專利名稱：一種輕型水平工程鉆機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種鉆機，尤其是一種水平工程鉆機。
隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展不斷深入，鐵路電氣化、高速、準高速的發(fā)展也在加速進行，為了實現(xiàn)鐵路的電氣化和高速化，在鐵道沿線在地面之下要穿越鋼軌鋪設(shè)涉及信號、通信及電力所需的過道電纜?，F(xiàn)有技術(shù)中，在開設(shè)過道電纜通道時，是采用原始的挖溝或掏洞的作業(yè)形式，這種方法誤工誤時，更重要的是施工安全，人身安全和行車安全得不到保證。為了改進上述原始的開挖工藝，現(xiàn)有技術(shù)中提供了一種液壓式過道頂管機，這種設(shè)備是通過一定的壓力將電纜管水平地由鐵道下的路基的一個側(cè)面上水平地頂過去，以實現(xiàn)過道鋪設(shè)電纜的目的。這種設(shè)備頂進速度慢，如遇到夾有石頭的地層就無法頂動，另外，這種機器在頂進過程中的方向性無法保證，同時，對設(shè)備和路基的破壞也很嚴重，因此，該設(shè)備一直未能推廣應(yīng)用。
本實用新型的目的在于改進現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可以在鐵路軌道下的路基中水平鉆孔，鉆孔迅速、方向性好、安全可靠、使用方便的工程鉆機。
本實用新型進一步的目的是使所提供的工程鉆機可以在任何地質(zhì)情況的地層中均可迅速鉆孔，操作簡單便利。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的本水平工程鉆機包括有底座、滑架、導(dǎo)正器、給進裝置、動力頭、主軸、鉆桿和鉆頭，所述底座的上端面上設(shè)水平滑道，所述滑架可平穩(wěn)滑動地設(shè)于底座的所述滑道上，所述滑架包括有滑架體，滑架體置于底座的滑道上，所述動力頭為本鉆機的動力源，一般為電機，固設(shè)于所述滑架體上，較好的方案是通過螺栓將動力源固于滑架體上，這樣便于拆裝；所述主軸與所述動力頭連接，其也可以通過一減速器與動力頭的輸出軸相連接，所述的減速器以擺線針輪減速器為最佳選擇，這種減速器的體積小，重量輕，利于頻繁的搬遷；在主軸上連接所述的鉆桿，在鉆桿的端頭上連接所述的鉆頭，所述鉆桿由若干鉆桿段組成，所述的各鉆桿段之間通過連接結(jié)構(gòu)固聯(lián)在一起，較好的連接結(jié)構(gòu)為螺栓連接結(jié)構(gòu)；在所述底座的上面靠鉆頭一側(cè)的一端設(shè)有所述的導(dǎo)正器，所述的導(dǎo)正器為一豎直固于底座上的部件，其上設(shè)有一與鉆頭的運動方向平行的水平孔，其直徑與所述鉆桿的外徑相吻合，所述鉆桿穿過該孔設(shè)置；所述給進裝置包括有一可使回轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動的傳動機構(gòu)，所述回轉(zhuǎn)變直線運動機構(gòu)中的回轉(zhuǎn)部件設(shè)于一根軸上，該軸可轉(zhuǎn)動地固于所述底座上，回轉(zhuǎn)變直線運動機構(gòu)中的直線運動部件與所述回轉(zhuǎn)部件相互嚙合地固設(shè)于所述滑架上，轉(zhuǎn)動所述的軸，通過回轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動的傳動機構(gòu)可以使帶有動力頭、主軸和鉆桿及鉆頭的滑架在底座的滑道上滑動，向前鉆進或向后退鉆，所述的回轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動的傳動機構(gòu)可以是齒輪、齒條機構(gòu)，所述的齒輪固定在所述的軸上，所述齒條固設(shè)在所述滑架上。在所述的軸上設(shè)一手柄，通過轉(zhuǎn)動手柄，實現(xiàn)手工鉆進；所述的給進裝置還可以包括有一個雙向防止逆轉(zhuǎn)間歇傳動機構(gòu)，雙向止逆間歇機構(gòu)中的轉(zhuǎn)動部件固設(shè)于所述軸上，而其止逆部件固定于一手柄上，該手柄套設(shè)在所述軸上。在所述的滑架上端面上可以固設(shè)一水平儀。
使用本水平鉆機在鐵道的路基上穿挖水平電纜孔時是這樣工作的在欲挖設(shè)水平孔的鐵路路基一側(cè)的孔位處開挖一作業(yè)槽，將本鉆機的底座置于作業(yè)槽中用鋼釬固定，給動力頭通動力源，將鉆頭對準孔位啟動動力頭，動力頭轉(zhuǎn)動，帶動主軸及其上的鉆桿和鉆頭亦轉(zhuǎn)動，這時，人工通過手柄轉(zhuǎn)動裝置轉(zhuǎn)動所述的軸，回轉(zhuǎn)變直線運動機構(gòu)中的回轉(zhuǎn)部件轉(zhuǎn)動，通過使回轉(zhuǎn)部件轉(zhuǎn)動使固有所述直線運動部件的滑架在所述底座的滑道上向前滑動，鉆頭對路基進行鉆孔操作，當主軸進給到底座上設(shè)導(dǎo)正器處時，一根鉆桿段已全部進入孔中，這時將動力頭停下來，將主軸與已進入孔中的鉆桿之間的連接結(jié)構(gòu)拆開，在與前相反的方向上轉(zhuǎn)動手柄，將動力頭退回到起始時的位置，在孔中的鉆桿和主軸之間將另一段鉆桿段分別與主軸和已進入孔中的鉆桿的尾端通過連接結(jié)構(gòu)連接起來，重新啟動動力頭，轉(zhuǎn)動手柄，鉆孔工作繼續(xù)進行，上述操作過程重復(fù)進行直到將路基穿透為止。當穿孔完成后，手工操作手柄，轉(zhuǎn)動多數(shù)軸，使動力頭及主軸所在的滑架在底座的滑道上倒退平移，這樣，鉆桿就可以退出所開的孔，當動力頭退到底座的起始位置時，一根鉆桿段當好退出孔來，拆開其與主軸及與之相鄰的鉆桿段之間的連接結(jié)構(gòu)，取走該鉆桿段，然后通過操作手柄使動力頭前移，到使主軸與孔中的最外端的鉆桿段相接觸上，通過連接結(jié)構(gòu)將鉆桿段與主軸連接起來，再使動力頭倒退，如此重復(fù)操作，最后將全部鉆桿以及鉆頭從所開的孔中拉出。
所述的導(dǎo)正器的水平孔中可以設(shè)有一含油尼龍導(dǎo)向套，在本鉆機工作過程中，鉆桿上的螺旋葉片與尼龍襯套始終相吻合地通過導(dǎo)正器。導(dǎo)正器可以使鉆桿保證在一個確定的水平高度下進行鉆孔，確保鉆孔的水平度，其中的含油尼龍導(dǎo)向套可以保護鉆桿不磨損，提高其使用壽命。而在滑架上端面上設(shè)置的水平儀可以配合導(dǎo)正器使鉆孔的水平精度更高。
當所述的動力頭為電機時，在電機的線路上可以連接一個倒順開關(guān)，使電機可以正轉(zhuǎn)，也可以反轉(zhuǎn)；所述的鉆桿段之間及其與主軸之間的連接結(jié)構(gòu)為螺紋連接結(jié)構(gòu)，這時，在安裝和拆卸鉆桿段時，可通過電機的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)鉆桿段的裝卸，這樣既快捷，又省力。
所述雙向防止逆轉(zhuǎn)間歇傳動機構(gòu)可以是棘輪機構(gòu)，由棘輪和雙向?qū)ΨQ式的棘爪組成，其中的棘輪固定在所述的軸上，雙向?qū)ΨQ式的棘爪的一端可轉(zhuǎn)動地固于活套在所述軸上的轉(zhuǎn)動手柄上，其另一端抵在所述棘輪的齒間。當所述轉(zhuǎn)動手柄向一個方向轉(zhuǎn)動時，棘爪推動棘齒，從而使軸在該方向上轉(zhuǎn)動，通過其上的齒輪帶動固于滑架上的齒條運動，使所述的滑架向一個方向作直線運動，進行手工進給鉆孔操作；而當手柄向另一個方向轉(zhuǎn)動時，棘爪在棘齒上滑過，所述的軸不轉(zhuǎn)動。這樣，人工操作手柄在一定的角度范圍內(nèi)往復(fù)的擺動，就使滑架向一個方向不斷的前進，實現(xiàn)鉆孔操作。通過操作者對手柄的施力的大小，可以自如地控制鉆進的速度，根據(jù)鉆孔處具體的地質(zhì)情況安全平穩(wěn)地鉆進。當一個鉆桿段完全進入路基孔中后，或鉆孔完畢要從孔洞中拉出鉆桿時，要使滑架向相反的方向移動，這時只需將所述的雙向?qū)ΨQ式棘爪轉(zhuǎn)到其另一對稱的側(cè)面抵在棘輪的齒間，再在一定的角度范圍內(nèi)往復(fù)擺動手柄，就可使滑架向相反的方向運動，實現(xiàn)滑架的倒退。
所述的鉆桿上設(shè)有螺旋葉片，所述的螺旋葉片為一連續(xù)整體的螺旋葉片，而不是像現(xiàn)有技術(shù)中的許多鉆桿似的，由一段一段的螺旋葉片段焊接固聯(lián)在一起，這樣的連續(xù)整體螺旋葉片的鉆桿，其鉆進阻力小，易排渣，且成孔精度高。所述鉆頭采用硬質(zhì)合金材料制成，這種鉆頭的鉆進效率高，壽命長。
為了使本鉆機能夠適應(yīng)各種地質(zhì)狀況路基的鉆孔，尤其是為了適合在粘土層中要加注水地鉆孔，所述的主軸設(shè)計成一端封閉的空心形狀，與之連接的鉆桿段亦為空心鉆桿，在所述主軸的側(cè)壁上設(shè)有一孔，在所述空心主軸的側(cè)壁有孔段上，密封地且與主軸之間可相對轉(zhuǎn)動地連接一密封套，在所述密封套的與主軸側(cè)壁上的孔的位置對應(yīng)處設(shè)有一孔，孔中密封地固接一接管。在使用的時候，可以在該接管中連接水管或水泵的出水管，水由該孔進入密封套，又進入空心主軸的中空腔，繼而通過空心鉆桿段來到鉆頭處，從鉆頭的縫隙中噴出，以利于鉆進。
本實用新型提供的水平工程鉆機其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。手工進給機構(gòu)對進給操作有利，進給的力量可以靈活地控制其大小，以適應(yīng)地質(zhì)情況的變化。本鉆機上設(shè)置的導(dǎo)正器和水平儀裝置使本鉆機鉆出的孔的水平度和直度具有較高的精度，提高鉆孔質(zhì)量，而鉆桿段上的整體連續(xù)的螺旋葉片更提高了成孔精度，同時減少鉆孔阻力，有利于排渣。本鉆機單配電機，比起一般的手工鉆只在鉆體中設(shè)有一電刷線圈組成的電機結(jié)構(gòu)來具有輸出扭矩大的特點，為各種性質(zhì)的路基的順利鉆孔提供了強有利的動力。擺線針輪減速器和手工進給機構(gòu)的設(shè)置，更進一步地使本鉆機的結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，本機的總重只有145千克，在移動本鉆機時，可以將帶有主軸的動力頭與滑架之間的連接螺栓旋開，本鉆機分成三部分搬運，分體后，單件的重量只有70千克，兩個人即可抬起，這適合于本機需頻繁搬動移位的使用特點。另外，本鉆機的電機通過倒順開關(guān)可以控制其正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)及各鉆桿段之間的螺紋連接結(jié)構(gòu)使鉆桿段的裝卸十分方便。
本實用新型提供的水平鉆機除了在鐵道的沿線穿越鋼軌鋪設(shè)過道電纜鉆孔之外，還可以用于在公路地面之下或建筑底下不開挖地鉆孔鋪設(shè)各種管線。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。


圖1為本實用新型的主視結(jié)構(gòu)(除棘輪機構(gòu)和手柄外)示意圖圖2為本實用新型俯視結(jié)構(gòu)示意圖圖3進給機構(gòu)中的棘輪機構(gòu)和手柄的結(jié)構(gòu)示意圖圖4為為進給機構(gòu)的主視結(jié)構(gòu)示意圖圖5為帶有進水孔的主軸結(jié)構(gòu)示意圖如
圖1、2所示，本水平工程鉆機包括有底座1、滑架2、導(dǎo)正器3、給進裝置、動力頭4、主軸5、鉆桿6和鉆頭7，底座1的上端面上設(shè)水平滑道，滑架2可平穩(wěn)滑動地設(shè)于底座1的滑道上，滑架2包括有滑架體，滑架體置于底座1的滑道上，所述動力頭為電機，通過四個螺栓固設(shè)于所述滑架體上。主軸5與動力頭4通過一擺線針輪減速器8相連接。在主軸5上連接鉆桿6，在鉆桿的端頭上連接鉆頭7，鉆桿6由若干鉆桿段組成，所述的各鉆桿段之間通過螺栓連接結(jié)構(gòu)固聯(lián)在一起。在底座1的上面靠鉆頭7一側(cè)的一端設(shè)有導(dǎo)正器3，導(dǎo)正器3為一豎直固于底座上的部件，其上設(shè)有一與鉆頭7的運動方向平行的水平孔，水平孔中設(shè)有一含油尼龍導(dǎo)向套，其直徑與鉆桿6的外徑相吻合，鉆桿穿過該孔設(shè)置。在滑架2上端面上設(shè)置一水平儀15。
如圖3、4所示，給進裝置包括有一齒輪、齒條機構(gòu)和一個雙向防止逆轉(zhuǎn)間歇的棘輪機構(gòu)，在底座1上固設(shè)一根軸9，齒輪10和棘輪11固定在所述的軸上固定在軸9上，齒條12固設(shè)在滑架2上，雙向?qū)ΨQ式的棘爪13的一端可轉(zhuǎn)動地固于活套在軸9上的轉(zhuǎn)動手柄上，其另一端抵在棘輪11的齒間。
在動力頭電機4的線路上連接一個倒順開關(guān)。鉆桿段6之間及其與主軸5之間的連接結(jié)構(gòu)為螺紋連接結(jié)構(gòu)。
鉆桿上設(shè)有螺旋葉片61，所述的螺旋葉片61為一連續(xù)整體的螺旋葉片。
如圖5所示，主軸5為空心形狀，與之連接的鉆桿段6亦為空心鉆桿，在主軸5的側(cè)壁上設(shè)有一孔51，在空心主軸5的側(cè)壁有孔段上，密封地且連接一密封套，在所述密封套52，密封套52和主軸5之間設(shè)有軸承53，密封套52與主軸5側(cè)壁上的孔51的位置對應(yīng)處設(shè)有一孔521，孔521中密封地固接一接管522。
權(quán)利要求1.一種輕型水平工程鉆機，其特征在于包括有底座、滑架、導(dǎo)正器、給進裝置、動力頭、主軸、鉆桿和鉆頭，所述底座的上端面上設(shè)滑道，所述滑架可平穩(wěn)滑動地設(shè)于底座的所述滑道上，所述滑架包括有滑架體，滑架體置于所述底座的滑道上，所述動力頭固設(shè)于所述滑架體上；所述主軸與動力頭的輸出軸相連接，在主軸上連接所述的鉆桿，在鉆桿的端頭上連接所述的鉆頭；在所述底座上靠鉆頭的一端設(shè)有所述的導(dǎo)正器，其上設(shè)一水平孔，其直徑與所述鉆桿的外徑相吻合，所述鉆桿穿過該孔設(shè)置；所述給進裝置包括有一可使回轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動的傳動機構(gòu)，所述回轉(zhuǎn)變直線運動機構(gòu)中的回轉(zhuǎn)部件設(shè)于一根軸上，該軸可轉(zhuǎn)動地固于所述底座上，回轉(zhuǎn)變直線運動機構(gòu)中的直線運動部件與所述回轉(zhuǎn)部件相互嚙合地固設(shè)于所述滑架上；所述鉆桿由若干鉆桿段組成，所述的各鉆桿段之間通過連接結(jié)構(gòu)固聯(lián)在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕型水平工程鉆機，其特征在于所述主軸通過一減速器與動力頭的輸出軸相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輕型水平工程鉆機，其特征在于所述的減速器為擺線針輪減速器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輕型水平工程鉆機，其特征在于所述的回轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動的傳動機構(gòu)是齒輪、齒條機構(gòu)，所述的齒輪固定在所述的軸上，所述齒條固設(shè)在所述滑架上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輕型水平工程鉆機，其特征在于所述給進裝置還包括有一個雙向防止逆轉(zhuǎn)間歇傳動機構(gòu)，所述雙向止逆間歇機構(gòu)中的轉(zhuǎn)動部件固設(shè)于所述軸上，而其止逆部件固定于一手柄上，該手柄活套設(shè)在所述軸上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輕型水平工程鉆機，其特征在于所述雙向防止逆轉(zhuǎn)間歇傳動機構(gòu)是棘輪機構(gòu)，由棘輪和雙向?qū)ΨQ式的棘爪組成，其中的棘輪固定在所述的軸上，雙向?qū)ΨQ式的棘爪的一端可轉(zhuǎn)動地固于活套在所述軸上的所述手柄上，其另一端抵在所述棘輪的齒間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕型水平工程鉆機，其特征在于所述動力頭為電機，其通過螺栓固設(shè)于所述滑架體上；在電機的線路上連接一個倒順開關(guān)；所述的鉆桿段之間及其與主軸之間的連接結(jié)構(gòu)為螺紋連接結(jié)構(gòu)；所述的鉆桿上設(shè)有螺旋葉片，所述的螺旋葉片為一連續(xù)整體的螺旋葉片；所述鉆頭采用硬質(zhì)合金材料制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的輕型水平工程鉆機，其特征在于在所述的滑架上端面上固設(shè)一水平儀。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕型水平工程鉆機，其特征在于所述的導(dǎo)正器的水平孔中設(shè)有一含油尼龍導(dǎo)向套。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或5或6或7或9所述的輕型水平工程鉆機，其特征在于所述的主軸設(shè)計成一端封閉的空心形狀，與之連接的鉆桿段亦為空心鉆桿，在所述主軸的側(cè)壁上設(shè)有一孔，在所述空心主軸的側(cè)壁有孔段上，密封地且與主軸之間可相對轉(zhuǎn)動地連接一密封套，在所述密封套的與主軸側(cè)壁上的孔的位置對應(yīng)處設(shè)有一孔，孔中密封地固接一接管。
專利摘要一種輕型水平工程鉆機,其包括有底座滑架導(dǎo)正器給進裝置動力頭主軸鉆桿和鉆頭,滑架設(shè)于底座上,動力頭固設(shè)于滑架上;主軸與動力頭的輸出軸相連接,在主軸上連接鉆桿,鉆桿的端頭上連接鉆頭;底座上靠鉆頭的一端設(shè)有導(dǎo)正器,其上設(shè)一水平孔,鉆桿穿過該孔設(shè)置;給進裝置包括有一齒輪齒條機構(gòu),齒輪設(shè)于一根軸上,該軸可轉(zhuǎn)動地固于所述底座上,齒條固設(shè)于所述滑架上;鉆桿由若干鉆桿段組成,其間通過連接結(jié)構(gòu)固聯(lián)在一起。本鉆機其結(jié)構(gòu)簡單使用方便手工進給靈活機動本鉆機鉆孔有較高的精度,重量輕易于搬動。
文檔編號E21B3/00GK2377342SQ99216540
公開日2000年5月10日 申請日期1999年7月9日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月9日
發(fā)明者劉培棟, 李鐘響, 孫福學 申請人:鐵道部電氣化工程局科研所