[实用新型]集束式钻进器

说明书

本实用新型公开了一种集束式钻进器，变速传动系统和由变速传动系统驱动的集束刀组，所述集束刀组包括用于钻中心孔的中心钻和布置于中心钻外圆周的铣刀，所述铣刀可围绕所述中心钻的轴线公转的同时自转用于铣削所述中心孔的内壁。一种孔的加工方法，采用上述集束式钻进器进行加工。本实用新型具有大孔可一次性加工完成；孔壁铣削时马达扭矩小；可实现孔壁螺旋槽加工；钻头散热效果好的优点。

技术领域

本实用新型涉及一种土层或岩石层的钻进装置，具体涉及一种集束式钻进器。

背景技术

现有矿用钻孔技术是钻头围绕钻孔中心旋转，沿孔轴向推进，实现周向切削和轴向切削，完成孔的加工。主要有两种方式，一种是孔外动力驱动钻杆，如图1所示，钻杆01在外动力的作用下转动，钻头02在钻杆的带动下转动，钻杆01带动钻头02围绕孔中心旋转实现钻进切削，实现钻孔。另一种是利用孔内的孔底马达03，如图2所示，钻杆01在孔内不转动，钻杆孔内有高压介质，该高压介质作用于孔底马达03，孔底马达03旋转，带动钻头02旋转，实现孔的钻进；与此同时钻杆01轴向推进，完成钻孔施工。现有的集束式钻头主要是刀片的集成方式或者多动力的外置式集成，对深孔和定向施工难度大。其主要缺点有：(1)单次钻进能力小，加工大直径钻孔时，需多次扩孔才能完成，效率低；(2)钻孔所需扭矩大；(3)钻头连续切削，散热效果差，寿命短；(4)孔型加工单一，只能加工简单的圆柱形孔。

因此，需要一种集束式钻进器及其使用方法，以解决上述问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是克服现有技术中的缺陷，提供集束式钻进器，能够实现(1)对大孔一次性加工完成；(2)进行孔壁铣削时马达扭矩小；(3)钻头散热效果好；(4)可加工孔壁有螺旋槽的孔。

本实用新型的集束式钻进器，包括变速传动系统和由变速传动系统驱动的集束刀组，所述集束刀组包括用于钻中心孔的中心钻和布置于中心钻外圆周的铣刀，所述铣刀可围绕所述中心钻的轴线公转的同时自转用于铣削所述中心孔的内壁。

(1)中心钻先钻中心孔，随后铣刀对中心孔的孔壁进行切削，即可对中心孔进行扩孔，中心孔及扩孔同时进行，可实现对大孔一次性加工完成。(2)当中心钻和铣刀的轴向进给速度较低时，可加工圆柱形孔；当中心钻和铣刀的轴向进给速度较高时，可加工孔壁带有螺纹槽的异形孔，该异形孔可改善传统岩石锚固效果。(3)本实用新型中通过变速传动系统可提高铣刀的转速，从而降低钻孔时马达的输出速度、减小扭矩。(4)加工中心孔时，钻孔刀具转速低，所产生的热量少；孔壁切削时，铣刀为断续切削(断续切削指的是孔壁切削时，铣刀始终保持仅部分刀头与孔壁接触并进行切削)，铣刀散热效果好，可延长铣刀的使用寿命。

进一步，所述变速传动系统包括太阳轮、行星轮以及行星架；所述太阳轮为定轮，所述中心钻与所述行星架传动连接且由所述行星架驱动旋转；所述铣刀设置于行星架由所述行星架驱动围绕所述中心钻的轴线公转且所述行星轮驱动自转。通过行星轮驱动铣刀，铣刀可自转的同时可围绕中心钻轴线公转。在铣刀转速不变的情况下，可降低钻孔时马达的输出速度、减小扭矩。

进一步，所述行星轮设有第一动力输出轴，所述第一动力输出轴转动配合设置于行星架，铣刀传动配合设置于所述第一动力输出轴。

进一步，所述铣刀与行星轮之间还传动配合有增速轮，在马达输入转速不变的情况下，可根据需求进一步提高铣刀的转速。

进一步，所述中心钻的顶端高于铣刀的顶端且中心钻的加工半径与铣刀的加工半径部分重叠，易于中心钻和铣刀的分布及安装。

进一步，所述铣刀的侧边缘突出于行星架的侧边缘，即变速传动系统位于铣刀的加工面积内，以防止行星架转动时与所加工孔壁相抵。

进一步，所述行星架内部设有用于容纳太阳轮和行星轮的空间。

进一步，所述行星架包括行星轮座和连接端盖，所述行星轮座朝向所述连接端盖的一侧端面上设有支撑件，所述支撑件沿轴向与所述连接端盖的周侧相连。