推进式浅层管道钻挖机论文和设计-赵彤

全文摘要

推进式浅层管道钻挖机。属于给排水钻机领域。现有浅层地表给排水管道施工过程缺少合适类型的管道通道钻挖设备的问题。本实用新型的推进式浅层管道钻挖机，顶部支撑传动机构位于底部支撑机构的上方，顶部支撑传动机构的固定端与底部支撑机构的一端铰接，顶部支撑传动机构的自由端通过可伸缩的角度调节支撑柱与底部支撑机构的另一端连接，角度调节支撑柱的伸缩为顶部支撑传动机构的自由端的摆动提供动力，钻挖机构滑动地安装在顶部支撑传动机构的上方。本实用新型适用于地表深度小于10米的浅层地表管道通道钻挖设备，尤其适用于一层、地下室等室内以及狭小施工环境。具有结构简单，操作简便的优点。

主设计要求

1.推进式浅层管道钻挖机，其特征是：其组成包括钻挖机构(A1)、顶部支撑传动机构(A2)和底部支撑机构(A3)，顶部支撑传动机构(A2)位于底部支撑机构(A3)的上方，顶部支撑传动机构(A2)的固定端与底部支撑机构(A3)的一端铰接，顶部支撑传动机构(A2)的自由端通过可伸缩的角度调节支撑柱(L1)与底部支撑机构(A3)的另一端连接，角度调节支撑柱(L1)的伸缩为顶部支撑传动机构(A2)的自由端的摆动提供动力，钻挖机构(A1)滑动地安装在顶部支撑传动机构(A2)的上方，且钻挖机构(A1)在钻挖的工作时，做功的力的方向与顶部支撑传动机构(A2)的自由端到铰接端的方向一致，即由地面指向地心。

设计方案

2.根据权利要求1所述的推进式浅层管道钻挖机，其特征是：所述的钻挖机构(A1)还包括滑台支撑板(D1)、电机减速器(D2)、钻挖电机(D3)、动力输出轴(D4)、钻挖支撑轴承座(D5)、连接法兰(D6)、钻杆夹具(D7)、直线轴承滑块(D8)、丝杠螺母固定块(D9)、丝杠螺母(D10)，其中，

滑台支撑板(D1)的前端固定安装钻挖支撑轴承座(D5)，滑台支撑板(D1)的顶面固定安装电机减速器(D2)，电机减速器(D2)的一端连接动力输出轴(D4)，动力输出轴(D4)从钻挖支撑轴承座(D5)中穿过，动力输出轴(D4)的末端设置连接法兰(D6)，动力输出轴(D4)通过连接法兰(D6)安装钻杆夹具(D7)，且电机减速器(D2)的另一端连接钻挖电机(D3)；

滑台支撑板(D1)的底面中部设置丝杠螺母固定块(D9)，滑台支撑板(D1)两侧分别设置一组直线轴承滑块(D8)。

3.根据权利要求2所述的推进式浅层管道钻挖机，其特征是：所述的顶部支撑传动机构(A2)还包括顶部支撑架(C2)、前端的顶部转动铰接块(C1)、后端的滑台电机支撑板(C3)、滑台电机(C4)、光轴导轨支撑座(C5)、直线光轴导轨(C6)、滑台丝杠(C7)、滑台丝杠轴承座(C8)，顶部支撑架(C2)的前端安装顶部转动铰接块(C1)，顶部支撑架(C2)的后端的中部安装滑台电机支撑板(C3)，顶部支撑架(C2)前、后两端分别安装有一滑台丝杠轴承座(C8)，两个滑台丝杠轴承座(C8)对应设置，所述的一对对应设置的滑台丝杠轴承座(C8)的两侧，于前后端分别设置一光轴导轨支撑座(C5)，每侧的两个光轴导轨支撑座(C5)对应设置；滑台电机(C4)安装在滑台电机支撑板(C3)上，滑台电机(C4)的输出端安装滑台丝杠(C7)后依次穿过两个滑台丝杠轴承座(C8)，滑台丝杠(C7)与滑台丝杠轴承座(C8)转动连接，两根直线光轴导轨(C6)分别穿过两个对应的光轴导轨支撑座(C5)，直线光轴导轨(C6)与光轴导轨支撑座(C5)固定连接；其中，直线光轴导轨(C6)与钻挖机构(A1)的直线轴承滑块(D8)滑动安装；

滑台丝杠(C7)与钻挖机构(A1)的丝杠螺母固定块(D9)转动连接。

4.根据权利要求3所述的推进式浅层管道钻挖机，其特征是：所述的底部支撑机构(A3)还包括底部支撑架(B2)、底部转动铰接块(B1)和转角连接轴(L2)，底部转动铰接块(B1)安装在底部支撑架(B2)的前端；底部支撑机构(A3)的底部转动铰接块(B1)与顶部支撑传动机构(A2)的顶部转动铰接块(C1)之间通过转角连接轴(L2)，底部支撑机构(A3)的角度调节支撑柱(L1)与顶部支撑传动机构(A2)的自由端连接。

设计说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种推进式浅层管道钻挖机。

背景技术：

在给排水管道施工过程中，常常需要在地下铺设管道，在很多情况下要依靠钻挖设备来掘出铺设管道所需的通道，而目前使用的钻机多为钻探领域使用的大型钻机，在范围较小、空间局限的施工环境中并不适用。此外，现有的小型手持式地钻挖坑机在操作时需要人工扶正，很难保证打孔方向。因此，为保证坑道挖掘质量、降低施工作业难度，需要一种新型的钻挖机，用于满足有限环境内的钻挖需求。

发明内容：

本实用新型的目的是为了解决现有浅层地表给排水管道施工过程缺少合适类型的管道通道钻挖设备的问题，而提供一种适用于浅层管道通道钻挖装置。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

推进式浅层管道钻挖机，其组成包括：钻挖机构、顶部支撑传动机构和底部支撑机构，顶部支撑传动机构位于底部支撑机构的上方，顶部支撑传动机构的固定端与底部支撑机构的一端铰接，顶部支撑传动机构的自由端通过可伸缩的角度调节支撑柱与底部支撑机构的另一端连接，角度调节支撑柱的伸缩为顶部支撑传动机构的自由端的摆动提供动力，钻挖机构滑动地安装在顶部支撑传动机构的上方，且钻挖机构在钻挖的工作时，做功的力的方向与顶部支撑传动机构的自由端到铰接端的方向一致。

有益效果：

1.本实用新型设计的由钻挖机构、顶部支撑传动机构和底部支撑机构组成的一种新型的浅层钻挖设备，适用于地表深度小于10米的浅层地表管道通道钻挖设备，尤其适用于一层、地下室等室内以及狭小施工环境。具有结构简单，操作简便的优点。

2.本实用新型通过可伸缩的角度调节支撑柱调整顶部支撑传动机构与底部支撑机构的相对夹角，施工前按照下管要求预设好在地面以下的钻挖角度后，不再需要人工一直控制或扶持钻机，减少人力投入，且施工过程不需一直依靠人工控制钻机，提高了下管通道的钻挖精度，缩短施工时间。

附图说明：

附图1是本实用新型的结构示意图；

附图2是本实用新型涉及的底部支撑机构与顶部支撑传动机构之间连接关系的结构示意图；

附图3是本实用新型涉及的顶部支撑传动机构的结构示意图；

附图4是本实用新型涉及的顶部支撑传动机构的顶部支撑架的结构示意图；

附图5是本实用新型涉及的顶部支撑传动机构的顶部支撑架的结构示意图；

附图6是本实用新型涉及的底部支撑机构的结构示意图；

附图7是本实用新型涉及的底部支撑机构的结构示意图。

具体实施方式：

具体实施方式一：

本实施方式的推进式浅层管道钻挖机，如图1，图2所示，其组成包括钻挖机构A1、顶部支撑传动机构A2和底部支撑机构A3，顶部支撑传动机构A2位于底部支撑机构A3 的上方，顶部支撑传动机构A2的固定端与底部支撑机构A3的一端铰接，顶部支撑传动机构A2的自由端通过可伸缩的角度调节支撑柱L1与底部支撑机构A3的另一端连接，角度调节支撑柱L1的伸缩为顶部支撑传动机构A2的自由端的摆动提供动力，钻挖机构 A1滑动地安装在顶部支撑传动机构A2的上方，且钻挖机构A1在钻挖的工作时，做功的力的方向与顶部支撑传动机构A2的自由端到铰接端的方向一致，即由地面指向地心。

具体实施方式二：

与具体实施方式一不同的是，本实施方式的推进式浅层管道钻挖机，如图5和6所示，所述的钻挖机构A1还包括滑台支撑板D1、电机减速器D2、钻挖电机D3、动力输出轴 D4、钻挖支撑轴承座D5、连接法兰D6、钻杆夹具D7、直线轴承滑块D8、丝杠螺母固定块D9、丝杠螺母D10，其中，

滑台支撑板D1的前端固定安装钻挖支撑轴承座D5，滑台支撑板D1的顶面固定安装电机减速器D2，电机减速器D2的一端连接动力输出轴D4，动力输出轴D4从钻挖支撑轴承座D5中穿过，动力输出轴D4的末端设置连接法兰D6，动力输出轴D4通过连接法兰 D6安装钻杆夹具D7，且电机减速器D2的另一端连接钻挖电机D3；

滑台支撑板D1的底面中部设置丝杠螺母固定块D9，滑台支撑板D1两侧分别设置一组直线轴承滑块D8。

具体实施方式三：

与具体实施方式二不同的是，本实施方式的推进式浅层管道钻挖机，如图1-6所示，所述的顶部支撑传动机构A2还包括顶部支撑架C2、前端的顶部转动铰接块C1、后端的滑台电机支撑板C3、滑台电机C4、光轴导轨支撑座C5、直线光轴导轨C6、滑台丝杠 C7、滑台丝杠轴承座C8，顶部支撑架C2的前端安装顶部转动铰接块C1，顶部支撑架 C2的后端的中部安装滑台电机支撑板C3，顶部支撑架C2前、后两端分别安装有一滑台丝杠轴承座C8，两个滑台丝杠轴承座C8对应设置，所述的一对对应设置的滑台丝杠轴承座C8的两侧，于前后端分别设置一光轴导轨支撑座C5，每侧的两个光轴导轨支撑座 C5对应设置；滑台电机C4安装在滑台电机支撑板C3上，滑台电机C4的输出端安装滑台丝杠C7后依次穿过两个滑台丝杠轴承座C8，滑台丝杠C7与滑台丝杠轴承座C8转动连接，两根直线光轴导轨C6分别穿过两个对应的光轴导轨支撑座C5，直线光轴导轨C6 与光轴导轨支撑座C5固定连接；

其中，直线光轴导轨C6与钻挖机构A1的直线轴承滑块D8滑动安装；

滑台丝杠C7与钻挖机构A1的丝杠螺母固定块D9转动连接。

具体实施方式四：

与具体实施方式三不同的是，本实施方式的推进式浅层管道钻挖机，所述的底部支撑机构A3还包括底部支撑架B2、底部转动铰接块B1、和转角连接轴L2，底部转动铰接块B1安装在底部支撑架B2的前端；底部支撑机构A3的底部转动铰接块B1与顶部支撑传动机构A2的顶部转动铰接块C1之间通过转角连接轴L2，底部支撑机构A3的角度调节支撑柱L1与顶部支撑传动机构A2的自由端连接。

工作原理：

进入工作现场后，首先要对钻挖挖掘设备固定，以免作业过程中发生意外。然后在钻杆夹具D7装夹钻挖作业所需的钻头和钻杆，并通过角度调节支撑柱L1，改变顶部支撑传动机构A2与底部支撑机构A3的相对夹角，以便满足施工需求。

然后启动钻挖电机D3，其输出的动力经电机减速器D2传递给动力输出轴D4，进而通过连接法兰D6传递给钻杆夹具D7，钻杆夹具D7所夹持的钻头和钻杆开始旋转。

启动滑台电机C4，滑台电机C4将带动滑台丝杠C7开始转动，滑台丝杠C7与丝杠螺母D10构成丝杠螺母传动副，从而带动滑台支撑板D1沿直线光轴导轨C6向接近地面的方向缓慢移动，进而实现钻挖施工作业。在达到丝杠螺母传动副运行极限后，将钻挖电机D3停转，松开钻杆夹具D7，令滑台电机C4反转，使滑台支撑板D1回到远离地面一端的初始位置，再新增一节钻杆，并使之与之前的一端钻杆相连接，然后利用钻杆夹具 D7夹紧新增的这节钻杆，重复以上过程，实现钻挖施工。反之，当钻挖施工完成后，令滑台支撑板D1由接近地面一端向远离地面一端运行，逐级拔出并卸下钻杆，以便检查所钻挖坑道是否符合要求。

本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，本领域技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

设计图

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