CN103216227B - 往复直冲钻掘机 - Google Patents

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本发明涉及一种矿山掘进设备，具体涉及一种往复直冲钻掘机。该钻掘机包括机身，机身包括行走机构，其中，该往复直冲钻掘机还包括冲击机构和旋钻机构，冲击机构包括冲击装置和冲击头，冲击头设置在冲击装置的前部，冲击装置驱动冲击头冲击，旋钻机构包括旋钻装置和钻头，钻头设置在旋钻装置的前部，旋钻装置驱动钻头旋钻，冲击机构的冲击头设置在旋钻机构钻头的中部和/或侧部，冲击机构和旋钻机构设置在机身上，行走机构带动整机行走。其提高了掘进效率，大大提高了钻削效能，使钻掘动能得到最大化的应用，避免了往复冲击钻掘机往复冲击钻头时对钻头旋转的阻尼，更有利于使齿头插入物料、破坏物料，提高了冲击头的冲击寿命。

Description

往复直冲钻掘机
技术领域
本发明涉及一种矿山掘进设备，具体涉及一种往复直冲钻掘机。
背景技术
当前广泛使用的矿山掘进设备主要是悬臂式掘进机。其工作原理是钻削式掘进，这就决定了该掘进方法研磨破碎比较大，特别是在压应力状态下进行研磨破碎，消耗大量能源，降低了掘进生产率，钻头的推进靠机身的行走完成，为了使钻头快速钻削，加快掘进进度机身的推力不断加大，造成对机身的损坏较大，其根本缺陷是钻头只研磨钻削而不能冲击掘进。
专利号为200620137402.7，名称为“小型节能冲击式采煤机”公开了一种带有冲击臂和冲击头的采煤机，冲击臂的一端固定有冲击头，另一端与变速传动机构的输出件连接，而电动机输出与变速传动机构连接，电动机工作时，变速传动机构使电动机的旋转运动变为冲击臂的高速直线运动，并带动一个冲击头作往复冲击式运动，实现落煤。其存在的缺陷是：该采煤机只进行了往复冲击而没进行钻削掘进功能。
专利申请号为201210006183.9，名称为“往复冲击钻掘机”的钻掘机，其往复冲击装置冲击钻头，使钻头旋转的同时冲击，但是冲击装置的动能是靠钻头传递，因钻头体积重量过大，对往复冲击的动能吸收消耗量很大，因此耗能过大，实用做功小，又因钻头为前后滑动，故钻头旋转的过程中向前推进力减弱，使一部分旋转动作对物料的作用减轻，造成往复冲击动作的回程中钻头钻掘力降低。
为了解决上述技术及设备存在的问题，本发明提出了一种冲击力及钻掘力分别直接作用于需采掘物的掘进设备。
发明内容
本发明的目的在于提出了一种往复直冲钻掘机。
本发明是采用以下的技术方案实现的：一种往复直冲钻掘机，包括机身等，机身包括行走机构等，其中，该往复直冲钻掘机还包括冲击机构和旋钻机构等，冲击机构包括冲击装置和冲击头等，冲击头设置在冲击装置的前部，冲击装置驱动冲击头冲击，旋钻机构包括旋钻装置和钻头等，钻头设置在旋钻装置的前部，旋钻装置驱动钻头旋钻，冲击机构的冲击头设置在旋钻机构钻头的中部和/或侧部，冲击机构和旋钻机构设置在机身上，行走机构带动整机行走。
本发明中，所述的冲击机构包括导向装置等，导向装置设置在旋转机构和/或机身上。
所述的冲击装置包括冲击杆等，冲击杆设置于导向装置，冲击杆与导向装置滑动连接，冲击杆与冲击头分体或为一体式结构。
所述的冲击装置包括曲柄连杆冲击装置等。冲击装置也可以是曲柄冲击装置、液压冲击装置、气动冲击装置或电磁冲击装置等，也可以由曲柄连杆冲击装置、曲柄冲击装置、液压冲击装置、气动冲击装置或电磁冲击装置组合使用。
所述的旋钻机构包括支架等，支架包括内腔支架和/或外支架。
所述的旋钻机构包括钻杆等，钻杆设置在外支架上。
所述的钻头设置在钻杆的前端或钻头与钻杆为一体式结构。
所述的钻杆包括中空钻杆等，内腔支架设置在中空钻杆腔体内与中空钻杆滑动连接。
所述的冲击杆设置在中空钻杆内与内腔支架滑动连接。
所述的旋钻机构包括齿圈等，齿圈固定设置在钻杆外部。
所述的齿圈与钻杆为一体式结构。
所述的旋钻装置包括驱动器等，驱动器包括液压马达、气马达或电机等。
所述的驱动器包括齿轮等，齿轮与齿圈啮合驱动中空钻杆旋转。
所述的钻头设有冲击头通过的槽孔等。
所述的钻杆与旋钻装置连接，旋钻装置驱动钻杆旋转，钻杆的前端设有钻头，钻杆带动钻头旋钻，冲击杆设置在钻杆外侧，冲击头设置在冲击杆前端。
所述的钻头的头部设有耐磨损的合金钢等。
所述的冲击头的头部设有耐冲击合金钢等。
所述的钻头、冲击头设有耐磨损耐冲击合金钢。
所述的曲柄冲击装置包括旋转柄等，旋转柄的外端可设有固定锤、链锤、轴接锤、弹簧锤、橡胶臂锤或聚脂臂锤等。
本发明的有益效果是：
第一、改变了原有掘进机只钻削而不能往复冲击的采掘方式，使截割部增加了往复冲击力直接作用于物料的功能，提高了掘进效率；
第二、所增加的往复冲击结构，改变了原有掘进机靠机身行进，加快掘进进深的方式，利用瞬间爆破性往复冲击岩壁、煤壁等，有利的破坏了岩层的压应力，同时破坏了岩石的结构，大大提高了钻削效能；
第三、往复直冲钻掘机的冲击机构动能及旋钻机构动能分别直接作用需采掘物，使冲击动能得到最大化的应用，使钻掘动能得到最大化的应用；避免了往复冲击钻掘机往复冲击钻头时对钻头旋转的阻尼；
第四、冲击头的齿尖直接朝向岩壁、煤壁等，从冲击头的形状结构上有利于直接破坏岩壁、煤壁等结构，与原有掘进机截割头的头齿偏向一侧的螺旋形布置相比更有利于使齿头插入物料、破坏物料；
第五、冲击头垂直冲击物料，减少了侧向力对冲击头的掰别，提高了冲击头的冲击寿命，减少了对截割头的更换维护；
第六、往复冲击机构对岩壁、煤壁冲击劈裂后，岩壁、煤壁的结构受损，压应力大大降低，钻头铣削结构受损的岩壁、煤壁时，钻头的截齿受到的阻力大减少，提高了钻头的使用寿命，节约了修换钻头的时间及人力物力；
第七、往复冲击钻掘方式提高了需采掘物的块粒度，大大减少了掘进粉尘，优化了掘进工作环境；
第八、往复冲击钻掘方式未对需采掘物进行充分的研磨破碎，大大降低了采掘机的能量消耗；
第九、往复直冲钻掘机的缓冲装置大大降低了截割部所产生的反作用力对机身的损坏；
第十、往复直冲钻掘机对大块物料具有破碎功能，使所采掘的物料能够及时顺利地通过运输系统进行转运。
附图说明
图1是实施例1中往复直冲钻掘机的结构示意图；
图2是实施例2中冲击机构和旋钻机构的结构示意图；
图3是实施例3中旋钻机构的结构示意图；
图4是实施例4中冲击机构和旋钻机构的结构示意图；
图5是实施例5中冲击机构和旋钻机构的结构示意图；
图6是实施例6中冲击机构和旋钻机构的结构示意图；
图7是实施例7中冲击机构和旋钻机构的结构示意图。
图中：1钻头；2钻杆；3内腔导向装置；4轴承；5外支架；6冲击杆；7推力轴承；8冲击装置；9机身；10行走机构；11旋钻装置；12耐冲击合金钢；13液压冲击装置；14氮气囊；15液压腔体；16冲击头；17曲柄。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
图1是实施例1所述的往复直冲钻掘机。该设备包括机身9等，机身包括行走机构10等，行走机构10带动整机行走。该往复直冲钻掘机还包括冲击机构和旋钻机构等，冲击机构和旋钻机构等设置在机身9上，冲击机构包括冲击装置8、冲击杆6和冲击头16等，冲击头16设置在冲击装置8的前部，冲击机构的冲击杆6设置在机架导向装置等上，冲击杆6的前部安装有冲击头16。旋钻机构包括旋钻装置11、钻头1、钻杆2和驱动器等，驱动器包括动力部件和齿轮等，动力部件为电机等，动力部件带动齿轮旋转，钻杆2上设有齿圈，齿轮与钻杆齿圈啮合，钻杆2为中空钻杆。旋钻机构还包括内腔导向装置3和外支架5，内腔导向装置3设置在中空钻杆2内，冲击杆6设置于内腔导向装置3内，钻头1设置在中空钻杆的前端。内腔导向装置3起到了支撑冲击杆6的作用，防止钻杆2与冲击杆6发生摩擦碰撞。外支架5设置在机身9上，外支架5与钻杆2之间设有轴承4，为钻杆2的滑动起到了导向作用。同时外支架5上设有推力轴承7，推力轴承7可以吸收反作用力，减少对动力部件的损坏。
冲击装置8为曲柄连杆冲击装置，曲柄连杆冲击装置包括动力部件、旋转柄和连杆等，连杆一端与旋转柄铰接，另一端与冲击杆6铰接，动力部件为液压马达等，曲柄连杆冲击装置带动冲击杆6往复冲击。旋钻机构的驱动器驱动中空钻杆旋转，中空钻杆带动钻头1旋钻，钻头1为槽孔钻头等，钻头1设有使冲击头16通过的槽孔。冲击头16设置在槽孔钻头的中部，冲击杆6带动冲击头冲击。
所述的动力部件也可以为气动马达、电机等。所述的驱动器的动力部件也可以为液压马达、气动马达等。
实施例2
图2是实施例2所述的往复直冲钻掘机。本实施例中，所述的冲击装置为旋转柄冲击装置，旋转柄与冲击杆6呈分体式结构，旋转柄的一端与动力部件的驱动轴固定连接，另一端旋转冲击冲击杆，冲击杆带动冲击头冲击，机身行进使冲击头被挡回，旋转柄再次冲击使冲击头往复冲击。
旋转柄的外端可以设有固定锤、链锤、轴接锤、弹簧锤、橡胶臂锤或聚脂臂锤。
动力部件的驱动轴一侧设有缓冲装置，也可不设缓冲装置。
其它同实施例1。
实施例3
图3是实施例3所述的往复直冲钻掘机。本实施例中，冲击头16的头部设有耐冲击合金钢12，钻头1的头部设有耐磨损的合金钢。
其它同实施例1。
实施例4
图4是实施例4所述的往复直冲钻掘机。本实施例中，冲击装置为液压冲击装置13，液压冲击装置13包括腔体、冲击塞锤和控制部件，冲击塞锤包括塞锤杆，塞锤杆冲击冲击杆6，冲击杆带动冲击头16往复冲击。塞锤杆和冲击杆6也可以为一体式结构。
其工作介质也可以为气体。
其它同实施例1。
实施例5
图5是实施例5所述的往复直冲钻掘机。本实施例中，液压冲击装置13腔体内设有氮气囊14，氮气囊14加速冲击塞锤的冲击速度，提高了冲击塞锤的冲击力。
其它同实施例4。
实施例6
图6是实施例6所述的往复直冲钻掘机。本实施例中，冲击头16设置在钻头1的侧部，冲击头16设置一个以上。冲击装置的动力部件为液压驱动。
当冲击头16为两个以上时，冲击头16可以对称地设置在钻头1的两侧。
其它同实施例1。
实施例7
图7是实施例7所述的往复直冲钻掘机。本实施例中，冲击装置为曲柄连杆装置，曲柄连杆装置包括曲柄17，曲柄的一端动力部件连接，另一端与冲击杆6铰接。冲击杆6的头部设有冲击头。
其它同实施例6。

Claims (19)

1.一种往复直冲钻掘机，包括机身，机身包括行走机构，其特征在于：该往复直冲钻掘机还包括冲击机构和旋钻机构，冲击机构包括冲击装置、冲击杆和冲击头，冲击头设置在冲击装置的前部，冲击装置驱动冲击头冲击，旋钻机构包括旋钻装置、钻头、钻杆和驱动器，驱动器包括动力部件和齿轮，动力部件为电机，动力部件带动齿轮旋转，钻杆上设有齿圈，齿轮与钻杆齿圈啮合，钻杆为中空钻杆；钻头设置在旋钻装置的前部，旋钻装置驱动钻头旋钻和内腔导向装置，内腔导向装置设置在中空钻杆内，冲击杆设置于内腔导向装置内，冲击机构的冲击头设置在旋钻机构的钻头中部，冲击机构和旋钻机构设置在机身上，外支架设置在机身上，外支架与钻杆之间设有轴承，为钻杆的滑动起到了导向作用，外支架上设有推力轴承，行走机构带动整机行走。
2.根据权利要求1所述的往复直冲钻掘机，其特征在于：所述的冲击机构包括导向装置，导向装置设置在旋钻机构和/或机身上。
3.根据权利要求2所述的往复直冲钻掘机，其特征在于：所述的冲击装置包括冲击杆，冲击杆设置于导向装置内，冲击杆与导向装置滑动连接，冲击杆与冲击头分体或为一体式结构。
4.根据权利要求1所述的往复直冲钻掘机，其特征在于：所述的冲击装置包括曲柄连杆冲击装置。
5.根据权利要求1所述的往复直冲钻掘机，其特征在于：所述的冲击装置包括曲柄冲击装置。
6.根据权利要求1所述的往复直冲钻掘机，其特征在于：所述的冲击装置包括液压冲击装置或气动冲击装置。
7.根据权利要求1所述的往复直冲钻掘机，其特征在于：所述的冲击装置包括液压冲击装置和气动冲击装置。
8.根据权利要求1所述的往复直冲钻掘机，其特征在于：所述的冲击装置包括电磁冲击装置。
9.根据权利要求1所述的往复直冲钻掘机，其特征在于：所述的旋钻机构包括钻杆，钻杆设置在外支架上。
10.根据权利要求9所述的往复直冲钻掘机，其特征在于：所述的钻头设置在钻杆的前端或钻头与钻杆为一体式结构。
11.根据权利要求9所述的往复直冲钻掘机，其特征在于：所述的旋钻机构包括齿圈，齿圈固定设置在钻杆外部。
12.根据权利要求11所述的往复直冲钻掘机，其特征在于：所述的齿圈与钻杆为一体式结构。
13.根据权利要求1所述的往复直冲钻掘机，其特征在于：所述的旋钻装置包括驱动器，驱动器包括液压马达、气马达或电机。
14.根据权利要求11或13所述的往复直冲钻掘机，其特征在于：所述的驱动器包括齿轮，齿轮与齿圈啮合驱动中空钻杆旋转。
15.根据权利要求1所述的往复直冲钻掘机，其特征在于：所述的钻头设有冲击头通过的槽孔。
16.根据权利要求3或9所述的往复直冲钻掘机，其特征在于：所述的钻杆与旋钻装置连接，旋钻装置驱动钻杆旋转，钻杆的前端设有钻头，钻杆带动钻头旋钻，冲击杆设置在钻杆外侧，冲击头设置在冲击杆前端。
17.根据权利要求1所述的往复直冲钻掘机，其特征在于：所述的钻头的头部设有耐磨损的合金钢。
18.根据权利要求1所述的往复直冲钻掘机，其特征在于：所述的冲击头的头部设有耐冲击合金钢。
19.根据权利要求5所述的往复直冲钻掘机，其特征在于：所述的曲柄冲击装置包括旋转柄，旋转柄的外端设有固定锤、链锤、轴接锤、弹簧锤、橡胶臂锤或聚脂臂锤。
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