CN104772500A - 一种手持液压钻机 - Google Patents

Abstract

一种手持液压钻机，机身上装有供水结构，钻杆和钻头内开有可供水的流水通道，工作时高压水从钻头的出水口处流出以辅助钻岩，同时可对钻头降温、对环境进行降尘处理，并在卡钻时可通过钻机正反转配合高压水冲压的方式进行故障排除；机身上还装有液压支撑爪，可将机身定位于钻岩位置，在提供支撑力的同时可辅助机身利用其自重对钻岩位置施加压力，从而提高操作便利性，降低劳动强度。该钻机可解决风动凿岩机长距离供给工作风造成损失带来的弊端，达到改善工作环境、降低设备成本和维护成本的目的，同时避免大量空压机的使用而降低利润，同时降低高压压力容器大量使用造成的风险。

Description

一种手持液压钻机

技术领域

本发明涉及用于隧道、矿山领域的钻岩工具，特别是涉及一种手持操作的液压钻机。

背景技术

目前隧道、矿山等钻岩工具基本上采用风动凿岩机，尤其是在隧道工程中。风动凿岩机的高压供风距离一般不超过2000米，但伴随着我国高铁技术的高速发展，特长双车道隧道日益频繁多见，该种特长隧道因长度超过了风动凿岩机的2000米供风距离，故需要采用空压机进入洞内辅助供风进洞。

但空压机机进洞后，一方面在使用的过程中会产生大量的热量，对施工环境造成影响；另一方面则需要极其大量的清洁空气，若所需的清洁空气不能保证及时供给，则会造成产能的极大下降；而在特长隧道的使用中通常都难以满足此点要求，且随着隧道施工的深入，所需的空压机数量也将逐步增加，这既导致设备效率极大的降低，同时又需要投入大量的设备，增加设备成本和维护成本，且大量空压机的使用将存在较高的安全隐患。

发明内容

本发明旨在提供一种用于隧道施工的手持液压钻机，以提高可操作性和设备效率，降低设备投入。

本发明所述的手持液压钻机，包括钻机机身，机身的两侧装供手抓握的握杆，机身的两端分别装有液压马达和钻杆，机身内装有受液压马达驱动而推动钻杆工作的马达变速箱，钻杆的末端装有钻头，钻杆内开有连通机身内部的流水通道，钻头内开有供水排出的出水通道，且出水通道与流水通道相连通；机身上装有水泵、驱动水泵运动的水泵马达，和供水的进水管，水泵连通进水管并将水泵至钻杆内的流水通道；钻机机身上还铰接有支撑钻机机身对墙壁进行钻岩的可伸缩的液压支撑腿，液压支撑腿的一端铰接于钻机机身上，另一端设有可定位支撑于地面上的支撑爪。

本发明所述的手持液压钻机，将钻机设定于工作地点，调节液压支撑腿的长度，使其支撑爪，爪固定于地面，并将钻机的机身支撑于所需高度；操作人员通过抓握握杆将钻头对准所需的钻岩位置，开动钻机后，马达通过马达变速箱的作用驱动钻杆工作，从而带动钻头进行钻岩，同时，水泵马达工作并通过水泵将水从进水管泵入，泵入的水沿钻杆内的流水通道流至钻头内的出水通道，并最终通过出水通道的出水口流出。该手持液压钻机用操作人员人工手持操作，在特长隧道的工作中无需空压机的配合，可解决风动凿岩机和空压机带来的弊端，达到改善工作环境、降低设备成本和维护成本的目的，同时避免大量空压机的使用而带来的风险。另外，在钻岩过程中，钻头会产生大量的热量，容易因高温而损坏，同时也会产生大量的灰尘而影响环境，钻头还可能会因泥土或碎石的原因而卡紧，为解决这些问题，该钻机装有泵水装置，在工作中可通过高压水的冲洗给钻头降温，也可以实现降尘作用，改善工作环境，而当出现卡钻现象时，还可以通过钻机正反转配合高压水冲压的方式进行故障排除。随着钻岩位置的深入，通过操作人员双手的扶持，带动钻头深入，利用机身的自重和液压支撑腿的支点作用，通过液压支撑腿提供足够的压力，从而降低操作人员的劳动强度，提高操作便利性。

附图说明

图1是手持液压钻机的工作示意图。

图2是握杆的结构示意图。

图3是机身部分的结构示意图。

图4是液压支撑腿的结构示意图。

图5是手持液压钻机的内部结构示意图。

图6是图5所示手持液压钻机的局部放大图。

图7是连接筒与钻杆连接处的截面示意图。

图8是一种手持液压钻机的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种手持液压钻机，包括钻机机身1，机身的两侧装供手抓握的握杆2，机身的两端分别装有液压马达3和钻杆4，机身内装有受液压马达3驱动而推动钻杆工作的马达变速箱5，钻杆4的末端装有钻头6，钻杆内开有连通机身内部的流水通道，钻头6内开有供水排出的出水通道，且出水通道与流水通道相连通；机身上装有水泵7、驱动水泵运动的水泵马达8，和供水的进水管9，水泵连通进水管并将水泵至钻杆内的流水通道；钻机机身上还铰接有支撑钻机机身对墙壁进行钻岩的可伸缩的液压支撑腿10，液压支撑腿的一端铰接于钻机机身上，另一端设有可定位支撑于地面上的支撑爪11。

机身1采用铝合金材质制作，可降低机体重量，提高人员操作的便利性。

有控制水泵7工作和供水压力的水泵压力控制开关12，通过控制开关的作用，可视生产情况是否提供供水，或调节供水的压力，提高其适用性。

如图2所示，有能实现无极调速的调速装置，包括控制钻机开启的无极调速释控按钮21，和通过转动而实现调速的调速手柄22，调速手柄22和无极调速释控按钮21均设置于握杆2上，可便于控制和操作。通过无极调速装置的设置，使钻机的工作更加可控，满足不同情况下的生产需求。

如图3所示，机身1和液压支撑腿10上分别装有进出油管口13，液压油通过两者间的进出油管口经机身提供至液压支撑腿。该钻机通过机身将液压油提供至液压支撑腿，可简化其结构，同时避免过多数量的输油管路对操作造成不良影响。

如图4所示，液压支撑腿10上设有控制其伸缩的步进控制器14，和用于抓握的支撑腿手柄15；支撑爪11包括末端为锥形尖头的定位杆16，和末端为尖状的辅助爪17，辅助爪17可以有一个或四个，分别设置于定位杆的四周。步进控制器的设置可更加稳定地控制液压支撑腿的运动，而手柄的设置则便于操作；支撑爪中部为尖端定位杆，结构简单且定位强度高，并通过辅助杆的作用提高定位性能。

如图5、6所示，马达变速箱5，包括由液压马达驱动的主动齿轮51，与主动齿轮相啮合的第一中间齿轮52，与第一中间齿轮共转轴53的第二中间齿轮54，以及与第二中间齿轮相啮合的从动齿轮55，从动齿轮的转轴56，一端由液压冲击油缸57驱动轴向移动，另一端通过花键结构与连接筒58配合连接，连接筒在通过钎杆连接结构与钻杆4位于机身1内的一端连接；在连接筒58外设置有按压凸缘59，在按压凸缘与机身端面之间安装有复位压簧50；冲击油缸57与转轴53之间设有减轻冲击力的缓冲结构。

液压马达驱动主动齿轮转动，由主动齿轮驱动第一中间齿轮，通过转轴带动第二中间齿轮同步跟转，再由第二中间齿轮驱动从动齿轮转动。从动齿轮的转动，其转轴必然跟随同步转动，转轴再通过花键结构带动连接筒转动，连接筒再通过钎杆连接结构带动转钻杆转动，从而实现钻头的转动。通过主动齿轮与第一中间齿轮，第二中间齿轮与从动齿轮之间的存在两次转速变换，通过选择适当的转速比，可方便的使钻杆的转速满足钻岩工作的需求。从动齿轮转轴与连接筒之间的花键结构，连接筒与钻杆端部的钎杆连接结构，使从动齿轮的转动被可靠的传递到钻杆，实现钻杆与从动齿轮转动的同步。使用液压钻机进行钻岩工作时，调节支撑爪，抓紧地面，双手持握握杆，用力推进，启动液压马达，驱动主动齿轮转动，经第一、第二中间齿轮，驱动从动齿轮转动；从动齿轮的转轴通过花键结构带动连接筒跟转，连接筒再通过钎杆连接结构带动钻杆，从而实现对钻杆旋转的驱动。启动液压冲击油缸，驱动从动齿轮的转轴沿轴向移动，花键结构推动连接筒轴向移动，再由连接筒通过钎杆连接结构推动钻杆轴向移动，从而实现钻杆的轴向进给，提供钻进动力。在钻进时，连接筒的按压凸缘沿轴向压缩复位压簧，使压簧进一步压缩，存储势能；在停止钻进时，复位压簧可推动连接筒回移，实现复位。冲击油缸与转轴之间有较大的冲击力，复位压簧的设置还可以减轻冲击力，以保证设备稳定性和耐用性。在钻进过程实现冲击时，复位压簧一方面可降低钎杆的直接冲击力，减小机体震动和提高作业平稳程度，也可有效降低噪音，改善工作环境。所述结构，连接强度高且安全、稳定；且冲击油缸设置于两对齿轮之间，产品结构更加紧凑，可使设备体积较小。

如图7所示，连接筒58与钻杆4端部之间通过内六角结构连接，钻杆位于机身内的端部设置截面为六边形的六棱柱段，连接筒与之连接端设置相配内六角凹槽，钻杆端部的六棱柱段可相配合的插入连接筒的内六角凹槽内，从而实现连接筒与钻杆之间的钎杆连接；转动连接筒，在该连接结构的限制下，钻杆必然跟随同步转动。

如图5、7所示，在连接筒的内六角凹槽的侧面的中部可设置水沟18，复位压簧的外侧设置密封套筒20，水泵7的出水管19延伸到钻杆4与连接筒58的配合面处，内六角凹槽的深度略大于钻杆插入的六棱柱的长度，六棱柱的端面与钻杆内的出水通道连通。由水泵送出的液体可通过水沟流入到内六角凹槽与刘棱柱端面之间的腔体内，再由该腔体从钻杆端部进入出水通道中。

如图8所示，连接筒58在位于按压凸缘59上侧的部分可以加工水槽，水槽底部设置进水孔，进水孔通过通道通向连接筒的内侧，与钻杆4的流水通道入口相对，在水槽的两侧设置有位于连接筒与机身1内壁之间的密封圈，密封圈将水槽与机身两侧的空间密封隔开，形成相对对立的密封腔体，水泵的出水管插入该密封腔体内；钻杆插入连接筒内部的插入段与连接筒内壁之间也设置有密封圈。由水泵泵出的水，进入到水槽处，经水槽底部的进水孔、连接筒内的通道后，流至钻杆的水流通道的入口处，再由此进入钻杆，实现钻机的供水。水槽两侧密封圈，保证了水槽处腔体与机身左右空间的密封，既避免了右侧润滑油的渗入，又避免了水向两侧泄漏。此外，连接筒与钻杆插入段之间的密封圈，又很好的避免了水从钻杆与连接筒的配合处泄漏。

Claims (10)

1.一种手持液压钻机，包括钻机机身（1），机身的两侧装供手抓握的握杆（2），机身的两端分别装有液压马达（3）和钻杆（4），其特征在于：机身内装有受液压马达（3）驱动而推动钻杆工作的马达变速箱（5），钻杆（4）的末端装有钻头（6），钻杆内开有连通机身内部的流水通道，钻头（6）内开有供水排出的出水通道，且出水通道与流水通道相连通；机身上装有水泵（7）、驱动水泵运动的水泵马达（8），和供水的进水管（9），水泵连通进水管并将水泵至钻杆内的流水通道；钻机机身上还铰接有支撑钻机机身对墙壁进行钻岩的可伸缩的液压支撑腿（10），液压支撑腿的一端铰接于钻机机身上，另一端设有可定位支撑于地面上的支撑爪（11）。

2.根据权利要求1所述的手持液压钻机，其特征在于：有能实现无极调速的调速装置，包括控制钻机开启的无极调速释控按钮（21），和通过转动而实现调速的调速手柄（22），调速手柄和无极调速释控按钮均设置于握杆（2）上。

3.根据权利要求1所述的手持液压钻机，其特征在于：马达变速箱（5）包括由液压马达驱动的主动齿轮（51），与主动齿轮相啮合的第一中间齿轮（52），与第一中间齿轮共转轴（53）的第二中间齿轮（54），以及与第二中间齿轮相啮合的从动齿轮（55），从动齿轮的转轴（56），一端由液压冲击油缸（57）驱动轴向移动，另一端通过花键结构与连接筒（58）配合连接，连接筒在通过钎杆连接结构与钻杆（4）位于机身（1）内的一端连接；在连接筒（58）外设置有按压凸缘（59），在按压凸缘与机身端面之间安装有复位压簧（50）。

4.根据权利要求3所述的手持液压钻机，其特征在于：冲击油缸（57）与转轴（53）之间设有减轻冲击力的缓冲结构。

5.根据权利要求1所述的手持液压钻机，其特征在于：液压支撑腿（10）上设有控制其伸缩的步进控制器（14），和用于抓握的支撑腿手柄（15）。

6.根据权利要求1所述的手持液压钻机，其特征在于：机身（1）和液压支撑腿（10）上分别装有进出油管口（13），液压油通过两者间的进出油管口经机身提供至液压支撑腿。

7.根据权利要求1、5或6所述的手持液压钻机，其特征在于：支撑爪（11）包括末端为锥形尖头的定位杆（16），和末端为钩状的辅助杆（17），辅助杆（17）有一个或多个，分别设置于定位杆的四周。

8.根据权利要求1所述的手持液压钻机，其特征在于：有控制水泵（7）工作和供水压力的水泵压力控制开关（12）。

9.根据权利要求3所述的手持液压钻机，其特征在于：连接筒（58）在位于按压凸缘（59）上侧的部分可以加工水槽，水槽底部设置进水孔，进水孔通过通道通向连接筒的内侧，与钻杆（4）的流水通道入口相对，在水槽的两侧设置有位于连接筒与机身（1）内壁之间的密封圈，密封圈将水槽与机身两侧的空间密封隔开，形成相对对立的密封腔体，水泵的出水管插入该密封腔体内；钻杆插入连接筒内部的插入段与连接筒内壁之间也设置有密封圈。

10.根据权利要求3或9所述的手持液压钻机，其特征在于：连接筒（58）与钻杆（4）端部之间的钎杆连接结构为内六角连接结构；其钻杆位于机身内的端部设置截面为六边形的六棱柱段，连接筒与之连接端设置相配内六角凹槽，钻杆端部的六棱柱段可相配合的插入连接筒的内六角凹槽内；在连接筒的内六角凹槽的侧面的中部设置水沟（18），复位压簧（50）的外侧设置密封套筒（20），水泵（7）的出水管（19）延伸到钻杆（4）与连接筒（58）的配合面处，内六角凹槽的深度略大于钻杆插入的六棱柱的长度，六棱柱的端面与钻杆内的出水通道连通。