述偏心軸142旋轉時，在所述端板154上的一個開口隨所述偏心軸142—起旋轉，并且最終與固定軸套152上的一個開口對齊。當開口如期望的那樣對齊時，可以將緊固件插入所述開口以鎖定所述端板154的相對旋轉位置(以及最終鎖定所述偏心軸142和所述滾筒146的位置)。這使得所述滾筒146的位置能夠朝向或遠離所述小齒輪66遞增地移動預先確定的距離。
[0032]參考圖6，在另一實施方式中，調整機構202包括位于所述扭矩臂138中的一個內的至少一個開口206。在圖6圖示的實施方式中，每個扭矩臂138包括兩個呈弓形槽形式的開口206。所述開口 206提供了通往所述扭矩臂138后面的固定軸套152的通道，以及通往所述軸套152內的一個或多個開口 210(例如，螺紋的)的通道。緊固件214(例如，螺紋的)可以被插入所述開口 206、210(圖6圖示了一個緊固件214)。當所述緊固件214被擰緊時，所述緊固件214的頭部壓靠所述扭矩臂138，并且固定所述扭矩臂138相對所述軸套152的位置，從而固定所述滾筒146的位置。通過將所述緊固件214從所述軸套152內的開口 210松開，并且以期望的方式操作所述調整部件108(例如，旋轉所述聯接構件108)，進而允許所述緊固件214在所述開口206(例如，沿著所述槽)內滑動直至獲得不同的旋轉位置，所述滾筒146的位置可以被再次調整。一旦獲得不同的旋轉位置，所述緊固件214然后可以被重新插入所述開口210，從而再次鎖定所述滾筒146的位置。
[0033]盡管參考一些優選實施方式詳細描述了本發明，但是可以根據需要在本發明的一個或多個獨立方面的范圍和精神內做出多種變化和修改。
【主權項】
1.一種鉆機，包括: 基座； 鉆塔，所述鉆塔從所述基座延伸出來； 鉆桿，所述鉆桿被聯接至所述鉆塔并由所述鉆塔支撐； 驅動機構，所述驅動機構被聯接至所述鉆塔，所述驅動機構使得所述鉆桿相對所述鉆塔移動，所述驅動機構包括齒條和嚙合所述齒條的多個小齒輪;以及 調整機構，所述調整機構被聯接至所述驅動機構，所述調整機構包括多個滾筒和調整部件，所述調整部件使所述多個滾筒同時移向所述小齒輪以接觸所述齒條。2.如權利要求1所述的鉆機，其特征在于，所述齒條包括齒面和接觸面，所述齒面嚙合所述小齒輪，所述接觸面被布置在所述齒面的相反面并接觸所述多個滾筒。3.如權利要求1所述的鉆機，其特征在于，所述調整部件被聯接至兩個扭矩臂，并且被配置成既能伸長也能縮短以使得所述扭矩臂能夠遠離彼此和朝向彼此移動。4.如權利要求3所述的鉆機，其特征在于，所述調整部件包括聯接構件和兩個螺桿，所述兩個螺桿從所述聯接構件的相反的兩端延伸出來，所述扭矩臂被聯接至所述兩個螺桿。5.如權利要求4所述的鉆機，其特征在于，所述調整機構包括偏心軸，所述偏心軸聯接至所述扭矩臂，所述滾筒被聯接至所述偏心軸。6.如權利要求5所述的鉆機，其特征在于，所述調整機構包括固定軸套和端板，所述固定軸套被布置成至少部分地圍繞所述偏心軸中的一個，所述端板被聯接至所述偏心軸并與所述偏心軸一起旋轉。7.如權利要求6所述的鉆機，其特征在于，所述端板和所述固定軸套都包括開口，所述開口接納緊固件以鎖定所述偏心軸的旋轉位置。8.如權利要求1所述的鉆機，其特征在于，所述調整機構包括扭矩臂，所述扭矩臂包括弓形槽和緊固件，所述緊固件延伸穿過所述弓形槽。9.如權利要求8所述的鉆機，其特征在于，所述調整機構包括偏心軸和固定軸套，所述固定軸套被布置成至少部分地圍繞所述偏心軸，所述緊固件被配置成延伸進入所述固定軸套以鎖定所述偏心軸的旋轉位置。10.如權利要求1所述的鉆機，其特征在于，每個所述小齒輪都包括多個小齒輪齒和被布置成鄰近所述多個小齒輪齒的間隔板，其中所述齒條包括多個齒條齒，所述多個齒條齒嚙合所述小齒輪上的多個小齒輪齒，所述齒條進一步包括接觸面，所述接觸面被布置成與所述多個齒條齒相鄰并且接觸所述間隔板。11.一種調整機構，其特征在于，所述調整機構包括: 聯接構件； 第一螺桿，所述第一螺桿在所述聯接構件的一側從所述聯接構件延伸出來； 第二螺桿，所述第二螺桿在所述聯接構件的相反側從所述聯接構件延伸出來； 第一扭矩臂，所述第一扭矩臂聯接至所述第一螺桿； 第二扭矩臂，所述第二扭矩臂聯接至所述第二螺桿； 第一偏心軸，所述第一偏心軸聯接至所述第一扭矩臂； 第二偏心軸，所述第二偏心軸聯接至所述第二扭矩臂； 第一滾筒，所述第一滾筒聯接至所述第一偏心軸； 第二滾筒，所述第二滾筒聯接至所述第二偏心軸； 其中所述聯接構件的旋轉使得所述第一滾筒和第二滾筒同時朝一個方向移動。12.如權利要求11所述的調整機構，其特征在于，進一步包括固定軸套和端板，所述固定軸套被布置成至少部分地圍繞所述第一偏心軸，所述端板被聯接至所述第一偏心軸并與所述第一偏心軸一起旋轉。13.如權利要求12所述的調整機構，其特征在于，所述端板和所述固定軸套都包括開口，所述開口接納緊固件以鎖定所述第一偏心軸的旋轉位置。14.如權利要求11所述的調整機構，其特征在于，所述第一扭矩臂包括弓形槽和緊固件，所述緊固件延伸穿過所述弓形槽。15.如權利要求14所述的調整機構，其特征在于，進一步包括固定軸套，所述固定軸套被布置成至少部分地圍繞所述第一偏心軸，其中所述緊固件被配置成延伸進入所述固定軸套以鎖定所述第一偏心軸的旋轉位置。16.如權利要求11所述的調整機構，其特征在于，所述第一滾筒和第二滾筒都可沿著單個方向移動大約8mm至大約12mm。17.如權利要求11所述的調整機構，其特征在于，所述第一滾筒和第二滾筒都包括鋼制輪轂和聚氨酯表層。18.如權利要求11所述的調整機構，其特征在于，所述聯接構件的旋轉使得所述第一扭矩臂以第一方向旋轉，并且使得所述第二扭矩臂以相反方向旋轉。19.如權利要求11所述的調整機構，其特征在于，所述第一偏心軸被多個定位螺絲聯接至所述第一扭矩臂。20.—種用權利要求11所述的調整機構調整鉆機的方法，其特征在于，所述方法包括: 旋轉所述聯接構件，使得所述第一滾筒和第二滾筒朝在所述鉆機上的齒條移動并嚙合所述齒條；以及 鎖定所述第一偏心軸和第二偏心軸的旋轉。
【文檔編號】E21B15/00GK105927170SQ201610105436
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年2月25日
【發明人】B·W·布舍克
【申請人】哈尼斯菲格技術公司