CN102121350B - 一种冲击式液压凿岩机 - Google Patents

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本发明公开了一种冲击式液压凿岩机,该凿岩机包括冲击机构、旋转机构和冲洗机构,冲击机构由液压马达、激振箱体、偏心轴、齿轮及偏心块构成,激振箱体的底部安装有冲击锤头;旋转机构由液压马达、回转箱体、主动齿轮、回转齿轮及钎尾构成,回转箱体内安装有主动齿轮和回转齿轮,回转齿轮紧套在钎尾上,主动齿轮轴与第三液压马达相连接;回转箱体的顶部通过呈对称设置的导杆与激振箱体连接,每根导杆由上至下依次套装上弹簧、激振箱体、下弹簧;冲洗机构套装在从回转箱体底部伸出的钎尾上。本发明采用的冲击机构是由液压马达驱动偏心块,产生高频振动冲击,具有结构简单、冲击力大、冲击频率和冲击力无级可调的优点。

Description

一种冲击式液压凿岩机
技术领域
[0001] 本发明涉及工程机械技术领域,特别是一种冲击式液压凿岩机。
背景技术
[0002] 自1970年法国Montabert公司研制成功第一台用于矿山钻孔的液压凿岩机及其配套钻车以来,液压凿岩机因其能量利用率高、凿岩速度快、环境污染低和易于实现自动化而逐渐取代气动和电动凿岩机,液压凿岩技术在国外矿山、水电、隧道交通等诸多领域已经得到了很好的推广应用。
[0003] 当前的液压凿岩机工作原理都是利用压差作用,迫使冲击活塞在油缸体内作高速
往复运动,以冲击钎杆破碎岩石。例如,中国专利申请号为“200780041358”,名称为“凿岩方法和凿岩机”;中国专利申请号为“200910075110”,名称为“全自动液压逆打凿岩机”等。由于活塞是在高压作用下高速冲击运动,对缸体密封结构和支承活塞运动的前、后导向套的结构要求非常高,对冲击活塞、钎尾、导向套材料处理和加工精度要求非常高,因此造成了当前的液压凿岩机制造成本高,使用维护成本高。而我国基础エ业水平与国外发达国家相比相对落后,受研发制造水平和加工エ艺的限制,国产的液压凿岩机质量稳定性较差,整体性能尚不能令人满意。由于成本因素和国产产品质量原因,目前我国绝大部分矿山,特别是中小型矿山仍然在普遍使用气动凿岩设备。
发明内容
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供ー种结构简单、制造成本低、工作效率高、维护简单的冲击式液压凿岩机。
[0005] 本发明以如下技术方案解决上述技术问题:
[0006] 本发明冲击式液压凿岩机包括冲击机构、旋转机构和冲洗机构,冲击机构设在上部,旋转机构设在中部,冲洗机构设在下部;冲击机构由液压马达、激振箱体、偏心轴、齿轮及偏心块构成,所述激振箱体上安装有至少四根偏心轴,其中一半数量的偏心轴并排在激振箱体上部构成上层偏心组,另ー半数量的偏心轴并排在激振箱体下部构成下层偏心组,所有偏心轴均安装有偏心块和齿轮,上层偏心组的齿轮相互啮合,下层偏心组的齿轮相互啮合,上层偏心组中有ー个偏心轴与第一液压马达相连接,下层偏心组中有ー个偏心轴与第二液压马达相连接;激振箱体的底部安装有冲击锤头;旋转机构由第三液压马达、回转箱体及安装在回转箱体内的主动齿轮和回转齿轮及钎尾构成,回转齿轮紧套在钎尾上,该主动齿轮轴与第三液压马达相连接;回转箱体的顶部通过呈对称设置的导杆与激振箱体连接,每根导杆由上至下依次套装上弹簧、激振箱体、下弹簧;冲洗机构安装在回转箱体的底部,冲洗机构的通气或通水通道与钎尾的导气孔相连通。
[0007] 所述呈对称设置的导杆有四根或四根以上,各导杆的顶部之间通过顶板相互连接。
[0008] 所述冲击锤头通过联接套与激振箱体连接,冲击锤头的末端设有台阶。[0009] 在回转箱体的上方安装一个用于连接钎尾与冲击锤头的反冲套,反冲套的内上端和内下端可分别扣压冲击锤头末端的台阶和钎尾顶部的台阶。
[0010] 在回转箱体的顶部设有可顶压反冲套上行的挡块。
[0011] 本发明采用的冲击机构是由液压马达驱动偏心块,产生高频振动冲击,与当前的油缸活塞式液压凿岩机相比,具有结构简单,冲击カ大,冲击频率和冲击カ无级可调等优点。
附图说明
[0012] 图I是本发明冲击式液压凿岩机的结构示意图。
[0013] 图2是图I的A-A剖视示意图。 [0014] 图中:激振箱体I、第一主动齿轮2、第一液压马达3、第一主动偏心轴4、第一偏心块5、第二液压马达6、第二主动齿轮7、第二主动偏心轴8、第三偏心块9、冲击锤头10、回转箱体11、冲洗机构12、钎尾13、上弹簧14、第一从动齿轮15、第一从动偏心轴16、第二偏心块17、导杆18、第二从动齿轮19、第二从动偏心轴20、第四偏心块21、第三液压马达22、第三主动齿轮23、下弹簧24、回转齿轮25、反冲套26、联接套27、顶板28。
具体实施方式
[0015] 下面结合附图对本发明作进ー步的描述:
[0016] 本发明冲击式液压凿岩机主要由冲击机构、旋转机构和冲洗机构12组成,冲击机构设在上部,旋转机构设在中部,冲洗机构12设在下部;冲击机构主要由两个液压马达、四根偏心轴、四个齿轮、四个偏心块及激振箱体I构成,激振箱体I的上部通过承轴并排安装有第一主动偏心轴4和第一从动偏心轴16,第一主动偏心轴4和第一从动偏心轴16构成上层偏心组,激振箱体I的下部也通过轴承并排安装有第二主动偏心轴8和第二从动偏心轴20,第二主动偏心轴8和第二从动偏心轴20构成下层偏心组;第一主动偏心轴4上安装有第一偏心块5及第一主动齿轮2,第一主动偏心轴4与第一液压马达3相连接;第一从动偏心轴16上安装有第二偏心块17及第ー从动齿轮15,第一从动齿轮15与第一主动齿轮2相互啮合;第二主动偏心轴8上安装有第三偏心块9及第ニ主动齿轮7,第二主动偏心轴8与第二液压马达6相连接;第二从动偏心轴20上安装有第四偏心块21及第ニ从动齿轮19,第ニ从动齿轮19与第二主动齿轮7相互啮合,激振箱体I的底部通过联接套27安装有冲击锤头10,冲击锤头10的末端设有台阶,冲击锤头10也可以采用传统结构的冲击锤头;旋转机构由第三液压马达22、回转箱体11、第三主动齿轮23、回转齿轮25及钎尾13构成,回转箱体11内安装有第三主动齿轮23和回转齿轮25,回转齿轮25通过内花键紧套在钎尾13上,第三主动齿轮23经其齿轮轴与第三液压马达22相连接;回转箱体11的顶部通过呈对称设置的四根导杆18与激振箱体I连接,每根导杆由上至下依次套装上弹簧14、激振箱体
I、下弹簧24 ;冲洗机构12安装在回转箱体11的底部,冲洗机构12的通气或通水通道与钎尾13的导气孔相连通。
[0017] 正常工作时,第一液压马达3驱动第一主动偏心轴4转动,同时带动第一主动齿轮2转动,与第一主动齿轮2相啮合的第一从动齿轮15也随之转动,并带动第一从动偏心轴16进行同步反向旋转,从而实现第一偏心块5和第二偏心块17同步反向旋转,两个偏心块转动产生的离心カ在两个偏心轴中心连线方向上的分量在同一时间内相互抵消,而在两个偏心轴中心连线的垂直方向上的分量则相互叠加并形成激振力。
[0018]同样,第二液压马达6驱动第二主动偏心轴8,同时带动第二主动齿轮7转动,与之相互啮合的第二从动齿轮19也随之转动,并带动第二从动偏心轴20进行同步反向旋转,从而实现第三偏心块9和第四偏心块21同步反向旋转,也同样在两个偏心轴中心连线的垂直方向上产生激振力。上层偏心组和下层偏心组产生的激振カ在相位相同时相互叠加,在相位相反时相互抵消,产生的激振カ通过激振箱体I传递到冲击锤头10,激振カ频率和激振力大小可以通过第一液压马达3和第二液压马达6的转速控制来进行调节。
[0019] 激振箱体I在激振カ的作用下可以在导杆18上反复运动,冲击锤头10固定在激振箱体I上,通过激振箱体I的上下振动带动冲击锤头10对钎尾13进行冲击。
[0020] 第三液压马达22驱动第三主动齿轮23转动,第三主动齿轮23又带动回转齿轮25转动,回转齿轮25又带动钎尾13旋转,也可以采用双液压马达驱动以増大扭矩。
[0021] 钎尾13连接钻杆钻头,输出冲击能和旋转能,实现凿岩作业。
[0022] 冲洗机构12通过连接高压空气或高压水,将其导入钎尾13的导气孔,再通过钻杆轴心孔从钻头喷出进行冲洗凿岩后产生的石粉。
[0023]当工作时遇到钻杆被卡,需要反冲辅助起拔钻具时,可在回转箱体11的上方安装一个用于连接钎尾13与冲击锤头10的反冲套26,反冲套26的内上端和内下端可分别扣压冲击锤头10末端的台阶和钎尾13顶部的台阶。
[0024] 使用时,先通过联接套27调节冲击锤头10的行程,使其与激振箱体I的距离缩短,从而在激振箱体I带动冲击锤头10上下振动反复运动时,冲击锤头10远离钎尾而对反冲套26进行向上冲击,反冲套26将向上冲击カ传递到钎尾,实现反冲功能。
[0025] 为了使反冲套26的上下移动行程控制在一定范围内,可在回转箱体11的顶部设置可顶压反冲套26上行的挡块。
[0026] 本发明构成上层或下层偏心组的偏心轴不限定于两根,也可以采用多层或多排偏心组的结构。
[0027] 为了使激振箱体在振动过程中不易发生偏移,呈对称设置的导杆也可以是四根以上,各导杆的顶部可以通过顶板28相互连接。
[0028] 本发明不限于上述的实施方式,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应该视为本发明的保护范围。、

Claims (5)

1. 一种冲击式液压凿岩机,主要包括冲击机构、旋转机构和冲洗机构,其特征在于,冲击机构设在上部,旋转机构设在中部,冲洗机构设在下部;冲击机构由液压马达、激振箱体、偏心轴、齿轮及偏心块构成,所述激振箱体上安装有四根偏心轴,其中一半数量的偏心轴并排在激振箱体上部构成上层偏心组,另ー半数量的偏心轴并排在激振箱体下部构成下层偏心组,所有偏心轴均安装有偏心块和齿轮,上层偏心组的齿轮相互啮合,下层偏心组的齿轮相互哨合,上层偏心组中有ー个偏心轴与第一液压马达相连接,下层偏心组中有ー个偏心轴与第二液压马达相连接;激振箱体的底部安装有冲击锤头;旋转机构由第三液压马达、回转箱体及安装在回转箱体内的主动齿轮和回转齿轮及钎尾构成,回转齿轮紧套在钎尾上,主动齿轮的齿轮轴与第三液压马达相连接;回转箱体的顶部通过呈对称设置的导杆与激振箱体连接,每根导杆由上至下依次套装上弹簧、激振箱体、下弹簧;冲洗机构安装在回转箱体的底部,冲洗机构的通气或通水通道与钎尾的导气孔相连通。
2.根据权利要求I所述冲击式液压凿岩机,其特征在于,所述呈对称设置的导杆有四根或四根以上,各导杆的顶部之间通过顶板相互连接。
3.根据权利要求I所述冲击式液压凿岩机,其特征在于,所述冲击锤头通过联接套与激振箱体连接,冲击锤头的末端设有台阶。
4.根据权利要求3所述冲击式液压凿岩机,其特征在于,在回转箱体的上方安装ー个用于连接钎尾与冲击锤头的反冲套,反冲套的内上端和内下端可分别扣压冲击锤头末端的台阶和钎尾顶部的台阶。
5.根据权利要求4所述冲击式液压凿岩机,其特征在于,在回转箱体的顶部设有可顶压反冲套上行的挡块。
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