CN102839914B

CN102839914B - 中风压高速凿岩机

Info

Publication number: CN102839914B
Application number: CN 201210322110
Authority: CN
Inventors: 李永胜; 陈茹; 王维林; 何小宏; 张辉; 张婕妤; 张凤琴; 李长胜
Original assignee: Weifang Tianrui Heavy Industry Drillong Machinery Co Ltd
Current assignee: Shandong Tianrui Heavy Industry Co Ltd
Priority date: 2012-09-04
Filing date: 2012-09-04
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2032-09-04
Also published as: CN102839914A

Abstract

本发明公开了一种中风压高速凿岩机，包括机身部，机身部的一端固定连接有机头部，另一端固定连接有机尾部；所述机尾部内设有注水阀组，所述注水阀组上设有气针、水针，所述气针套装在水针外部，所述气针、水针远离注水阀组的一端穿过活塞并设在靠近活塞小直径端的外部位置。本发明采用的技术方案，由于气针和水针均设在活塞内部，气针喷出的水不仅起到吹洗炮孔、排粉灭尘的作用，而且可以冷却机头部，保证了凿岩机在0.4-1.2Mpa风压下使用时，整机及关键件的温度控制在60℃以下，机器可以正常工作，提高了凿岩机的使用寿命，同时实现了凿岩机从低风压到中风压的跨越，使凿岩机的工作效率提高了100％。

Description

中风压高速凿岩机

技术领域

本发明涉及一种气动凿岩机，具体的说涉及一种中风压高速凿岩机，属于气动凿岩机技术领域。

背景技术

气动凿岩机是用于矿山开采、隧道掘进时凿岩钻孔的作业工具，其工作原理是以压缩空气为动力，推动活塞往复运动，冲程时，活塞冲击钎具凿碎岩石；回程时，活塞带动钎具回转一定的角度。连续的冲击、回转使钎具在岩石上凿出圆形炮孔，实现钻孔。目前使用的凿岩机使用气压规定为0.4～0.63MPa，属于低风压凿岩机，如果风压超过上限0.63MPa，凿岩机工作速度大幅度提高，关键零件磨损速度也急剧加快，致使其使用寿命严重缩短，大大降低凿岩机的使用寿命。

目前凿岩机在工作中,内部零件冲击和摩擦产生的热量是靠工作中的压缩空气带走,机器外部则完全依靠空冷。凿岩机工作时，活塞平均每分钟往复冲击2220次，活塞回转时逆时针旋转，同时带动转动套高速旋转，使转动套与机头摩擦生热，如果在正常风压下使用,机器的使用温度在60度以下，使用正常。但如果使用风压超过0.63MPa，在中风压下（0.63-1.2MPa）使用时，凿岩机的冲击频率可以达到3000次左右，机器产生的热量更高，因此，热量无法通过正常的压缩空气废气带走，热量迅速积累，机器温度迅速升高，经过测量，机头的表面温度在30分钟内逐渐升到120度左右，操作者操作时或者换钎杆时容易烫伤，给操作者带来极大的不便；同时活塞和转动套内的铜件摩擦温度急剧升高可达到1000℃左右，使铜件熔化，零件失效，大大降低了其使用寿命。风压越高，凿岩机的转速越快，机器温度越高，机器寿命越短。因此，目前这种风冷系统无法满足中风压凿岩机的冷却需求，凿岩机的工作气压不允许超过0.4～0.63MPa，属于低风压凿岩机。

过去市场上普遍使用的是活塞空气压缩机供气，气压一般为0.63MPa以下,凿岩机使用没有问题。但是近3年来，螺杆空气压缩机已经大部分完成了国产化，成本也下降到用户可以接受的程度，由于其故障率低，短时间使用时可以免修，比活塞空气压缩机有着较大优势，因此正在迅速取代活塞机。但是它的供气压力一般在0.85MPa，甚至为1.0MPa，由于野外隧道用户的使用习惯和使用水平所限，或者是追求施工速度，基本上都在上限使用,造成了凿岩机因风压过高,凿岩速度过快，机器急剧升温，故障率上升，甚至无法正常使用的状况。

传统凿岩机的水针长度为400mm，气针为334mm，气针套在水针外并装入注水阀组的小头部分，再拧到柄体上，穿过机身部螺旋棒和活塞上设计的φ8孔中，水针直接伸入钎尾套的中间位置，气针比水针短，只伸到活塞小头的2/3处；钎尾接入时，水针直接与钎杆中心孔相连，起到吹洗炮孔、排粉灭尘的作用。

发明内容

本发明要解决的问题是为克服上述技术缺陷，提供一种使用寿命长，工作效率高的中风压高速凿岩机。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种中风压高速凿岩机，包括机身部，机身部的一端固定连接有机头部，另一端固定连接有机尾部；

所述机身部包括缸体，缸体的外侧设有消音器，缸体的内部靠近机尾部的位置设有逆止机构、配气阀组；

所述机头部包括机头本体，机头本体内传动连接有转动套，所述缸体内部靠近机头部的位置设有活塞；

所述活塞一端设在缸体内部靠近机头本体的位置，另一端设在转动套内，所述活塞设在靠近机头本体一端的直径大于设在转动套内一端的直径；

所述机尾部内设有注水阀组，所述注水阀组上设有气针、水针，所述气针套装在水针外部，所述气针、水针远离注水阀组的一端穿过活塞并设在靠近活塞小直径端的外部位置。

以下是本发明对上述方案的进一步改进：

所述水针长度为340mm，气针长度为309mm，活塞伸出至最大行程时，所述水针的端部位置距离活塞小直径的端部10mm。

进一步改进：活塞靠近机尾部一端的内部设有螺旋母，所述活塞与配气阀组通过逆止机构与螺旋母传动连接。

进一步改进：所述逆止机构包括棘轮、螺旋棒、棘轮爪和塔形弹簧，所述螺旋棒与螺旋母传动连接，所述螺旋棒上设有安装棘轮爪的半圆弧和安装塔形弹簧的盲孔；所述棘轮爪的数量为四个，棘轮采用密齿棘轮。

进一步改进：所述缸体上靠近活塞的一端固定连接有导向套，所述导向套内紧密连接有衬套，导向套与缸体采用过盈配合。

进一步改进：所述转动套内部的一端螺纹连接有花键母，所述转动套内远离花键母的一端固定连接有钎尾套，所述机头本体的外侧靠近钎尾套的一端设有钎卡机构。

进一步改进：所述钎尾套包括一体成型的嵌合部、突出部，所述嵌合部的外径小于突出部的外径，沿嵌合部的外圆周方向上设有若干长条形凹槽，所述嵌合部固定连接与转动套内，突出部露在转动套的外侧；所述凹槽数量为六个，凹槽沿嵌合部的外圆周方向两两对称设置。

进一步改进：所述注水阀组包括柄体，柄体内的注水阀体，所述注水阀体内设有注水阀，所述注水阀体与注水阀之间形成注水腔，所述注水腔通过进水孔与水管接头连通；所述注水阀体内远离注水空腔的一端设有簧盖，所述簧盖与注水腔之间设有弹簧。

进一步改进：所述注水阀体上靠近注水腔的一端设有与注水腔连通的水针，所述水针的外侧套装有气针，所述气针通过进气孔与气管接头连通，所述水针通过水针垫与注水阀体固定连接，所述气针通过气针垫与注水阀体固定连接。

进一步改进：所述活塞远离缸体的一端穿过导向套与转动套内的花键母传动连接；所述柄体外部左下侧的位置设有调压阀组，注水阀组与柄体通过进气孔连通；所述柄体外部的左上侧设有操作阀组，右上侧设有气管接头、右下侧设有水管接头，所述水管接头与注水阀组连通，气管接头与调压阀组连通。

当操纵阀组置于开启位置时，气源通过气管接头输入，柄体内腔充满压气，气流通过进气孔进入注水阀组，在气压的作用下，注水阀B面受压顶住弹簧向前走，注水阀组上的进气孔被打开，水顺着进气孔流到水针内，当水从水针内流出时，在气针压气的作用下向前冲击，一部分水迅速流到活塞和转动套等间隙起到冷却水的作用，另一部分水流到钎尾套内通过钎杆起到吹洗炮孔、排粉灭尘的作用。

本发明采用的技术方案，由于气针和水针均设在活塞内部，气针喷出的水不仅起到吹洗炮孔、排粉灭尘的作用，而且可以冷却机头部，保证了凿岩机在0.4-1.2 Mpa风压下使用时，整机及关键件的温度控制在60℃以下，机器可以正常工作，提高了凿岩机的使用寿命，同时实现了凿岩机从低风压到中风压的跨越，使凿岩机的工作效率提高了100％。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

附图1为本发明实施例的结构示意图；

附图2为附图1的俯视图；

附图3为本发明实施例中钎尾套的结构示意图；

附图4为附图3的左视图；

附图5为附图1中机尾部的放大图。

图中：1-机尾部；2-机身部；3-机头部；4-缸体；5-消音器；6-棘轮；7-螺旋棒；8-棘轮爪；9-塔形弹簧；10-配气阀组；11-活塞；12-螺旋母；13-导向套；14-机头本体；15-转动套；16-钎尾套；17-花键母；18-钎卡机构；19-柄体；20-调压阀组；21-注水阀组；22-气管接头；23-水管接头；24-操作阀组；25-气针；26-水针； 27-衬套；28-进气孔； 29-注水阀体；30-弹簧；31-水针垫；32-气针垫；33-进水孔；34-簧盖；35-注水阀；36-注水腔；161-嵌合部；162-突出部；163-凹槽。

具体实施方式

实施例，如图1、图2所示，中风压高速凿岩机，包括机身部2，机身部2的一端固定连接有机头部3，另一端固定连接有机尾部1。

所述机身部2包括缸体4，缸体4的外侧设有消音器5，缸体4的内部靠近

机尾部1的位置设有逆止机构、配气阀组10，缸体4内部靠近机头部3的位置设有活塞11，活塞11靠近机尾部1一端的内部设有螺旋母12，所述活塞11与配气阀组10通过逆止机构与螺旋母12传动连接，所述机尾部1包括柄体19，所述柄体19内远离缸体4的一端设有注水阀组21。

所述逆止机构包括棘轮6、螺旋棒7、棘轮爪8和塔形弹簧9组成，所述螺旋棒7与螺旋母12传动连接，所述螺旋棒7上设有安装棘轮爪8的半圆弧和安装塔形弹簧9的盲孔。

所述棘轮爪8的数量为四个，棘轮6采用密齿棘轮，由原来的一个棘轮爪8受力改进为四个棘轮爪8同时受力，从而使螺旋棒7与棘轮6接触的四个爪部受力均匀，避免引起螺旋棒7爪部断裂、棘轮6崩齿或棘轮爪8折断的现象。

所述缸体4上靠近活塞11的一端固定连接有导向套13，所述导向套13内紧密连接有衬套27，导向套13与缸体4采用过盈配合，安装时采用压力机将导向套13压紧到缸体4内，衬套27用于防止活塞11将导向套13磨损。

所述机头部3包括机头本体14，机头本体14内传动连接有转动套15，转动套15内部的一端螺纹连接有花键母17，所述转动套15内远离花键母17的一端固定连接有钎尾套16，所述机头本体14的外侧靠近钎尾套16的一端设有钎卡机构18；

如图3、图4所示，所述钎尾套16包括一体成型的嵌合部161、突出部162，所述嵌合部161的外径小于突出部162的外径，沿嵌合部161的外圆周方向上设有若干长条形凹槽163，所述嵌合部161固定连接与转动套15内，突出部162露在转动套15的外侧；

所述凹槽163数量为六个，凹槽163沿嵌合部161的外圆周方向两两对称设置。

如图1、图2、图5所示，所述注水阀组21包括设在柄体19内的注水阀体29，所述注水阀体29内设有注水阀35，所述注水阀体29与注水阀35之间形成注水腔36，所述注水腔36通过进水孔33与水管接头23连通；所述注水阀体29内远离注水空腔36的一端设有簧盖34，所述簧盖34与注水腔36之间设有弹簧30。

所述注水阀体29上靠近注水腔36的一端设有与注水腔36连通的水针26，所述水针26的外侧套装有气针25，所述气针25通过进气孔28与气管接头22连通，所述水针26通过水针垫31与注水阀体29固定连接，所述气针25通过气针垫32与注水阀体29固定连接。

所述活塞11远离缸体4的一端穿过导向套13与转动套15内的花键母17传动连接，所述活塞11置于缸体4内一端的直径大于置于转动套15内一端的直径，所述气针25、水针26远离注水阀体29的一端穿过活塞11并设在靠近活塞小直径端端部的外部位置。

所述水针26长度为340mm，气针25长度为309mm，活塞11伸出至最大行程时，所述水针26靠近活塞小直径端的一端距离活塞11小直径端的端部为10mm。

所述柄体19外部左下侧的位置设有调压阀组20，注水阀组21与柄体19通过进气孔28连通。

所述柄体19外部的左上侧设有操作阀组24，右上侧设有气管接头23、右下侧设有水管接头22，所述水管接头23与注水阀组21连通，气管接头22与操纵阀组20连通，所述调压阀组20、注水阀组21、操作阀组24的联合动作来控制凿岩机工作气压、气腿的伸缩和凿岩机的开、关及强吹等操作。

工作时，在注水阀组21和柄体19内腔上都设有相互连通的进气孔28，在注水阀组21和柄体19内腔设有与水管接头23相通的进气孔。当操纵阀组置于开启位置时，气源通过气管接头22输入，柄体19内腔充满压气，气流通过进气孔28进入注水阀组21，在气压的作用下，注水阀B面受压顶住弹簧向前走，注水阀组上21的进气孔被打开，水顺着进气孔流到水针26内，当水从水针26内流出时，在气针25压气的作用下向前冲击，一部分水迅速流到活塞11和转动套15等间隙起到冷却水的作用，另一部分水流到钎尾套16内通过钎杆起到吹洗炮孔、排粉灭尘的作用。

本发明采用上述技术方案具有以下优点：由于气针25、水针26均设在活塞11内部，水针26喷出的水一部分进入钎杆中心孔用于冲洗凿岩炮孔，一部分水流入钎尾套16上凹槽中折射到机头本体14前端，为防止水从机头本体14前端直接喷出，钎尾套16上设有突出部162用来缓冲水向前喷出的冲击力,一部分水被挡回机头本体14的前端，用来冷却机头本体14、活塞11、机头部3和转动套15，间接冷却摩擦件花键母17和螺旋母12，一部分水顺着凹槽喷出。机头本体14的前端一直处于有水状态，因而形成了凿岩机的冷却系统，不论凿岩机工作多长时间，机头本体14的温度基本一致，一直保持在20℃-30℃左右。这样，凿岩机中的螺旋母12、花键母17也不会因为长期高温而降低使用寿命。

Claims

1.一种中风压高速凿岩机，包括机身部（2），机身部（2）的一端固定连接有机头部（3），另一端固定连接有机尾部（1）；

所述机身部（2）包括缸体（4），缸体（4）的外侧设有消音器（5），缸体（4）的内部靠近机尾部（1）的位置设有逆止机构和配气阀组（10）；

所述机头部（3）包括机头本体（14），机头本体（14）内传动连接有转动套（15），所述缸体（4）内部设有活塞（11）；

其特征在于：

所述活塞（11）一端设在缸体（4）内部靠近机头本体（14）的位置，另一端设在转动套（15）内；

所述活塞（11）设在靠近机头本体（14）一端的直径大于设在转动套（15）一端的直径，所述机尾部（1）内设有注水阀组（21）；

所述注水阀组（21）包括柄体（19），柄体（19）内的注水阀体（29），所述注水阀体（29）内设有注水阀（35），所述注水阀体（29）与注水阀（35）之间形成注水腔（36），所述注水腔（36）通过进水孔（33）与水管接头（23）连通；所述注水阀体（29）内远离注水空腔（36）的一端设有簧盖（34），所述簧盖（34）与注水腔（36）之间设有弹簧（30）；

所述注水阀体（29）上靠近注水腔（36）的一端设有与注水腔（36）连通的水针（26），所述水针（26）的外侧套装有气针（25），所述气针（25）通过进气孔（28）与气管接头（22）连通，所述水针（26）通过水针垫（31）与注水阀体（29）固定连接，所述气针（25）通过气针垫（32）与注水阀体（29）固定连接；

所述气针（25）、水针（26）远离注水阀组（21）的一端穿过活塞（11）并设在靠近活塞（11）小直径端的外部位置；

所述转动套（15）内部的一端螺纹连接有花键母（17），所述转动套（15）内远离花键母（17）的一端固定连接有钎尾套（16），所述机头本体（14）的外侧靠近钎尾套（16）的一端设有钎卡机构（18）；

所述钎尾套（16）包括一体成型的嵌合部（161）、突出部（162），所述嵌合部（161）的外径小于突出部（162）的外径，沿嵌合部（161）的外圆周方向上设有若干长条形凹槽（163），所述嵌合部（161）固定连接于转动套（15）内，突出部（162）露在转动套（15）的外侧；所述凹槽（163）数量为六个，凹槽（163）沿嵌合部（161）的外圆周方向两两对称设置。

2.根据权利要求1所述的中风压高速凿岩机，其特征在于：所述水针（26）长度为340mm，气针（25）长度为309mm，活塞（11）伸出至最大行程时，所述水针（26）的小头端部位置距离活塞（11）小直径的端部10mm。

3.根据权利要求2所述的中风压高速凿岩机，其特征在于：

活塞（11）靠近机尾部（1）一端的内部设有螺旋母（12），所述活塞（11）与配气阀组（10）通过逆止机构与螺旋母（12）传动连接。

4.根据权利要求3所述的中风压高速凿岩机，其特征在于：

所述逆止机构包括棘轮（6）、螺旋棒（7）、棘轮爪（8）和塔形弹簧（9），所述螺旋棒（7）与螺旋母（12）传动连接，所述螺旋棒（7）上设有安装棘轮爪（8）的半圆弧和安装塔形弹簧（9）的盲孔；所述棘轮爪（8）的数量为四个，棘轮（6）采用密齿棘轮。

5.根据权利要求4所述的中风压高速凿岩机，其特征在于：

所述缸体（4）上靠近活塞（11）的一端固定连接有导向套（13），所述导向套（13）内紧密连接有衬套（27），导向套（13）与缸体（4）采用过盈配合。

6.根据权利要求5所述的中风压高速凿岩机，其特征在于：所述活塞（11）远离缸体（4）的一端穿过导向套（13）与转动套（15）内的花键母（17）传动连接；所述柄体（19）外部左下侧的位置设有调压阀组（20），注水阀组（21）与柄体（19）通过进气孔（28）连通；所述柄体（19）外部的左上侧设有操作阀组（24），右上侧设有气管接头（22）、右下侧设有水管接头（23），所述水管接头（23）与注水阀组（21）连通，气管接头（22）与调压阀组（20）连通。