钻机是挖掘竖井的主要设备,它的种类繁多而且应用十分广泛。随着煤炭需求量的增大和开采深度的加深,矿井建设变得更加困难,为了应对新形势下的挑战,在现有的凿井技术和设备基础上进行钻井法凿井技术研究已经刻不容缓。目前的钻机导向器结构和功能过于简单,导向器的接触板直径略小于钻头的直径主要起到稳定钻头的作用,他的作用有限并且自动化程度低。原有导向器的接触板只能在钻头发生较大偏斜时才能与井壁接触。导向器轴承均采用不带保持架的非标准推力向心球轴承,它可以依靠阻力自由的绕钻杆转动,不能有效地保持垂直度。基于以上的情况,我们研制了一种更好的导向装置,它的功能是：在钻头钻进过程中始终撑紧井壁,使钻头始终保持它的垂直度,提高钻进精度。新设计的导向器由液压系统控制三组液压缸,实现迈步式的动作。而且,该液压系统克服了钻进过程中,由于岩层情况不同,钻进速度不稳定的因素。液压系统能适应其较差的工况条件,在改进导向器结构之后,不仅能使原有结构优化,还添加了可以升降的平台,在平台上安装液压缸。首先,根据钻机导向器所要到达的功能,本论文进行可行性分析。由于工况因素和设备的动作特点有很多共同之处,隧道掘进机(TBM)成了本研究的设计灵感来源。其次,为了克服钻头钻进过程中的偏斜和摇摆现象,设计了一个液压系统来实现钻头垂直度。先设计液压系统,可以实现设备的功能,然后对系统进行校核和计算,并修改系统,达到简单实用的目的,最后选取液压阀件和液压介质。最后,根据设计好的液压系统,再对机械结构进行优化。使用应用广泛的Pro-e软件,绘制出零件模型,并组装成部件。对改进的部分进行强度校核检验,使在允许应力范围之内。本论文对现有的钻机导向器进行设计和改造,使设备具有有效的主动导向和防偏斜功能。这种新型导向器可靠性高,自动化程度高,具有更适应工况条件、理论性强和更好的开发利用价值等特点。