[實用新型]集束式鉆進(jìn)器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202120658426.1
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN215672013U
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李學(xué)忠;閆保永;史春寶;朱利民;雷豐勵;陳航;田樂意;阮紹剛;李和祥;羅華;邱響林;葉強(qiáng)波;陳澤平;王杰;孟祥輝;郝少楠;郭向勇;劉思聰
• 申請（專利權(quán)）人: 中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司
• 主分類號: E21B3/02
• 分類號: E21B3/02;F16H3/44
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11129
• 代理人: 張子飛

本實用新型公開了一種集束式鉆進(jìn)器，變速傳動系統(tǒng)和由變速傳動系統(tǒng)驅(qū)動的集束刀組，所述集束刀組包括用于鉆中心孔的中心鉆和布置于中心鉆外圓周的銑刀，所述銑刀可圍繞所述中心鉆的軸線公轉(zhuǎn)的同時自轉(zhuǎn)用于銑削所述中心孔的內(nèi)壁。一種孔的加工方法，采用上述集束式鉆進(jìn)器進(jìn)行加工。本實用新型具有大孔可一次性加工完成；孔壁銑削時馬達(dá)扭矩小；可實現(xiàn)孔壁螺旋槽加工；鉆頭散熱效果好的優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種土層或巖石層的鉆進(jìn)裝置，具體涉及一種集束式鉆進(jìn)器。

背景技術(shù)

現(xiàn)有礦用鉆孔技術(shù)是鉆頭圍繞鉆孔中心旋轉(zhuǎn)，沿孔軸向推進(jìn)，實現(xiàn)周向切削和軸向切削，完成孔的加工。主要有兩種方式，一種是孔外動力驅(qū)動鉆桿，如圖1所示，鉆桿01在外動力的作用下轉(zhuǎn)動，鉆頭02在鉆桿的帶動下轉(zhuǎn)動，鉆桿01帶動鉆頭02圍繞孔中心旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)鉆進(jìn)切削，實現(xiàn)鉆孔。另一種是利用孔內(nèi)的孔底馬達(dá)03，如圖2所示，鉆桿01在孔內(nèi)不轉(zhuǎn)動，鉆桿孔內(nèi)有高壓介質(zhì)，該高壓介質(zhì)作用于孔底馬達(dá)03，孔底馬達(dá)03旋轉(zhuǎn)，帶動鉆頭02旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)孔的鉆進(jìn)；與此同時鉆桿01軸向推進(jìn)，完成鉆孔施工。現(xiàn)有的集束式鉆頭主要是刀片的集成方式或者多動力的外置式集成，對深孔和定向施工難度大。其主要缺點有：(1)單次鉆進(jìn)能力小，加工大直徑鉆孔時，需多次擴(kuò)孔才能完成，效率低；(2)鉆孔所需扭矩大；(3)鉆頭連續(xù)切削，散熱效果差，壽命短；(4)孔型加工單一，只能加工簡單的圓柱形孔。

因此，需要一種集束式鉆進(jìn)器及其使用方法，以解決上述問題。

實用新型內(nèi)容

有鑒于此，本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供集束式鉆進(jìn)器，能夠?qū)崿F(xiàn)(1)對大孔一次性加工完成；(2)進(jìn)行孔壁銑削時馬達(dá)扭矩小；(3)鉆頭散熱效果好；(4)可加工孔壁有螺旋槽的孔。

本實用新型的集束式鉆進(jìn)器，包括變速傳動系統(tǒng)和由變速傳動系統(tǒng)驅(qū)動的集束刀組，所述集束刀組包括用于鉆中心孔的中心鉆和布置于中心鉆外圓周的銑刀，所述銑刀可圍繞所述中心鉆的軸線公轉(zhuǎn)的同時自轉(zhuǎn)用于銑削所述中心孔的內(nèi)壁。

(1)中心鉆先鉆中心孔，隨后銑刀對中心孔的孔壁進(jìn)行切削，即可對中心孔進(jìn)行擴(kuò)孔，中心孔及擴(kuò)孔同時進(jìn)行，可實現(xiàn)對大孔一次性加工完成。(2)當(dāng)中心鉆和銑刀的軸向進(jìn)給速度較低時，可加工圓柱形孔；當(dāng)中心鉆和銑刀的軸向進(jìn)給速度較高時，可加工孔壁帶有螺紋槽的異形孔，該異形孔可改善傳統(tǒng)巖石錨固效果。(3)本實用新型中通過變速傳動系統(tǒng)可提高銑刀的轉(zhuǎn)速，從而降低鉆孔時馬達(dá)的輸出速度、減小扭矩。(4)加工中心孔時，鉆孔刀具轉(zhuǎn)速低，所產(chǎn)生的熱量少；孔壁切削時，銑刀為斷續(xù)切削(斷續(xù)切削指的是孔壁切削時，銑刀始終保持僅部分刀頭與孔壁接觸并進(jìn)行切削)，銑刀散熱效果好，可延長銑刀的使用壽命。

進(jìn)一步，所述變速傳動系統(tǒng)包括太陽輪、行星輪以及行星架；所述太陽輪為定輪，所述中心鉆與所述行星架傳動連接且由所述行星架驅(qū)動旋轉(zhuǎn)；所述銑刀設(shè)置于行星架由所述行星架驅(qū)動圍繞所述中心鉆的軸線公轉(zhuǎn)且所述行星輪驅(qū)動自轉(zhuǎn)。通過行星輪驅(qū)動銑刀，銑刀可自轉(zhuǎn)的同時可圍繞中心鉆軸線公轉(zhuǎn)。在銑刀轉(zhuǎn)速不變的情況下，可降低鉆孔時馬達(dá)的輸出速度、減小扭矩。

進(jìn)一步，所述行星輪設(shè)有第一動力輸出軸，所述第一動力輸出軸轉(zhuǎn)動配合設(shè)置于行星架，銑刀傳動配合設(shè)置于所述第一動力輸出軸。

進(jìn)一步，所述銑刀與行星輪之間還傳動配合有增速輪，在馬達(dá)輸入轉(zhuǎn)速不變的情況下，可根據(jù)需求進(jìn)一步提高銑刀的轉(zhuǎn)速。

進(jìn)一步，所述中心鉆的頂端高于銑刀的頂端且中心鉆的加工半徑與銑刀的加工半徑部分重疊，易于中心鉆和銑刀的分布及安裝。

進(jìn)一步，所述銑刀的側(cè)邊緣突出于行星架的側(cè)邊緣，即變速傳動系統(tǒng)位于銑刀的加工面積內(nèi)，以防止行星架轉(zhuǎn)動時與所加工孔壁相抵。

進(jìn)一步，所述行星架內(nèi)部設(shè)有用于容納太陽輪和行星輪的空間。

進(jìn)一步，所述行星架包括行星輪座和連接端蓋，所述行星輪座朝向所述連接端蓋的一側(cè)端面上設(shè)有支撐件，所述支撐件沿軸向與所述連接端蓋的周側(cè)相連。