CN102900355B - 快速钻孔硬岩气动凿岩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速钻孔硬岩气动凿岩机，它由主机、操作阀和推进装置三个独立部件连接组成；在主机底座上设有进气嘴，进气嘴与配气阀相通；配气阀为翅片式结构，翅片式结构的配气阀由阀体、阀片和阀柱构成，阀体内设有阀腔，阀腔分别通过左、右气道与缸体的前腔和后腔相通，阀腔中通过阀柱安装上翘翘板式的阀片，在气压作用下阀片的两端可分别关闭或打开左、右气道，从而使活塞产生高频运动，在机头上还设有旋转装置。本发明由于采用了新的翅片式配气阀结构，换向灵活，使冲击频率大大提高；旋转装置采用蜗轮蜗杆原理实现一级传动，传动比大，传动效率高，体积小轻便，便于操作，可用于各种推进方式。

Description

快速钻孔硬岩气动凿岩机

技术领域

本发明属于矿山用凿岩机类。

背景技术

矿山用的风动凿岩机简称风钻，是一种以压缩空气为动力的冲击式钻眼机械。它以7655型凿岩机为典型代表，最适用在中硬或坚硬(f=8～18)岩石上钻凿水平或倾斜水平或倾斜方向的炮孔，钻孔深度可达5米；它广泛用于岩巷掘进及各种凿岩作业中钻凿爆破孔，是矿山、铁路、交通、水利建设等石方工程中的重要机具。它重量24公斤，工作气压0.5MPa时冲击频率≥28赫兹；配气形式采用碗状配气阀，结构合理，启动灵活。7655D型气腿式凿岩机并具有重量轻、凿岩速度快、耗气量低、振动小，操作方便、故障率低、零件寿命长、经济效益好等优点。

它由主机、操作阀和推进装置三个独立部件连接组成。其中主机由底座、机身、机头三部分组成一个整体。按推进装置的推进方式又分手持式凿岩机、气腿式、伸缩向上式凿岩机及导轨式凿岩机等。主机的基本构造是，机头由压盖和机头壳组成机头腔，机头腔内设有旋转套、旋转套内插入钎尾套；机身由缸体、体内的冲击活塞和配气阀组成；底座上设有进气嘴，进气嘴与配气阀相通。有的操作阀还设有风水联动装置，通过风水联动装置实现湿式打眼。这类凿岩机配气形式采用碗状配气阀，工作气压0.5MPa时冲击频率≥28赫兹。这类凿岩机是按冲击破碎原理进行设计的，工作原理是，工作时通过操作阀送入压气，在配气阀作用下活塞做高频往复运动，不断地冲击钎尾套。钎尾套中安装有带钎头的钎杆，在冲击力的作用下，呈尖楔状的钎头将岩石压碎并凿入一定的深度，形成一道凹痕。活塞退回时，在旋转套来复线的作用下，带动钎尾套和钎子转过一定角度，活塞再向前运动，再次冲击钎尾时，又形成一道新的凹痕。两道凹痕之间的扇形岩块被由钎头上产生的水平分力剪碎。活塞不断地冲击钎尾，并从钎子的中心孔连续地输入压缩空气或气水混合物，将岩渣排出孔外，即形成一定深度的圆形钻孔。

这类凿岩机由于冲击破碎原理所至，两道凹痕之间的扇形岩块只能靠钎头产生的水平分力剪切破碎，所以推进力不能过大，过大会造成憋机现象，导致钻孔速度受限；这类凿岩机由于配气阀的碗状结构所至，换向速度慢，工作气压0.5MPa时冲击频率低于30赫兹，即使工作气压2.0MPa时冲击频率仅45赫兹，由于冲击频率受限，所以造成目前的钻孔速度。钻孔速度的提高是多年来技术人员想解决的问题。

目前，市场上有一种旋转冲击联合式锚杆钻机，它主要是对冲击式锚杆钻机的机头进行了改进。改进后的机头增加了旋转装置，旋转装置是在机头上安装一个带变速箱的风马达，旋转套上加工有一圈直齿成为套齿轮，套齿轮与变速箱输出轴齿轮进行传动，当起动风马达时，套齿轮转动，使钎尾套带动钎杆旋转，对岩石进行钻进。这种锚杆钻机的优点是，可在不适宜冲击钻眼的软岩中打锚杆孔。由于锚杆钻机采用的是风镐式主机，所以只能用于安装锚杆，不能用于矿山的爆破钻孔；而且风马达需变速箱四级减速，体积大、笨重,操作不便。

发明内容

本发明的目的是是对现有冲击式风动凿岩机进行改进，增加切削功能，提高冲击频率，发明设计一种钻孔速度快、操作轻便的冲击、切削联合式风动凿岩机。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种快速钻孔硬岩气动凿岩机，它由主机、操作阀和推进装置三个独立部件连接组成；其中主机由底座、机身、机头三部分组成一个整体；机头由压盖和机头箱构组成机头腔，机头腔内设有旋转套、旋转套内插入钎尾套；机身由缸体、缸体内的冲击活塞和配气阀组成；底座上设有进气嘴，进气嘴与配气阀相通；其特征在于：

所述的配气阀为翅片式结构，翅片式结构的配气阀由阀体、阀片和阀柱构成，阀体内设有阀腔，阀腔分别通过左、右气道与缸体的前腔和后腔相通，阀腔中通过阀柱安装上翘翘板式的阀片，在气压作用下阀片的两端可分别关闭或打开左、右气道，从而使活塞产生高频运动。

为了实现凿岩机冲击与切削双作用，在机头上还设有旋转装置，旋转装置是在旋转套上安装一个蜗轮，在机头上安装一个风马达，风马达上设有蜗杆，风马达传动轴与蜗杆通过齿轮传动；蜗轮与蜗杆实现传动；风马达转动时，旋转套带动钎尾套旋转，使钎杆钎头产生扭矩。

为了防止钻孔时溅尘，在机头压盖上安装有防水罩。

为了减轻噪音，在风马达排气口上设有消音罩；在机身壳排气口上设有排气罩。

为了进一步减轻重量，本发明的底座、压盖和机头箱、机身壳、机头壳均采用铝合金材料加工制作。

本发明使用时需配合具有冲击和切削双作用的钎头。

本发明的积极效果是：

1、在钻孔时，除了钎头产生的水平分力形成的剪切力，又增加了自身的切削力，从而可加大推进力提高钻眼速度。

2、由于采用了新的翅片式配气阀结构，换向灵活，使冲击频率大大提高，工作气压0.5MPa时冲击频率达60赫兹以上，是目前所有配气阀结构无法可比的，从而可提高钻眼速度；

经实验测试，在不同硬度的岩石中钻眼速度是同样型号风钻的3-5倍。

3、旋转装置采用蜗轮蜗杆原理实现一级传动，传动比大，传动效率高，体积小轻便，便于操作，可用于各种推进方式，如、气腿式、伸缩上向式及导轨式等。

4、适用于不同的岩石情况，当在硬岩石钻孔时边冲击边切削，通过操作阀使冲击力和切削力达到最佳配合状态，使钻眼速度达到最快；当在软岩或煤层中钻孔时只切削不冲击，防止卡钻。

5、还可利用旋转作用安装和拆卸锚杆螺母，不但用于钻眼，还可作为锚杆钻机使用。

附图说明

图1是实施例主机的主视图；

图2是图1的俯视图，其中图的右边剖视部分为图1中A-A旋转视图。

图例说明，1-底座，2-排气罩，3-缸体，4-蜗轮箱体，5-蜗轮箱盖，6-防水罩，7-钎尾套，8-压盖，9-螺栓，10-旋转套，11-蜗轮，12-蜗杆，13-角接触轴承，14-消音罩，15-风马达，16-冲击活塞，17-阀片，18-阀柱，19-阀体，20-进气嘴，21-齿轮。

具体实施方式

如图1、2所示，本发明的冲击、切削联合式风动凿岩机，由主机、操作阀和推进装置三个独立部件连接组成；其中主机由底座、机身、机头三部分组成一个整体，三部分由螺栓9将机头的压盖8和底座1穿在一起固紧；主机的基本构造是，机头由压盖8、机头箱（包括蜗轮箱盖5和蜗轮箱体4）组成机头腔，机头腔内通过角接触轴承13安装上旋转套10，旋转套10内插入钎尾套7；机身由缸体3、缸体3内的冲击活塞16和配气阀组成；底座1上设有进气嘴20，进气嘴20与配气阀相通；所述的配气阀为为翅片式结构，翅片式结构由阀体19、阀片17和阀柱18构成；在机头上还设有旋转装置，旋转装置是在蜗轮箱体4上安装一个风马达15，风马达15上设有蜗杆12，风马达15输出轴与蜗杆12通过一对直齿轮21传动；在旋转套10上安装一个蜗轮11，蜗轮11与蜗杆12实现传动；当启动凿岩机时，风马达15同时转动，旋转套10带动钎尾套7旋转，使钎杆钎头产生扭矩，从而实现冲击与切削联合破岩。

从图1看出，在压盖8上安装有防水罩6；在风马达排气口上设有消音罩14；在机身壳排气口上设有排气罩2。

本发明的底座1、缸体3、蜗轮箱盖5、蜗轮箱体4均采用铝合金材料加工制作。

Claims (3)

1.一种快速钻孔硬岩气动凿岩机，它由主机、操作阀和推进装置三个独立部件连接组成；其中主机由底座、机身、机头三部分组成一个整体；机头由压盖和机头箱构组成机头腔，机头腔内设有旋转套、旋转套内插入钎尾套；机身由缸体、缸体内的冲击活塞和配气阀组成；底座上设有进气嘴，进气嘴与配气阀相通；其特征在于：

所述的配气阀为翅片式结构，翅片式结构的配气阀由阀体、阀片和阀柱构成，阀体内设有阀腔，阀腔分别通过左、右气道与缸体的前腔和后腔相通，阀腔中通过阀柱安装上翘翘板式的阀片，在气压作用下阀片的两端可分别关闭或打开左、右气道，从而使活塞产生高频运动；

在机头上设有旋转装置，旋转装置是在旋转套上安装一个蜗轮，在机头上安装一个风马达，风马达上设有蜗杆，风马达传动轴与蜗杆通过齿轮传动；蜗轮与蜗杆实现传动；风马达转动时，旋转套带动钎尾套旋转，使钎杆钎头产生扭矩。

2.如权利要求1所述的快速钻孔硬岩气动凿岩机，其特征在于，在机头压盖上安装有防水罩。

3.如权利要求1所述的快速钻孔硬岩气动凿岩机，其特征在于，在风马达排气口上设有消音罩；在机身壳排气口上设有排气罩。