*CN102654021A*
(10)申请公布号 CN 102654021 A(43)申请公布日 2012.09.05
(12)发明专利申请
(21)申请号 201210151763.7(22)申请日 2012.05.17
(71)申请人中国铁建电气化局集团第一工程有
限公司
地址471013 河南省洛阳市洛龙区白马寺
18号(72)发明人周安义 施亚辉 李宗新 刘开胜
李磊 张猛 周胜辉 高梦益孟元(74)专利代理机构洛阳公信知识产权事务所
(普通合伙) 41120
代理人李宗虎(51)Int.Cl.
E21B 3/00(2006.01)E21B 15/00(2006.01)
权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 4 页权利要求书2页 说明书4页 附图4页
(54)发明名称
隧道打孔机(57)摘要
隧道打孔机，涉及一种隧道顶部的钻孔设备，主要由底座、车架、横向导向机构、纵向进给机构、钻杆和用于驱动钻杆的动力机构，纵向进给机构通过横向导向机构设置在车架上，钻杆和动力机构设置在纵向进给机构的顶部，通过纵向进给机构使钻杆在垂直方向上移动；该隧道打孔机自身重量较轻，在隧道内装拆方便，随时可以上轨道施工，随时可以从轨行区撤出，以便让出轨道方便其它施工方施工。钻孔工作时，水平部分与垂直部分通过齿轮连接，打孔精度更高。
CN 102654021 ACN 102654021 A
权 利 要 求 书
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1.隧道打孔机，其特征在于：主要由底座（1）、车架（2）、横向导向机构（3）、纵向进给机构（4）、钻杆（6）和用于驱动钻杆的动力机构（5），纵向进给机构（4）通过横向导向机构（3）设置在车架（2）上，钻杆（6）和动力机构（5）设置在纵向进给机构（4）的顶部，通过纵向进给机构（4）使钻杆（6）在垂直方向上移动；
所述的横向导向机构（3）主要由横梁（301）、横向移动齿条（302）、滚链（303）和横向导架（304）组成，横梁（301）呈水平设置在车架（2）上，在横梁（301）上固定设有横向移动齿条（302），横向导架（304）套在横梁（301）上，并与横梁（301）构成滑动连接，在横向导架（304）和横梁（301）之间设有滚链（303），用于测量横向导架的相对位移量，纵向进给机构（4）设置在横向导架（304）上，并随着横向导架在横梁上水平移动；
所述的纵向进给机构（4）由纵向导向机构（401）和纵横位移调整机构（402）组成；所述的纵向导向机构（401）主要由立柱导向架（4011）、立柱（4012）和纵立柱运动齿条（4013）构成，立柱导向架（4011）固定设置在横向导架（304）上随横向导架产生同步位移，立柱导向架（4011）套设在立柱（4012）上并与立柱构成滑动连接，在立柱（4012）上固定设有纵立柱移动齿条（4013）；
所述的纵横位移调整机构（402）主要由纵向位移调整手柄（4021）、传动轴Ⅰ（4022）、传动齿轮Ⅰ（4023）、横向位移调整手柄（4024）、传动轴Ⅱ（4025）、传动齿轮Ⅱ（4026）组成，所述的传动轴Ⅰ（4022）为空心轴，其一端与纵向位移调整手柄（4021）连接，另一端通过键与传动齿轮Ⅰ（4023）配合连接，传动齿轮Ⅰ（4023）与纵向导向机构中的纵立柱运动齿条（4013）啮合连接，传动轴Ⅱ（4025）一端与横向位移调整手柄（4024）连接，另一端依次穿过传动轴Ⅰ（4022）的中心孔、横向导架上的手轮孔（305）并在横向导向机构内具有伸出端，该伸出端通过键与传动齿轮Ⅱ（4026）配合连接，传动齿轮Ⅱ（4026）与横向导向机构内的横向移动齿条（302）啮合连接。
2.根据权利要求1所述的隧道打孔机，其特征在于：所述的底座（1）上还设有轨道轮（101）。
3.根据权利要求1所述的隧道打孔机，其特征在于：还设有吸尘装置，吸尘装置设置在钻杆（6）的一侧。
4.根据权利要求1所述的隧道打孔机，其特征在于：还设有立柱平衡机构（7），所述的立柱平衡机构（7）主要由重锤（701）、钢丝绳（702）和定滑轮组（703）组成，钢丝绳（702）的一端与重锤（701）连接，另一端绕过定滑轮组（703）后与纵横位移调整机构中的托架Ⅰ（4027）连接。
5.根据权利要求4所述的隧道打孔机，其特征在于：还设有钻头进给刻度盘，钻头进给刻度盘用于测量钻头位移量。
6.根据权利要求1所述的隧道打孔机，其特征在于：所述的传动轴Ⅰ（4022）的内孔壁与传动轴Ⅱ（4025）的外壁之间设有尼龙套。
7.根据权利要求1所述的隧道打孔机，其特征在于：在传动轴Ⅰ（4022）外圆柱面上套设有托架Ⅰ（4027），托架Ⅰ（4027）与传动轴Ⅰ（4022）之间设有尼龙套，位于托架Ⅰ（4027）的一端在传动轴Ⅰ（4022）上设有挡圈，用于限定托架Ⅰ在传动轴Ⅰ上的位置，托架Ⅰ（4027）外圆柱面通过支架板Ⅰ（4028）与纵向导向机构中的立柱导向架（4011）连接。
8.根据权利要求1所述的隧道打孔机，其特征在于：在传动轴Ⅰ（4022）与横向导架
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（304）之间的传动轴Ⅱ（4025）上套设有托架Ⅱ（4029），托架Ⅱ（4029）和传动轴Ⅱ（4025）之间设有尼龙套，托架Ⅱ（4029）外圆柱面通过支架板Ⅱ（4030）与横向导向机构中的横向导架（304）连接。
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说 明 书隧道打孔机
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[0001]
技术领域
[0002]
本发明属于用于隧道顶部的钻孔设备，主要涉及一种便于移动和定位的隧道打孔
机。背景技术
[0003]
地铁隧道接触线安装架安装孔位与隧道顶瑞，高度地大至有5M左右，在隧道钻孔
机未开发使用前，这些孔的钻孔工作都有工人在脚手架上由人工拿着冲击钻进行打孔，劳动强度大，工作效率低，质量控制困难。
发明内容
[0004] 本发明的目的是为了解决上述技术问题的不足，提供一种隧道打孔机，该装置使得隧道钻孔明显提高工作效率，保证钻孔质量，在隧道内施工可以大幅度降低工人的劳动强度。
[0005] 本发明为解决上述技术问题的不足而采用的技术方案是：隧道打孔机，主要由底座、车架、横向导向机构、纵向进给机构、钻杆和用于驱动钻杆的动力机构，纵向进给机构通过横向导向机构设置在车架上，钻杆和动力机构设置在纵向进给机构的顶部，通过纵向进给机构使钻杆在垂直方向上移动；
所述的横向导向机构主要由横梁、横向移动齿条、滚链和横向导架组成，横梁呈水平设置在车架上，在横梁上固定设有横向移动齿条，横向导架套在横梁上，并与横梁构成滑动连接，在横向导架和横梁之间设有滚链，用于测量横向导架的相对位移量，纵向进给机构设置在横向导架上，并随着横向导架在横梁上水平移动；
所述的纵向进给机构由纵向导向机构和纵横位移调整机构组成；所述的纵向导向机构主要由立柱导向架、立柱和纵立柱运动齿条构成，立柱导向架固定设置在横向导架上随横向导架产生同步位移，立柱导向架套设在立柱上并与立柱构成滑动连接，在立柱上固定设有纵立柱移动齿条；
所述的纵横位移调整机构主要由纵向位移调整手柄、传动轴Ⅰ、传动齿轮Ⅰ、横向位移调整手柄、传动轴Ⅱ、传动齿轮Ⅱ组成，所述的传动轴Ⅰ为空心轴，其一端与纵向位移调整手柄连接，另一端通过键与传动齿轮Ⅰ配合连接，传动齿轮Ⅰ与纵向导向机构中的纵立柱运动齿条啮合连接，传动轴Ⅱ一端与横向位移调整手柄连接，另一端依次穿过传动轴Ⅰ的中心孔、横向导架上的手轮孔并在横向导向机构内具有伸出端，该伸出端通过键与传动齿轮Ⅱ配合连接，传动齿轮Ⅱ与横向导向机构内的横向移动齿条啮合连接。[0006] 所述的底座上还设有轨道轮。[0007] 还设有吸尘装置，吸尘装置设置在钻杆的一侧。[0008] 还设有立柱平衡机构，所述的立柱平衡机构主要由重锤、钢丝绳和定滑轮组组成，
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钢丝绳的一端与重锤连接，另一端绕过定滑轮组后与纵横位移调整机构中的托架Ⅰ连接。[0009] 还设有钻头进给刻度盘，钻头进给刻度盘用于测量钻头的位移量。[0010] 所述的传动轴Ⅰ的内孔壁与传动轴Ⅱ的外壁之间设有尼龙套。[0011] 在传动轴Ⅰ外圆柱面上套设有托架Ⅰ，托架Ⅰ与传动轴Ⅰ之间设有尼龙套，位于托架Ⅰ的一端在传动轴Ⅰ上设有挡圈，用于限定托架Ⅰ在传动轴Ⅰ上的位置，托架Ⅰ外圆柱面通过支架板Ⅰ与纵向导向机构中的立柱导向架连接。
[0012] 在传动轴Ⅰ与横向导架之间的传动轴Ⅱ上套设有托架Ⅱ，托架Ⅱ和传动轴Ⅱ之间设有尼龙套，托架Ⅱ外圆柱面通过支架板Ⅱ与横向导向机构中的横向导架连接。[0013] 本发明的有益效果是：
其一、该隧道打孔机自身重量较轻，在隧道内装拆方便，随时可以上轨道施工，随时可以从轨行区撤出，以便让出轨道方便其它施工方施工。钻孔工作时，水平部分与垂直部分通过齿轮连接，打孔精度更高。通过配重，配重的坠砣连接垂直部分，减轻钻孔工人旋转手柄的压力。从而安装在隧道打孔机上的冲击钻能自动向上冲击打孔。当隧道高度有变化时，打孔机能相应改变工作高度完成工作任务。冲击打孔有二种工作形式，采用手动开关时，打孔机能实行连续打孔，采用脚踏开关工作时可实行点动钻孔。[0014] 其二、该隧道打孔机底部设有带轨道轮的底座，方便在隧道内移动，上部设有横向导向机构和纵向进给机构，通过纵横位移调整机构精确调整打孔工作钻头的纵向和横向位移量，实现精确打孔的目的，较以往传统的作业方法，效率可以提高8倍左右，钻孔精度提高3倍以上。[0015] 其三、改善工人劳动强度，与以往传统操作方法相比，工人的劳动强度大大减少，因为冲击车在工作时有配重，可以更容易对顶孔钻孔。[0016] 其四、钻头侧边安装有吸尘装置，对工人的作业环境有了质的改变；而且上下轨作业灵活由于整台打孔机能快速装拆，且部件轻便，所以能做到轻易地上轨作业，轻易地下轨避让其它的施工作业。
附图说明
[0017] 图1是本发明的结构示意图
图2是横向导向机构与纵向进给机构连接的结构示意图。[0018] 图3是纵向导向机构的结构示意图。
[0019] 图4是纵向导向机构中立柱的结构示意图。[0020] 图5是横向导向机构的结构示意图。[0021] 图6是沿图5中A—A线的结构剖视图。[0022] 图7是纵横位移调整机构的结构示意图。[0023] 图8是立柱平衡装置的结构示意图。[0024] 图中标记：1、底座，101、轨道轮，2、车架，3、横向导向机构，301、横梁，302、横向移动齿条，303、滚链，304、横向导架，305、手轮孔，4、纵向进给机构，401、纵向导向机构，4011、立柱导向架，4012、立柱，4013、纵立柱移动齿条，402、纵横位移调整机构，4021、纵向位移调整手柄，4022、传动轴Ⅰ，4023、传动齿轮Ⅰ，4024、横向位移调整手柄，4025、传动轴Ⅱ，4026、传动齿轮Ⅱ，4027、托架Ⅰ，4028、支架板Ⅰ，4029、托架Ⅱ，4030、支架板Ⅱ，5、动力机
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构，6、钻杆，7、立柱平衡机构，701、重锤，702、钢丝绳，703、定滑轮组。
具体实施方式
[0025] 隧道打孔机，包括如下部分：底座部分，采用钢结构与钢制轮组成，实行隧道打孔机在轨道上的运行。同时支承着整个打孔机的重量；车架部分，采用高强度铝合金型材制作 有效减轻自重。装拆方便，可以根据实际使用要求，对整个冲击高度进行任意的调整；电控部份，电控采用二种控制形式，连续打孔形式，点动打孔形式。同时配有插座以便在施动中用于照明或其它用途；隧道打孔机上装有吸尘装置，吸尘装置安装在钻头附近，打孔时，钻头钻出的尘土可以有效的被吸尘装置吸收。能有效改善工作环境，保护工人身体健康；打孔工作部分，采用齿轮，齿条用作运动部件，具有较高的运动精度，在水平和垂直调节处安装了精度为0.5的标尺，确保打孔位置正确，并能控制打孔深度。朝上打孔时由配重作为动力，实行自动打孔。具有连续打孔和点动打孔功能。[0026] 如图所示，具体结构如下：主要由底座1、车架2、横向导向机构3、纵向进给机构4、钻杆6和用于驱动钻杆的动力机构5构成，在底座上设有轨道轮101，便于整个打孔机在隧道内移动，纵向进给机构4通过横向导向机构3设置在车架2上，钻杆6和动力机构5设置在纵向进给机构4的顶部，通过纵向进给机构4使钻杆6在垂直方向上移动，还设有吸尘装置，吸尘装置设置在钻杆6的一侧，打孔过程中，吸尘装置将粉尘收集，净化工作环境。[0027] 所述的横向导向机构3主要由横梁301、横向移动齿条302、滚链303和横向导架304组成，横梁301呈水平设置在车架2上，在横梁301上固定设有横向移动齿条302，横向导架304套在横梁301上，并与横梁301构成滑动连接，在横向导架304和横梁301之间设有滚链303，用于测量横向导架的相对位移量，纵向进给机构4设置在横向导架304上，并随着横向导架在横梁上水平移动；
所述的纵向进给机构4由纵向导向机构401和纵横位移调整机构402组成；所述的纵向导向机构401主要由立柱导向架4011、立柱4012和纵立柱运动齿条4013构成，立柱导向架4011固定设置在横向导架304上随横向导架产生同步位移，立柱导向架4011套设在立柱4012上并与立柱构成滑动连接，在立柱4012上固定设有纵立柱移动齿条4013；
所述的纵横位移调整机构402，主要是促使打孔机水平和垂直方向上的位移，从而做到精确打孔。其内部是通过膨齿与齿轮之间的联系，通过调节横向转动手柄，打孔机水平方向位移；调节纵向转动手柄，打孔机垂直方向位移，根据现场标记号的点进行精确打孔；主要由纵向位移调整手柄4021、传动轴Ⅰ4022、传动齿轮Ⅰ4023、横向位移调整手柄4024、传动轴Ⅱ4025、传动齿轮Ⅱ4026组成，所述的传动轴Ⅰ4022为空心轴，其一端与纵向位移调整手柄4021连接，另一端通过键与传动齿轮Ⅰ4023配合连接，传动齿轮Ⅰ4023与纵向导向机构中的纵立柱运动齿条4013啮合连接，传动轴Ⅱ4025一端与横向位移调整手柄4024连接，另一端依次穿过传动轴Ⅰ4022的中心孔、横向导架上的手轮孔305并在横向导向机构内具有伸出端，该伸出端通过键与传动齿轮Ⅱ4026配合连接，传动齿轮Ⅱ4026与横向导向机构内的横向移动齿条302啮合连接，所述的传动轴Ⅰ4022的内孔壁与传动轴Ⅱ4025的外壁之间设有尼龙套，在传动轴Ⅰ4022外圆柱面上套设有托架Ⅰ4027，托架Ⅰ4027与传动轴Ⅰ4022之间设有尼龙套，位于托架Ⅰ4027的一端在传动轴Ⅰ4022上设有挡圈，用于限
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定托架Ⅰ在传动轴Ⅰ上的位置，托架Ⅰ4027外圆柱面通过支架板Ⅰ4028与纵向导向机构中的立柱导向架4011连接，在传动轴Ⅰ4022与横向导架304之间的传动轴Ⅱ4025上套设有托架Ⅱ4029，托架Ⅱ4029和传动轴Ⅱ4025之间设有尼龙套，托架Ⅱ4029外圆柱面通过支架板Ⅱ4030与横向导向机构中的横向导架304连接。[0028] 还设有立柱平衡机构7，所述的立柱平衡机构7主要由重锤701、钢丝绳702和定滑轮组703组成，钢丝绳702的一端与重锤701连接，另一端绕过定滑轮组703后与纵横位移调整机构中的托架Ⅰ4027连接。还设有钻头进给刻度盘，钻头进给刻度盘用于测量钻头打孔的深度。立柱平衡装置中是设有钻头进给刻度盘，装刻度盘的目的是:通过读数就能反应打孔机钻头打孔的深度。便于施工中根据参数进行打孔。减少了传统中，打好孔后还要用尺子测量的程序，有效的提高了工作效率。在打孔机上，装有重锥，它是通过钢丝绳连接在打孔机的纵向托架上的，钢丝绳通过定滑轮装置改变力的方向，该力并最终施加在立柱4012上，因此，即使不转动纵向手柄，立柱也会受到向上的驱动力，从而在转动纵向操作手柄时，减轻打孔机向上打孔时的压力，起到省力的作用。
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