專利名稱：適合海域復(fù)雜條件下施工的沖擊鉆機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及海域及陸域工程地質(zhì)勘察領(lǐng)域的鉆孔取樣工作的工程機械，特別是一種適合海域復(fù)雜條件下施工的沖擊鉆機。
背景技術(shù)：
鉆探取樣是工程地質(zhì)勘察工作的主要手段，通常是采用立軸式、液壓動力頭式回轉(zhuǎn)或沖擊鉆機將試驗點地下土樣采取上來。目前國內(nèi)在水域特別是海域采用的鉆探設(shè)備都是將陸域設(shè)備放在船載平臺上，但陸域鉆探設(shè)備通常立軸行程較短、整體性較強，當船載平臺受到水流和波浪的影響時，勘查設(shè)備極易發(fā)生損壞、降低鉆進效率，長時間工作造成降低設(shè)備的使用壽命，從而增加勘察成本。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種適合海域復(fù)雜條件下施工的小型鉆機，具有體積小、操作靈活方便的特點，在船載平臺受到波浪和水流影響時能夠保證鉆具的起降不受影響，該鉆機通過鋼絲繩和孔底鉆具連接，可以抵消部分不均勻沖擊力對鉆機的影響，加大了操作空間，僅在需要回轉(zhuǎn)取樣時將回轉(zhuǎn)鉆機移到孔口工作，可以提聞海域鉆探的工作效率，減少鉆機的損耗。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供一種適合海域復(fù)雜條件下施工的沖擊鉆機，其中該沖擊鉆機包括有底盤、手動變速箱、操作手柄及卷筒部分，手動變速箱、操作手柄及卷筒均固定在底盤上，形成沖擊鉆機整體；所述手動變速箱部分包括有傳動皮帶輪、主動軸、掛檔曲軸，所述傳動皮帶輪連接在變速箱的主動軸上，在主動軸上設(shè)有三聯(lián)齒輪，所述掛檔曲軸上安裝有轉(zhuǎn)動手輪、換擋撥叉，轉(zhuǎn)動手輪帶動掛檔曲軸上的換擋撥叉能夠帶動主動軸上的三聯(lián)齒輪橫向水平運動；所述卷筒部分包括有傳動軸、卷筒、卷筒軸、卷筒齒輪，所述傳動軸上設(shè)有三個齒輪，并能夠分別與所述三聯(lián)齒輪相嚙合，卷筒軸上設(shè)有卷筒齒輪，卷筒軸外周套有卷筒，所述傳動軸上部與卷筒齒輪相嚙合，將不同的轉(zhuǎn)速傳到卷筒齒輪，帶動與卷筒齒輪連接的卷筒軸轉(zhuǎn)動，卷筒軸的兩端部分別設(shè)有與鉆架固定的鎖母；所述操作手柄部分包括有離合手柄、剎車手柄、離合鼓，所述離合鼓與卷筒軸下部的齒輪相嚙合，離合手柄及剎車手柄通過兩端帶有絲扣的拉桿分別連接在離合鼓內(nèi)兩個摩擦片上，通過松緊拉桿絲扣的位置可調(diào)節(jié)離合與剎車間隙，拉動離合手柄帶動離合鼓轉(zhuǎn)動，進而帶動卷筒軸轉(zhuǎn)動。本發(fā)明的效果是該沖擊鉆機能夠在船載平臺起伏較大時保證足夠的作業(yè)空間，避免了傳統(tǒng)鉆機機頭液壓油缸距離鉆孔孔口較近的弊端；當作業(yè)水域水流速度較大時，護孔套管容易發(fā)生傾斜，該發(fā)明的沖擊鉆機可以利用鉆機和孔口鉆具采用鋼絲繩柔性連接且空間大的特點，保證在傾斜角度范圍之內(nèi)正常工作。該鉆機體積小，可以放置于鉆架內(nèi)外側(cè)任何位置，不影響作業(yè)空間，鉆機的輸出轉(zhuǎn)速在35m/min至120m/min，可選轉(zhuǎn)速范圍較大，更加適合水域鉆進工藝；操縱手柄同在卷筒左側(cè)，便于操作人員操縱，還避免了卷筒纏繞鋼絲繩時對操作人員的傷害；該沖擊鉆機整體結(jié)構(gòu)簡單，便于維修、維護。通過對比本發(fā)明的沖擊鉆機有以下特點1、由于體積較小，在船載平臺有限空間內(nèi)方便工作。2、操作簡單，便于維修、維護。3、工作效率明顯提高。


圖1為本發(fā)明的沖擊鉆機結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1、傳動皮帶輪 2、主動軸3、換檔曲軸 4、三聯(lián)齒輪5、傳動軸6、手輪7、尚合手柄 8、剎車手柄9、離合鼓10、固定螺栓 11、底盤12、卷筒13、卷筒軸14、卷筒齒輪 15、鎖母16、換擋撥叉具體實施方法結(jié)合附圖對本發(fā)明的適合海域復(fù)雜條件下施工的沖擊鉆機結(jié)構(gòu)加以說明。

本發(fā)明的適合海域復(fù)雜條件下施工的沖擊鉆機的設(shè)計思想是減少鉆機的體積，增大轉(zhuǎn)速與提升能力，方便操縱人員的操作；該沖擊鉆機的變速箱部分可以采用皮帶輪傳動，也可采用液壓馬達傳動；在卷筒的離合器部分采用鼓式離合器，當負荷過大時離合器可以“打滑”保護，從而保護齒輪箱及傳動軸的安全；在機體上設(shè)置鉆架安裝鎖母，根據(jù)施工現(xiàn)場情況既可以將鉆架固定在機體上，也可以和鉆架分開單獨使用。如圖1所示，所述適合海域復(fù)雜條件下施工的沖擊鉆機包括有底盤11、手動變速箱、操作手柄及卷筒部分，手動變速箱、操作手柄及卷筒部分形成動力傳動部分。所述動力傳動部分包括主動軸2與換檔曲軸3、傳動軸5并排安裝在變速箱內(nèi)；傳動皮帶輪I安裝在主動軸2外側(cè)，三聯(lián)齒輪4安裝在主動軸2的中間；掛檔手輪6與換擋撥叉16安裝在換擋曲軸3上；在傳動軸5上裝有三個大小不同的齒輪，可通過撥叉16帶動三聯(lián)齒輪4與其分別嚙合，在傳動軸5的最右側(cè)安裝有一個齒輪并和卷筒齒輪14嚙合；所述操縱部分包括離合手柄7、剎車手柄8通過拉桿分別和離合鼓9連接，離合手柄7、剎車手柄8都由銷鍵固定在鉆機底盤上，并設(shè)有手柄間隙調(diào)節(jié)裝置，剎車手柄8和離合手柄7的長度均為45 50厘米。所述卷筒部分包括有傳動軸5、卷筒12、卷筒軸13、卷筒齒輪14，所述傳動軸5上設(shè)有三個齒輪，并能夠分別與所述三聯(lián)齒輪4相嚙合，卷筒軸13上設(shè)有卷筒齒輪14，卷筒軸13外周套有卷筒12，所述傳動軸5上部與卷筒齒輪14相嚙合，將不同的轉(zhuǎn)速傳到卷筒齒輪14，帶動與卷筒齒輪14連接的卷筒軸13轉(zhuǎn)動，卷筒軸13的兩端部分別設(shè)有與鉆架固定的鎖母15。所述手動變速箱部分包括有傳動皮帶輪1、主動軸2、掛檔曲軸3，所述傳動皮帶輪I連接在變速箱的主動軸2上，在主動軸2上設(shè)有三聯(lián)齒輪4，所述掛檔曲軸3上安裝有轉(zhuǎn)動手輪6、換擋撥叉16，轉(zhuǎn)動手輪6帶動掛檔曲軸3上的換擋撥叉16能夠帶動主動軸2上的二聯(lián)齒輪4橫向水平運動；
所述變速箱固定在卷筒12后側(cè)底盤11上，通過定位螺栓和底盤11連接，變速箱的箱體可以由鋼板焊接而成也可以通過螺栓連接。變速箱內(nèi)有一個變檔曲軸和兩個傳動軸，變速曲軸外側(cè)連接變速手柄，主動軸2外側(cè)連接皮帶輪I用以接收輸入動力，傳動軸5和卷筒齒輪14連接用以將動力傳輸給卷筒12，傳動軸5和箱體間通過軸承連接；主動軸2上裝有一個滑動齒輪組，通過和傳動軸5上的三個不同大小齒輪嚙合實現(xiàn)改變轉(zhuǎn)速的作用；在變速曲軸的外側(cè)安裝有一個定位裝置，其作用是當變速箱處在某一檔位時防止齒輪串動掉檔。在變速箱內(nèi)應(yīng)加注一定量的潤滑油或潤滑脂，防止齒輪及軸承長時間轉(zhuǎn)動損壞；由于本發(fā)明為了減少鉆機的體積沒有設(shè)置變速箱離合器，要求操作人員在實現(xiàn)變檔操作時要按照要求操作，防止變速箱齒輪損壞。所述操作手柄與底盤11通過穿孔軸連接，其中，操作離合手柄7直接連接離合鼓9內(nèi)的摩擦片，通過離合手柄7的拉緊與松開控制卷筒12的回轉(zhuǎn)與停止；剎車手柄8通過拉桿與卷筒的制動帶連接，當卷筒鋼絲繩上裝有重物時，可以通過剎車手柄8控制重物的下落與停止?？紤]到操作人員需要長時間進行重復(fù)工作，結(jié)合人機特性的原理，將離合手柄7與剎車手柄8設(shè)置在同一側(cè)位置并增加手柄的長度，給操作人員較舒適的操作空間，減少勞動強度。該沖擊鉆機的傳動部分采用一個與離合手柄7連接的鼓式摩擦離合片與卷筒傳動輪實現(xiàn)，通過拉動離合手柄7帶動離合片和傳動輪5結(jié)合，帶動卷筒12旋轉(zhuǎn)；松開離合手柄7，卷筒12停止轉(zhuǎn)動。為了保證離合鼓9的正常工作，在離合鼓9內(nèi)側(cè)設(shè)置六組可調(diào)節(jié)間隙的頂絲和拉力彈簧。該機械傳動部分和傳統(tǒng)的行星齒輪傳動相比較具有體積小、重量輕的優(yōu)點，但需要經(jīng)常對離合鼓部分進行維護保養(yǎng)。該沖擊鉆機的卷筒12通過傳動軸、卷筒齒輪和變速箱連接，在卷筒12側(cè)壁設(shè)有卡緊鋼絲繩的卡槽裝置。纏繞鋼絲繩的容量大，常用的0 15mm鋼絲繩，在卷筒內(nèi)能容納110—150米，卷筒12工作時鋼絲繩的線速度分別可達124米/分、85米/分、24米/分，能滿足不同情況下鉆進的需要。在卷筒12兩側(cè)設(shè)有和鉆架連接的縮緊裝置，能夠和三角鉆架、四角鉆架配合使用。本發(fā)明的沖擊鉆機和傳統(tǒng)的鉆機比較，其優(yōu)點是1、設(shè)備體積小、重量輕，便于移動。2、該設(shè)備提升鉆具時瞬間提升力較大，能滿足鉆孔塌孔、埋鉆時處理事故的需要。3、該設(shè)備結(jié)構(gòu)性強，便于司鉆人員操作，能有效降低勞動強度。需要注意的是1.該設(shè)備為了減小體積未配備變速箱離合裝置，在進行換擋操縱時，需要先降低動力機轉(zhuǎn)速。2.變速箱齒輪及軸承需要經(jīng)常進行加注潤滑油保養(yǎng)。3.離合摩擦片屬于易損部件，使用時需要經(jīng)常檢查并定期更換。
權(quán)利要求
1.一種適合海域復(fù)雜條件下施工的沖擊鉆機，其特征是該沖擊鉆機包括有底盤(11)、手動變速箱、操作手柄及卷筒部分，手動變速箱、操作手柄及卷筒均固定在底盤(11)上，形成沖擊鉆機整體；所述手動變速箱部分包括有傳動皮帶輪(I)、主動軸(2)、掛檔曲軸(3)，所述傳動皮帶輪(I)連接在變速箱的主動軸(2)上，在主動軸(2)上設(shè)有三聯(lián)齒輪(4)，所述掛檔曲軸(3)上安裝有轉(zhuǎn)動手輪(6)、換擋撥叉(16)，轉(zhuǎn)動手輪(6)帶動掛檔曲軸(3)上的換擋撥叉(16)能夠帶動主動軸(2)上的三聯(lián)齒輪(4)橫向水平運動；所述卷筒部分包括有傳動軸(5)、卷筒(12)、卷筒軸(13)、卷筒齒輪(14)，所述傳動軸(5)上設(shè)有三個齒輪，并能夠分別與所述三聯(lián)齒輪(4)相嚙合，卷筒軸(13)上設(shè)有卷筒齒輪(14)，卷筒軸(13)外周套有卷筒(12)，所述傳動軸(5)上部與卷筒齒輪(14)相嚙合，將不同的轉(zhuǎn)速傳到卷筒齒輪(14)，帶動與卷筒齒輪(14)連接的卷筒軸(13)轉(zhuǎn)動，卷筒軸(13)的兩端部分別設(shè)有與鉆架固定的鎖母(15)；所述操作手柄部分包括有離合手柄(7)、剎車手柄(8)、離合鼓(9)，所述離合鼓(9)與卷筒軸(13)下部的齒輪相嚙合，離合手柄(7)及剎車手柄(8)通過兩端帶有絲扣的拉桿分別連接在離合鼓(9)內(nèi)兩個摩擦片上，通過松緊拉桿絲扣的位置可調(diào)節(jié)離合與剎車間隙，拉動離合手柄(7)帶動離合鼓(9)轉(zhuǎn)動，進而帶動卷筒軸(13)轉(zhuǎn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適合海域復(fù)雜條件下施工的沖擊鉆機，其特征是所述離合鼓(9)內(nèi)設(shè)有離合摩擦片與剎車摩擦片，分別于卷筒軸(13)、卷筒(12)相結(jié)合，卷筒(9)上設(shè)有固定鋼絲繩用的卡槽，通過離合鼓(9)控制卷筒(12)的回轉(zhuǎn)與停止。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適合海域復(fù)雜條件下施工的沖擊鉆機，其特征是該沖擊鉆機的剎車手柄(8)和離合手柄(7)安裝在同一側(cè)相鄰位置，剎車手柄(8)和離合手柄(7)的長度均為45 50厘米。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠在海域復(fù)雜條件下進行沖擊結(jié)合回轉(zhuǎn)鉆進的沖擊鉆機，該沖擊鉆機主要包括變速箱、卷筒及操縱手柄三部分。變速箱通過皮帶輪接受動力機傳輸?shù)膭恿?，?jīng)過箱體內(nèi)不同齒輪的結(jié)合可以將三種不同的轉(zhuǎn)速傳輸?shù)骄硗玻?jīng)過卷筒帶動鋼絲繩提升、下降，卷筒通過大的直角齒輪和齒輪箱相連，并且卷筒只能單向轉(zhuǎn)動；操縱手柄可以控制卷筒的卷動和靜止，分為制動手柄和離合手柄，兩個手柄都在卷筒一側(cè)。有益效果是該沖擊鉆機體積小，施工時距離鉆孔遠，擴大了操作空間，提高了工作當中的安全系數(shù)，在海上波浪較大的復(fù)雜作業(yè)條件下不影響施工作業(yè)；鉆進時沖擊力及提升能力較大，便于處理塌孔、埋鉆等孔內(nèi)事故；工作效率高，操縱簡便、安全且便于維修，減輕了操作人員的勞動強度。
文檔編號E21B7/12GK103046870SQ20121055032
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者徐小明, 康鴻儒, 趙相收, 譚海軍, 隋國敏, 劉克儉, 焦連強 申請人:中交第一航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司