一种液压钻机钻杆自动装拆装置及其运行方法

技术领域

本发明涉及煤矿技术领域，尤其涉及一种液压钻机钻杆自动装拆装置及其运行方法。

背景技术

煤矿随着开采深度的增加，煤矿开采受冲击地压灾害的威胁日益严重，局部治理措施中应用最为广泛的为钻孔卸压，能有效降低煤体应力集中程度，减小冲击危险性。当前钻孔卸压均为人工现场操作，发生冲击动力灾害时，危及人员安全，不能实现远距离进行操控。在自动化、智能化改造过程中，自动存储和拆接钻杆成为急需解决的关键问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种液压钻机钻杆自动装拆装置及其运行方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种液压钻机钻杆自动装拆装置，包括钻杆、连接座、钻杆支撑架、钻杆存储仓、钻杆水平推送平台、钻杆上下推送部以及钻杆固定槽，所述钻杆存储仓通过所述钻杆支撑架与所述连接座固定连接，两者之间形成有前后开口的推送腔，所述钻杆水平推送平台以及钻杆上下推送部位于所述推送腔内，所述钻杆固定槽与所述钻杆水平推动部的一侧连接。所述钻杆存储仓包括存储腔、第一顶套、第二顶套以及插销油缸，所述插销油缸固定于所述存储腔的一侧，所述第一顶套通过销轴连接于所述插销油缸的一端，所述插销油缸通过所述第二顶套与所述钻杆存储仓固定连接，所述插销油缸通过所述第一顶套与所述钻杆卡接。所述钻杆水平推送平台包括推送座、梭臂总成以及传动总成，所述推动座与所述梭臂总成固定连接，所述传动总成与所述连接座固定连接，所述梭臂总成与所述传动总成相互配合可在所述推送腔内沿横向进行运动。所述钻杆上下推送部包括钻杆升降座以及顶杆油缸，所述钻杆升降座与所述顶杆油缸固定连接，所述顶杆油缸与所述连接座固定连接，所述钻杆升降座通过所述顶杆油缸可在所述推送腔内沿竖向进行运动。所述钻杆固定槽包括手钳以及手钳油缸，所述手钳与所述手钳油缸铰接，利用所述手钳油缸可进行夹持操作，所述手钳油缸固定在所述推送座内。

进一步地，所述钻杆存储仓从前到后具有三列所述存储腔，所述插销油缸固定于各所述存储腔下部的左右两侧，若干所述钻杆可分别放置在各所述存储腔内。

进一步地，所述插销油缸包括第一伸缩杆以及第一缸筒，各所述插销油缸的伸缩杆位于所述存储腔内，所述伸缩杆的头端通过所述销轴与所述第一顶套销接，所述缸筒的尾端通过所述第二顶套以及法兰与所述存储仓可拆卸固定连接。所述钻杆的外螺纹接头位于所述存储腔内的右侧，其内螺纹接头位于所述存储腔内的左侧，各所述插销油缸通过所述第一顶套相互配合可将所述钻杆进行卡接。

进一步地，所述钻杆支撑架位于所述推送腔的左右两侧，所述钻杆支撑架的顶部通过螺栓以及弹簧垫圈与所述钻杆存储仓的底部固定连接，所述钻杆支撑架的底部与所述连接座焊接固定。

进一步地，所述钻杆水平推送平台位于所述推送腔的中间位置处，并可在所述推送腔内进行前后移动，所述推送座位于所述钻杆水平推送平台的顶部。

进一步地，所述钻杆固定槽位于所述推送座的前侧，所述手钳呈开口朝上的U型，所述手钳的前侧可绕铰接轴朝向所述推送座进行转动夹持。

进一步地，所述钻杆上下推送部具有两个，分别位于所述钻杆水平推送平台的左右两侧，所述顶杆油缸包括第二伸缩杆以及第二缸筒，所述第二伸缩杆的顶端与所述钻杆升降座固定连接，所述第二缸筒的底端与所述连接座固定连接。

进一步地，设有平衡阀，所述平衡阀位于所述推送腔内并固定于所述连接座顶部，所述平衡阀与所述传动总成进行连接。

一种如上述任意一项所述的液压钻机钻杆自动装拆装置的运行方法，包括液压钻机钻杆自动装拆装置以及车体，所述车体包括车架、摄像头、液压油箱、立柱、履带、钻杆夹持部以及钻杆给进部，所述履带分别位于所述车架底部的左右两侧，所述液压油箱固定于所述车架顶部的后侧，所述仓储式液压钻机钻杆通过所述连接座固定于所述车架的前部左侧，所述钻杆给进部位于所述车架的中侧，所述钻杆夹持部位于所述车架的前端，若干立柱固定于所述车架顶部，所述摄像头固定于所述液压油箱的顶部。

在所述液压钻机钻杆自动装拆装置进行装拆所述钻杆时包括以下步骤，S1、首先所述钻杆上下推送部的钻杆升降座在第二伸缩杆的作用下逐渐上升到任意一列所述存储腔的底部，随后左右两侧的所述插销油缸逐渐向外进行收缩，使得所述第二钻杆两端与所述第一顶套脱离并在重力作用下沿存储腔侧壁滑落到所述钻杆升降座内，第三钻杆位于所述第二钻杆的上侧，然后第一顶套在所述插销油缸的第二伸缩杆逐渐伸长利用所述第一顶套将所述第三钻杆的两端重新进行卡接；

S2、所述钻杆水平推动平台利用所述梭臂总成向右侧进行移动，同时带动所述钻杆固定槽使得所述手钳位于所述第二钻杆的下方，所述钻杆上下推送部的伸缩杆随后向下进行收缩，并将所述第二钻杆放置在所述手钳内，随后所述手钳在所述手钳油缸的带动下将所述第二钻杆进行夹持，此时所述第二钻杆的外螺纹接头位于前端，其内螺纹接头位于后端；

S3、所述第一钻杆位于所述钻杆给进部以及所述钻杆夹持部之间，所述钻杆给进部利用给进油缸向前推进，将所述钻杆给进部的回转件与所述第一钻杆的内螺纹接头相接并同时进行旋转，逐渐将所述第一钻杆旋转钻入到煤层内，当所述第一钻杆的尾端位于所述钻杆夹持部时，所述钻杆夹持部将所述第一钻杆进行夹持，所述回转件反向旋转并随所述钻杆给进部逐渐向后移动；

S4、所述钻杆水平推进平台通过所述梭臂总成向左侧进行移动，同时带动所述钻杆固定槽使得第二钻杆移动到所述钻杆给进部以及所述钻杆夹持部之间，所述钻杆给进部逐渐向前移动并使得所述回转件与所述第二钻杆后端的内螺纹进行螺纹连接，随后所述回转件旋转并在所述钻杆给进部的带动下继续向前移动，使得第二钻杆前端的外螺纹与所述第一钻杆后端的内螺纹进行螺纹连接，并逐渐向前钻入煤层内；

S5、随后沿S1、S2、S3以及S4的步骤循环进行，直至将所述钻杆存储仓内的钻杆全部钻入煤层内。

本发明的有益效果是：通过利用钻杆存储仓可有序放置大量钻杆，并通过钻杆水平推送平台以及钻杆上下推送部之间的相互配合，可将钻杆存储仓内的钻杆自动进行拿取。钻杆给进部逐渐推进，利用回转件将钻杆进行自动安装，并可通过钻杆一端夹紧一端旋转的方式自动拆卸，从而实现钻杆的自动装拆和存储，能够克服复杂环境并节省人力，可极大的提高工作效率。

附图说明

图1所示为本发明一种实施方式的结构原理示意图。

图2为图1的正视图。

图3为图1的侧视图。

图4所示为图1的安装结构示意图。

具体实施方式

本发明公开了一种液压钻机钻杆自动装拆装置及其运行方法，以下结合附图对本发明的一种实施方式作具体描述。

如图1所示，一种液压钻机钻杆自动装拆装置，包括钻杆、连接座6、钻杆支撑架3、钻杆存储仓1、钻杆水平推送平台2、钻杆上下推送部4以及钻杆固定槽5。钻杆存储仓1包括存储腔、第一顶套、第二顶套以及插销油缸101，存储腔在钻杆存储仓1内从前到后排列具有三列，插销油缸101固定于各存储腔下部的左右两侧。插销油缸101包括第一伸缩杆以及第一缸筒，各插销油缸101的伸缩杆位于存储腔内，伸缩杆的头端通过销轴与第一顶套销接，第一缸筒的尾端通过第二顶套以及法兰与存储仓外侧壁可拆卸固定连接。存储腔内放置有若干钻杆，钻杆的外螺纹接头位于存储腔内的右侧，其内螺纹接头位于存储腔内的左侧，各插销油缸101通过第一顶套的相互配合可将钻杆进行卡接。

钻杆存储仓1通过钻杆支撑架3与连接座6固定连接，两者之间形成有前后开口的推送腔，钻杆水平推送平台2以及钻杆上下推送部4位于推送腔内。钻杆支撑架3位于推送腔的左右两侧，钻杆支撑架3顶部通过螺栓以及弹簧垫圈与钻杆存储仓1底部的左右两侧可拆卸固定连接，钻杆支撑架3的底部与连接座6进行焊接固定。

结合图2和图3所示，钻杆水平推动平台包括推动座、梭臂总成202以及传动总成203，其位于推送腔的中间位置处，传动总成203的底部与连接座6的顶部固定连接，推动座位于传动总成203的上部且两者之间具有梭臂总成202，梭臂总成202与传动总成203相互配合可在推动腔内进行前后移动。钻杆固定槽5包括手钳501以及手钳油缸，手钳501与手钳油缸铰接，其利用手钳油缸可进行夹持操作。钻杆固定槽5位于推送座201的前侧，手钳油缸固定在推动座内。手钳501呈开口朝向的U型，手钳501的前侧可套铰接轴朝推送座201进行转动夹持。设有平衡阀7，平衡阀7位于推送腔内并固定于连接座6顶部，平衡阀7与传动总成203进行连接。

钻杆上下推送部4包括钻杆升降座401以及顶杆油缸402，钻杆上下推送部4具有两个，分别位于钻杆水平推动平台的左右两侧。顶杆油缸402包括第二伸缩杆以及第二缸筒，第二伸缩杆的顶端与钻杆升降座401固定连接，第二缸筒的底端与连接座6固定连接，钻杆升降座401通过顶杆油缸402可在推送腔内进行上下移动。

一种液压钻机钻杆自动装拆装置的运行方法，如图4所示，包括液压钻机钻杆自动装拆装置以及车体，车体包括车架、摄像头8、液压油箱、立柱10、履带11、钻机夹持部以及钻杆给进部13，履带11分别位于车架底部的左右两侧，液压油箱9固定于车架顶部的后侧，仓储式液压钻机钻杆通过连接轴固定于车架的前部左侧，钻杆给进部13位于车架的中侧，钻杆夹持部12位于车架的前端，若干立柱10固定于车架的顶部，摄像头8固定于液压油箱9的顶部。

在液压钻机钻杆自动装拆装置进行装拆钻杆时包括以下步骤:第一步，首先钻杆上下推送部4的钻杆升降座401在第二伸缩杆的作用下逐渐上升到列存储腔的底部。随后左右两侧的插销油缸101逐渐向外进行收缩，使得第二钻杆两端与第一顶套脱离并在重力作用下沿存储腔侧壁滑落到钻杆升降座401内，第三钻杆位于第二钻杆的上侧，然后第一顶套在插销油缸101的第二伸缩杆逐渐伸长利用第一顶套将第三钻杆的两端重新进行卡接。

第二步，钻杆水平推动平台利用梭臂总成202向右侧进行移动，同时带动钻杆固定槽5使得手钳501位于第二钻杆的下方。钻杆上下推送部4的伸缩杆随后向下进行收缩，并将第二钻杆放置在手钳501内，随后手钳501在手钳油缸的带动下将第二钻杆进行夹持，此时第二钻杆的外螺纹接头位于前端，其内螺纹接头位于后端。

第三部，第一钻杆位于钻杆给进部13以及钻杆夹持部12之间，钻杆给进部13利用给进油缸向前推进，将钻杆给进部13的回转件与第一钻杆的内螺纹接头相接并同时进行旋转，逐渐将第一钻杆旋转钻入到煤层内。当第一钻杆的尾端位于钻杆夹持部12时，钻杆夹持部12将第一钻杆进行夹持，回转件反向旋转并随钻杆给进部13逐渐向后移动。

第四步，钻杆水平推进平台通过梭臂总成202向左侧进行移动，同时带动钻杆固定槽5使得第二钻杆移动到钻杆给进部13以及钻杆夹持部12之间。钻杆给进部13逐渐向前移动并使得回转件与第二钻杆后端的内螺纹进行螺纹连接，随后回转件旋转并在钻杆给进部13的带动下继续向前移动，使得第二钻杆前端的外螺纹与第一钻杆后端的内螺纹进行螺纹连接，并逐渐向前钻入煤层内。

第五步，随后沿第一步、第二步、第三步以及第四步的步骤循环进行操作，直至将钻杆存储仓1内的钻杆全部钻入煤层内。

本发明利用钻杆存储仓1可有序放置大量钻杆，并通过钻杆水平推送平台2以及钻杆上下推送部4之间的相互配合，可将钻杆存储仓1内的钻杆自动进行拿取。钻杆给进部13中逐渐推进，利用回转件将钻杆进行自动安装，并可通过钻杆一端夹紧一端旋转的方式自动拆卸，从而实现钻杆的自动装拆和存储。

需要注意的是，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“固定”、“中间”、“一端”、“一侧”、“另一端”等应做广义理解；术语如“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件，不能理解为对本发明的限制。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。