本發(fā)明涉及一種進給系統(tǒng)，特別涉及一種大型礦用鉆機的進給系統(tǒng)。

背景技術：

大型礦用鉆機常見于大型露天煤礦、鐵礦等礦產(chǎn)地區(qū)，是一種在礦區(qū)表層產(chǎn)生鉆進獲得爆破孔/探測孔的專用設備，通?？椎纳疃冗_到數(shù)十米到數(shù)千米。此類設備中的進給系統(tǒng)是其中的核心組件，其推進力的大小其決定著鉆機的最大載荷和有效功重比(輸出功率和系統(tǒng)重量之比)。

目前國內(nèi)外用于大型鉆機的進給系統(tǒng)主要是基于雙作用式油缸推進式的進給系統(tǒng)。該系統(tǒng)由滑架總成、進給油缸、旋轉(zhuǎn)齒輪箱和鋼絲繩等組件構(gòu)成?；芸偝捎缮?、下兩個滑輪組構(gòu)成，分別與進給油缸筒的上、下兩端相連。進給油缸為雙作用式，油缸筒兩端的活塞桿與一個公用活塞相連，該油缸通常長達10m以上。進給油缸活塞桿的兩端固定在鉆塔總成的頂部和底部附近。液壓油沖向活塞的任意一側(cè)時，油缸筒和上、下滑輪組沿著鉆塔上下移動，使得系統(tǒng)產(chǎn)生向下或者向上的推進力。高強度鋼纜穿過上、下兩個滑輪組通過鉆塔總成中心附近的可調(diào)節(jié)定位點與回轉(zhuǎn)頭相連。滑架沿著鉆塔上下移動時，回轉(zhuǎn)頭也會朝著相同的方向移動，但速度是滑架的兩倍。由于利用了雙作用式長行程油缸，導致該系統(tǒng)造價昂貴、結(jié)構(gòu)復雜。同時，由于該油缸兩端分別固定在鉆塔總成的底部和頂部，導致油缸和鉆塔兩者在油缸推進力的作用下產(chǎn)生壓桿穩(wěn)定性問題，從而限制了進給系統(tǒng)的最大輸出推進力。另外，由于礦山中的工作環(huán)境惡劣，導致油缸的活塞桿容易與外部碎石等產(chǎn)生撞擊，進而導致密封被破壞以及產(chǎn)生液壓系統(tǒng)故障等問題。

技術實現(xiàn)要素：

為了提高系統(tǒng)的推進力上限、系統(tǒng)的功重比以及系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可維護性，降低塔架的重量和強度，簡化設計和降低成本，本發(fā)明提供一種利用液壓馬達和減速箱來產(chǎn)生可變扭矩、由鏈輪和鏈條將扭矩轉(zhuǎn)換為推進力、以及推進系統(tǒng)在塔架中段安裝的方式來組成全新的進給系統(tǒng)。

本發(fā)明的技術方案如下：

一種大型礦用鉆機的進給系統(tǒng)，所述進給系統(tǒng)設置于塔架上，并可沿塔架上下運動，所述進給系統(tǒng)包括通過滑架連接的頂部和底部，所述底部設置有主動鏈輪，底部還設置有馬達和由馬達驅(qū)動的減速齒輪，減速齒輪的輸出端與主動鏈輪的轉(zhuǎn)軸相連，所述頂部設置有被動鏈輪，所述主動鏈輪和被動鏈輪外嚙合套設有鏈條，形成一個環(huán)路，主動鏈輪和被動鏈輪之間的鏈條形成兩條鏈條，其中一條鏈條上固定設置有固定于塔架上的鏈條固定座，另一條鏈條上固定設置有推進設備，減速齒輪將馬達的動力輸出至主動鏈輪，主動鏈輪的旋轉(zhuǎn)運動通過鏈條傳輸至被動鏈輪，從而帶動整個進給系統(tǒng)在塔架頂部和底部之間上下運動，進而實現(xiàn)動力總成的上下運動。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述主動鏈輪包括底部動力輸出鏈輪和底部被動鏈輪，減速齒輪的輸出端與底部動力輸出鏈輪的轉(zhuǎn)軸相連，所述被動鏈輪包括第一頂部被動鏈輪和第二頂部被動鏈輪，所述底部動力輸出鏈輪、底部被動鏈輪、第一頂部被動鏈輪和第二頂部被動鏈輪外嚙合套設有鏈條，其中，底部動力輸出鏈輪和第二頂部被動鏈輪之間的鏈條上固定設置有固定于塔架上的鏈條固定座，底部被動鏈輪和第一頂部被動鏈輪之間的鏈條上固定設置有推進設備，減速齒輪將馬達的動力輸出至底部動力輸出鏈輪，底部動力輸出鏈輪的旋轉(zhuǎn)運動通過鏈條傳輸至底部被動鏈輪、第一頂部被動鏈輪和第二頂部被動鏈輪。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述塔架上設置有滑軌，所述滑架的上端和下端分別設置有導軌滑輪，所述導軌滑輪被限制在塔架的滑軌內(nèi)滑動。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述推進設備為包括動力頭安裝座、動力頭液壓馬達、動力頭齒輪箱的動力總成，所述動力頭安裝座的兩端分別與鏈條固定相連，所述動力頭液壓馬達和動力頭齒輪箱固定設置于動力頭安裝座上，所述動力頭齒輪箱的下部連接鉆桿。

本發(fā)明的有益效果如下：

(1)由于利用了液壓馬達和減速箱來產(chǎn)生可調(diào)節(jié)扭矩、由鏈輪和鏈條將扭矩轉(zhuǎn)換為推進力的方式，消除了推進系統(tǒng)在自身推進力作用下的壓桿穩(wěn)定性問題，大幅提高了系統(tǒng)的推進力上限以及系統(tǒng)的功重比；

(2)由于采取了推進系統(tǒng)在塔架中段安裝方式，塔架自身的穩(wěn)定性提高4倍甚至更高。意味著與傳動推進系統(tǒng)相比，在相同推進力的條件下，可降低塔架的重量和強度，可以達到簡化設計和降低成本的作用；

(3)由于用于產(chǎn)生推進力的液壓馬達和齒輪箱均為標準產(chǎn)品，大幅降低了系統(tǒng)的成本，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可維護性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種大型礦用鉆機的進給系統(tǒng)的使用狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1中進給系統(tǒng)頂部位置結(jié)構(gòu)放大圖。

圖3是圖1中進給系統(tǒng)底部位置結(jié)構(gòu)放大圖。

圖4是滑架和滑軌的配合結(jié)構(gòu)立體圖。

圖5是滑架和滑軌的配合結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。

圖6是本發(fā)明一種大型礦用鉆機的進給系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是圖6中進給系統(tǒng)的頂部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是圖6中進給系統(tǒng)的底部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9是本發(fā)明的工作原理簡圖。

圖10是本發(fā)明一種大型礦用鉆機的進給系統(tǒng)的總體設計思路流程圖。

圖中：1、塔架；2、進給系統(tǒng)；3、滑軌；4、滑架；5、軌道滑輪；6、馬達；7、鏈條固定座；8、鏈條；9、底部動力輸出鏈輪；10、底部被動鏈輪；11、減速齒輪；12、第一頂部被動鏈輪；13、第二頂部被動鏈輪；14、動力頭安裝座；15、動力頭液壓馬達；16、動力頭齒輪箱；17、動力總成。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。

圖1為包含塔架1和進給系統(tǒng)2的總成結(jié)構(gòu)示意圖，圖2和圖3分別是圖1中進給系統(tǒng)頂部位置和底部位置的結(jié)構(gòu)放大圖。在鉆機處于工作狀況時，塔架總成處于垂直狀態(tài)，當處于停機狀態(tài)時，塔架總成處于水平狀態(tài)。塔架1上焊接有滑軌3，對稱安裝共兩個，進給系統(tǒng)中的上下兩側(cè)共4個滑輪在塔架兩側(cè)的滑軌滑軌中移動，確保進給系統(tǒng)只有沿著滑軌上下移動的平移自由度?；芎突壍呐浜辖Y(jié)構(gòu)如圖4和圖5所示。

圖6為進給系統(tǒng)的總成結(jié)構(gòu)示意圖，圖7為圖6中頂部結(jié)構(gòu)放大圖，圖8為圖6中底部結(jié)構(gòu)放大圖。圖8中的滑架4是焊接組件，進給系統(tǒng)中的其它組件如鏈輪、動力總成、馬達等均安裝在滑架上；鏈輪，上下各4個，總共8個，通過鏈條8來傳遞動力；軌道滑輪5，在工作狀態(tài)下，該軌道滑輪5在塔架1的滑軌3內(nèi)滑動；馬達4(優(yōu)選為液壓馬達)為進給系統(tǒng)推進力的動力來源；減速齒輪箱11起到減速增扭的作用，該齒輪箱為雙輸出結(jié)構(gòu)，兩端輸出軸分別與底部動力輸出鏈輪9通過花鍵軸安裝連接；鏈條固定座7和底部動力輸出鏈輪9之間的下鏈條，左右對稱安裝，共2根；鏈條固定座7，左右對稱安裝，共2個，該固定座通過焊接或螺栓連接方式安裝至塔架1，與塔架1固定在一起。另外，該鏈條固定座7的上部與位于鏈條固定座7和第二頂部被動鏈輪13之間的上鏈條一端固結(jié)，該上鏈條的另外一端通過進給系統(tǒng)2上部鏈輪換向后與動力頭安裝座14的上部固結(jié)在一起。鏈條固定座7的下部與位于鏈條固定座7和底部動力輸出鏈輪9之間的下鏈條一端固結(jié)，所述下鏈輪的另外一端通過進給系統(tǒng)2下部的鏈輪換向后與動力頭安裝座14的下部固結(jié)在一起，形成一個環(huán)路；動力頭液壓馬達15用來提供進給系統(tǒng)2的旋轉(zhuǎn)動力；動力頭齒輪箱16的下部連接鉆桿。需要注意的是：鏈輪、軌道滑輪5、馬達6、減速齒輪箱11固定安裝在滑架4上。動力頭安裝座14、動力頭液壓馬達15和動力頭齒輪箱16為一個裝配組件(稱為動力頭總成)，通過上鏈條和下鏈條連接安裝到滑架4上，成為相對于滑架位置可變的組件。

本發(fā)明的工作原理如下：

通過液壓馬達6的動力輸入，使得液壓馬達6產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動力，該動力進入雙輸出減速齒輪箱11，動力經(jīng)過減速增扭后輸出至減速齒輪箱11輸出兩端的底部動力輸出鏈輪9上，在該鏈輪的轉(zhuǎn)動作用下鏈條8產(chǎn)生平移運動，由于鏈條固定座7固定在塔架1上，而進給系統(tǒng)的滑架4由于軌道滑輪5的作用只存在一個平移自由度，從而通過鏈條8的拉動，使得滑架4相對于塔架1產(chǎn)生平移。另外，由于進給系統(tǒng)本質(zhì)上存在一個動滑輪組合，而動力頭總成安裝在鏈條回路中，使得動力頭總成的實際運動速度為滑架運動的2倍。同時，考慮到鏈條固定座7安裝在塔架1的中間位置，使得塔架1在推進力的作用下有更好的穩(wěn)定性和更高的安全系數(shù)。

進給系統(tǒng)的平面原理簡圖如圖9所示，圖中鏈條固定座7固定在塔架1上，底部動力輸出鏈輪的轉(zhuǎn)動方向決定著動力頭的運動進給方向。

本發(fā)明可用于具有推進系統(tǒng)的設備中，圖9中動力總成17可以替換為其它各類推進設備。另外，鏈輪和鏈條的選擇需要根據(jù)推進力的大小來選擇，而鏈條固定座7的設計和塔架1的鏈接方式需要根據(jù)系統(tǒng)推進力和整體重量來設計。底部液壓馬達6和減速齒輪箱11的選擇需要根據(jù)系統(tǒng)的最大可用推進力來計算得到。總體設計思路見圖10。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。