CN104074518A - 岩石钻孔分裂机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种岩石钻孔分裂机，包括底盘、大臂、小臂和控制系统，其特征在于：还包括推进梁、液压凿岩机、推进油缸、分裂器和切换机构，所述的推进梁和小臂的一端通过角度调节装置连接；所述的液压凿岩机和推进油缸均设在推进梁上，推进油缸驱动液压凿岩机滑动在推进梁上；所述的切换机构连接于推进梁的侧边上，所述的分裂器设于切换机构上。本发明效率高，分裂效果好。

Description

岩石钻孔分裂机

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，具体是一种适用于非爆破岩石开采、建筑拆解等施工的岩石钻孔分裂机。

背景技术

目前，在非爆破岩石开采施工中，开采的方式主要有三种：1、采用破碎锤直接开挖；2、钻孔后放膨胀剂，实现静态爆破；3、钻孔后人工插入液压分裂枪，通过斜楔放大原理，推动两块劈块作劈裂的动作使岩石分裂，这些方式虽然避免了不安全的炸药爆破方式，但存在效率低下，人工作业难，分裂效果差的问题；又如申请号为“201110070918.X” 的专利“液压劈裂台车”和申请号为“201010141572.3”专利“液压振动岩石分裂机”，这两个专利将分裂岩石的设备装在了挖掘机上，解决了人工作业难、劳动强度大的问题，但工作时仍需要在挖掘机上换下钻机，换上岩石分裂器，重新定位，再进行分裂，效率低下的问题依然没有得到解决。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种效率高的岩石钻孔分裂机。

本发明所采用的技术方案是：提供一种岩石钻孔分裂机，包括底盘、大臂、小臂和控制系统，其特征在于：还包括推进梁、液压凿岩机、推进油缸、分裂器和切换机构，所述的推进梁和小臂的一端通过角度调节装置连接；所述的液压凿岩机和推进油缸均设在推进梁上，推进油缸驱动液压凿岩机滑动在推进梁上；所述的切换机构连接于推进梁的侧边上，所述的分裂器设于切换机构上。

所述的切换机构包括机械手和置杆器，所述的机械手和置杆器连接于推进梁的侧边上，所述的分裂器设于置杆器上。

所述的切换机构是指多组机械手，所述多组机械手对称设于推进梁的两侧边上，机械手的固定端连接于推进梁的侧边上。

所述的切换机构是指两组机械手，所述两组机械手对称设于推进梁两侧，机械手的固定端均连接于推进梁的侧边上。

所述的分裂器包括分裂杆和契块，所述的分裂杆为上大下小的斜楔形状，分裂杆的上端设有连接套，分裂杆的下端滑动在契块内，和契块组成斜楔副。

所述的推进梁上还设有用于旋转角度的夹杆机构，所述的夹杆机构设于推进梁的下部，夹杆机构包括固定座、旋转盘、导向座和调整油缸，所述的固定座设在推进梁上，旋转盘转动连接在固定座上，所述的调整油缸设于固定座侧边，调整油缸的缸体和固定座铰接，调整油缸的推杆和旋转盘铰接，所述的导向座滑动连接在旋转盘上。

 所述的置杆器包括液压马达、两个转板和连接在两个转板之间的支撑杆，两个转板通过液压马达转动，液压马达设在和推进梁连接的支座上，所述的支撑杆上设有定位板，定位板上设有定位槽。 

所述的分裂器设有两个，分裂器的分裂杆均通过定位槽置于置杆器上，其中一个分裂器的分裂杆直径大于另外一个分裂器的分裂杆直径。

所述的角度调节装置是指回转支承或旋转油缸。

所述的控制系统包括操纵盒、控制器、显示器和电液控制阀，所述的操纵盒和控制器连接，控制器分别和显示器以及电液控制阀连接，电液控制阀分别和液压凿岩机、液压马达、机械手、角度调节装置以及调整油缸连接。

采用以上结构后，本发明岩石钻孔分裂机和现有技术相比，其推进梁上设置有液压凿岩机外，在推进梁上还设置了切换机构，该切换机构上设有分裂器，工作时通过切换机构实现液压凿岩机的钻杆和分裂器的切换，钻杆钻完孔后不需要重新定位，也无需人工进行更换，效率得到大大提升；切换的钻杆放置在置杆器上，液压凿岩机带动分裂器进入到岩石孔中，液压凿岩机的冲击力冲击分裂杆，分裂杆作用于契块上，契块在孔中不仅仅对岩石产生数十倍于液压凿岩机机头推进力的分裂力，还产生数十倍的横向冲击力来分裂岩石，由此产生的分裂效果远远高于单纯油缸推动的分裂机，分裂效果更佳，效率得到提升。

附图说明

图1为本发明岩石钻孔分裂机的结构示意图。

图2为本发明岩石钻孔分裂机分裂器的机构示意图。

图3为图2中A-A视图。

图4为本发明岩石钻孔分裂机夹杆机构的结构示意图。

图5为图4的俯视图。

图6为本发明岩石钻孔分裂机控制系统的连接示意图。

图7为本发明岩石钻孔分裂机置杆器的结构示意图。

图8为图7中B-B视图。

图中，1、底盘，2、大臂，3、小臂，4、液压凿岩机，5、机械手，6、分裂器，6.1、分裂杆，6.2、契块，6.3、连接套，7、夹杆机构，7.1、旋转盘，7.2、导向座，7.3、调整油缸7.4、固定座，8、钻杆，9、推进梁，10、电液控制阀，11、角度调节装置，12、推进油缸，13、置杆器，13.1、定位板，13.2、支撑杆，13.3、转板，13.4、液压马达，13.5、支座，13.6、定位槽，14、操纵盒，15、控制器，16、显示器。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明做详细的说明。

如图1~图8所示，本发明岩石钻孔分裂机，包括底盘1、大臂2、小臂3和控制系统，还包括推进梁9、液压凿岩机4、推进油缸12、分裂器6和切换机构，推进梁9的中部和小臂3的端部通过角度调节装置11连接，推进梁9设成∏型，推进梁9上设置导轨，液压凿岩机4滑动在导轨上，推进油缸12设在∏型内，推进油缸12和液压凿岩机4连接，也就是推进油缸12驱动液压凿岩机4在导轨上滑动，切换机构设于推进梁9的侧边且和推进梁9连接，分裂器6设于切换机构上。

本发明在具体实施时，推进油缸12驱动液压凿岩机4在导轨上滑动可以采用推进油缸12连接钢丝绳形式实现液压凿岩机4在推进梁9的滑动，还可采用液压旋转马达驱动链条方式实现液压凿岩机4在推进梁9的滑动，切换机构包括机械手5和置杆器13，机械手5和置杆器13连接于推进梁9的侧边上，分裂器6设于置杆器上；作为另一种实施例，切换机构可以是多组机械手5，多组机械手5对称设于推进梁9的两侧边上，机械手5的固定端连接于推进梁9的侧边上，机械5手优选为两组，两组机械手5对称设于推进梁9两侧，机械手5的固定端均连接于推进梁9的侧边上，分裂器6设在其中一组机械手5上，当需要分裂作业时，一组机械手5将液压凿岩机4的钻杆8夹住，与凿岩机头分开后，移到推进梁9的一侧，另一组机械手5将分裂器6移到液压凿岩机4机头下面，与凿岩机头联接后进行分裂作业。

本发明岩石钻孔分裂机中分裂器6包括分裂杆6.1和契块6.2，分裂杆6.1为上大下小的斜楔形状，分裂杆6.1的上端设有连接套6.3，分裂杆6.1的下端滑动在契块6.2内，和契块6.2组成斜楔副，契块6.2上端设有凸缘，连接套6.3上设有螺纹孔，能和液压凿岩机4的输出端连接，从而实现分裂杆6.1的旋转运动和上下运动，分裂杆6.1上设有导槽，契块6.2通过导槽实现和分裂杆6.1的滑动连接，避免契块6.2和分裂杆6.1分离掉落。

本发明在具体实施时，推进梁9上还设有用于旋转角度的夹杆机构7，夹杆机构7固定在推进梁9的下部，夹杆机构7包括固定座7.4、旋转盘7.1、导向座7.2和调整油缸7.3，固定座7.4固定在推进梁9上，旋转盘7.1转动连接在固定座7.4上，调整油缸7.3设于固定座7.4的侧边，调整油缸7.3的缸体和固定座7.4铰接，调整油缸7.3的推杆和旋转盘7.1铰接，导向座7.2滑动连接在旋转盘7.1上，导向座7.2由两块半圆座构成，其可以旋转盘7.1上水平滑动，用于适应契块6.2涨开的动作，在分裂作业时，契块6.2上端设有的凸缘置于导向座7.2上，导向座7.2托住分裂器6的契块6.2，使契块6.2不能继续往下运动，而分裂杆6.1继续下行，形成相对滑动，产生横向分裂力，同时调整油缸7.3伸缩可以使旋转盘7.1旋转，从而对分裂器6的分裂方向进行角度调节。本发明的夹杆机构7不局限于采用调整油缸7.3，也可采用旋转马达或回转支承实现分裂角度调节，都属于本发明的保护范围。

本发明在具体实施时，置杆器13包括液压马达13.4、两个转板13.3和连接在两个转板13.3之间的支撑杆13.2，两个转板13.3和液压马达13.4的输出端连接，即两个转板13.3通过液压马达13.4转动，液压马达13.4设在和推进梁9连接的支座13.5上，支撑杆13.2上设有定位板13.1，定位板13.1上设有定位槽13.6，定位板13.1为圆形，定位槽13.6设在定位板13.1圆形边缘，定位槽13.6的个数可以根据需要设置；分裂器6根据需要设有两个，分裂器6的分裂杆6.1均通过定位槽13.6置于置杆器13上，其中一个分裂器6的分裂杆6.1直径大于另外一个分裂器6的分裂杆6.1直径，分裂杆6.1直径大的分裂器6分裂行程更大，作用于将已经分裂的岩石进一步扩大裂缝，使之脱落，避免岩石分裂后只产生裂缝不分离现象。

本发明中，角度调节装置11是指回转支承或旋转油缸，控制系统包括操纵盒14、控制器15、显示器16和电液控制阀10，操纵盒14和控制器15连接，控制器15分别和显示器16以及电液控制阀10连接，电液控制阀10分别和液压凿岩机4、液压马达13.4、机械手5、角度调节装置11以及调整油缸7.3连接；控制系统可以不使用控制器15，是纯粹的液压系统。

本发明在具体工作时，驾驶底盘1行驶到工作位置，通过大臂2和小臂3推进定位，通过角度调整装置11将推进梁9的角度调好。接着操作操纵盒14发出指令到控制器15，控制器15控制电液控制阀10，使液压能输出到各个执行机构。液压凿岩机4驱动钻杆8进行钻孔作业，钻好岩石孔后，液压凿岩机4通过推进油缸12上升回退，将钻杆8提升到置杆器13的位置，机械手5伸出，夹住液压凿岩机4的钻杆8，液压凿岩机4反转脱出钻杆8，机械手5将钻杆8移入置杆器13中，接着置杆器13旋转，将分裂器6转到机械手5中，机械手5将分裂器6夹紧并移到液压凿岩机4下，也就是钻杆8的位置，液压凿岩机4钎尾正转连接分裂器6的连接套6.3，接好之后向前推进，进入岩石孔中，当分裂器6的契块6.2上沿到达夹杆机构7的旋转盘7.1时，被托住不再下行，而分裂器6的分裂杆6.1在液压凿岩机4的推动下继续下行，于是对契块6.2产生数十倍于推进力的横向分裂力，当契块6.2在岩石孔中，对岩石产生数百吨的横向挤压力时，液压凿岩机4开启冲击功能，冲击力由钎尾传递到分裂杆，通过分裂杆6.1的契面，放大数十倍后形成对岩石的横向分裂冲击力，使岩石瞬间分裂。 

在分裂岩石后，液压凿岩机4回退，将分裂器6提升到置杆器13的位置，机械手5伸出，夹住分裂器6，液压凿岩机4反转脱出分裂器6，机械手5将分裂器6放入置杆器13，置杆器13旋转，将钻杆8转到机械手5之中，机械手5将钻杆8移到液压凿岩机4下面，液压凿岩机4正转与钻杆8联接后，开始下一周期的钻孔分裂工作。

Claims (10)

1.一种岩石钻孔分裂机，包括底盘（1）、大臂（2）、小臂（3）和控制系统，其特征在于：还包括推进梁（9）、液压凿岩机（4）、推进油缸（12）、分裂器（6）和切换机构，所述的推进梁（9）和小臂（3）的一端通过角度调节装置（11）连接；所述的液压凿岩机（4）和推进油缸（12）均设在推进梁（9）上，推进油缸（12）驱动液压凿岩机（4）滑动在推进梁（9）上；所述的切换机构连接于推进梁（9）的侧边上，所述的分裂器（6）设于切换机构上。

2.根据权利要求1所述的岩石钻孔分裂机，其特征在于：所述的切换机构包括机械手（5）和置杆器（13），所述的机械手（5）和置杆器（13）连接于推进梁（9）的侧边上，所述的分裂器（6）设于置杆器（13）上。

3.根据权利要求1所述的岩石钻孔分裂机，其特征在于：所述的切换机构是指多组机械手（5），所述多组机械手（5）对称设于推进梁（9）的两侧边上，机械手（5）的固定端连接于推进梁（9）的侧边上。

4.根据权利要求3所述的岩石钻孔分裂机，其特征在于：所述的切换机构是指两组机械手（5），所述两组机械手（5）对称设于推进梁（9）两侧，机械手（5）的固定端均连接于推进梁（9）的侧边上。

5.根据权利要求2所述的岩石钻孔分裂机，其特征在于：所述的分裂器（6）包括分裂杆（6.1）和契块（6.2），所述的分裂杆（6.1）为上大下小的斜楔形状，分裂杆（6.1）的上端设有连接套（6.3），分裂杆（6.1）的下端滑动在契块（6.2）内，和契块（6.2）组成斜楔副。

6.根据权利要求1所述的岩石钻孔分裂机，其特征在于：所述的推进梁（9）上还设有用于旋转角度的夹杆机构（7），所述的夹杆机构（7）设于推进梁（9）的下部，夹杆机构（7）包括固定座（7.4）、旋转盘（7.1）、导向座（7.2）和调整油缸（7.3），所述的固定座（7.4）设在推进梁（9）上，旋转盘（7.1）转动连接在固定座（7.4）上，所述的调整油缸（7.3）设于固定座（7.4）侧边，调整油缸（7.3）的缸体和固定座（7.4）铰接，调整油缸（7.3）的推杆和旋转盘（7.1）铰接，所述的导向座（7.2）滑动连接在旋转盘（7.1）上。

7.根据权利要求2所述的岩石钻孔分裂机，其特征在于：所述的置杆器（13）包括液压马达（13.4）、两个转板（13.3）和连接在两个转板（13.3）之间的支撑杆（13.2），两个转板（13.3）通过液压马达（13.4）转动，液压马达（13.4）设在和推进梁（9）连接的支座（13.5）上，所述的支撑杆（13.2）上设有定位板（13.1），定位板（13.1）上设有定位槽（13.6）。

8.根据权利要求2所述的岩石钻孔分裂机，其特征在于：所述的分裂器（6）设有两个，分裂器（6）的分裂杆（6.1）均通过定位槽（13.6）置于置杆器（13）上，其中一个分裂器（6）的分裂杆（6.1）直径大于另外一个分裂器（6）的分裂杆（6.1）直径。

9.根据权利要求1所述的岩石钻孔分裂机，其特征在于：所述的角度调节装置（11）是指回转支承或旋转油缸。

10.根据权利要求1所述的岩石钻孔分裂机，其特征在于：所述的控制系统包括操纵盒（14）、控制器（15）、显示器（16）和电液控制阀（10），所述的操纵盒（14）和控制器（15）连接，控制器（15）分别和显示器（16）以及电液控制阀（10）连接，电液控制阀（10）分别和液压凿岩机（4）、液压马达（13.4）、机械手（5）、角度调节装置（11）以及调整油缸（7.3）连接。