CN111058773A - 凿岩钻头件装置及该凿岩钻头件的加工制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及岩层开凿技术领域，尤其是凿岩钻头件装置及该凿岩钻头件的加工制造方法，包括凿岩钻头件，所述凿岩钻头件为一体成型，所述凿岩钻头件包括前后端贯通设置的钻杆部，所述钻杆部腔体由后向前端依次包括安装腔、活塞腔、捶打腔，所述捶打腔的前端开放设置，所述安装腔的后端开放设置，所述活塞腔与所述捶打腔之间通过杆封腔相连通，在所述钻杆部的端部设有环形钻头,在所述密封端盖前侧的所述活塞腔内同轴设有捶打组件。本装置能够实现快速的凿岩，采用凿岩钻头件进行钻凿，能够配合外部的驱动机构以及液压油泵实现对凿岩钻头件内部的捶打组件的驱动，以便钻取边捶打的方式来使得钻取部位的岩层破碎，从而提高钻凿的效果和效率。
Description
技术领域
本发明涉及岩层开凿技术领域，尤其是凿岩钻头件装置及该凿岩钻头件的加工制造方法。
背景技术
凿岩是指岩石中钻凿出特定要求钻孔空间的工程技术，在采矿工程中，钻孔空间常用以装填炸药，进行爆破，另也常借助凿岩形成大口径的钻孔空间直接用作井巷，有时还用于地质勘探、输送物料、安装锚杆、管道、电缆等设施或作为采油工程中的油、气井，所以凿岩在地质、石油、水电、交通等有关岩石破碎工程中亦有着广泛的应用。
凿岩过程中常用的凿岩设备进行凿孔，其工作原理是通过直钻的方式实现早眼开孔、洞，一般通过驱动钻机直接钻取岩层来实现开采，但是采用现有的钻机在进行硬岩层的开采的过程中扬尘现象非常严重，导致凿岩的工况较长，不环保且易对工作人员造成尘肺影响，因此现有的凿岩钻头件装置需要进一步的改善设计方能满足使用需求；另外，现有的凿岩机构在进行凿岩工作时钻研工作效率和凿岩方式也存在效率低下的问题。
发明内容
本发明为解决上述技术问题之一所采用的技术方案是：凿岩钻头件装置，包括凿岩钻头件，所述凿岩钻头件为一体成型，所述凿岩钻头件包括前后端贯通设置的钻杆部，所述钻杆部腔体由后向前端依次包括安装腔、活塞腔、捶打腔，所述捶打腔的前端开放设置，所述安装腔的后端开放设置，所述活塞腔与所述捶打腔之间通过杆封腔相连通，所述杆封腔的内径小于所述安装腔内径、所述活塞腔内径、所述捶打腔内径，所述安装腔内径大于所述活塞腔内径，在所述钻杆部的端部设有环形钻头,在所述钻杆部的安装腔前端设有与所述活塞腔固定且同轴设置的密封端盖，在所述密封端盖前侧的所述活塞腔内同轴设有捶打组件，所述捶打组件的前端密封穿出所述捶打腔、后端密封穿出所述密封端盖，所述捶打组件用于配合环形钻头实现对待凿岩的岩石进行振动捶打。
凿岩钻头件采用一体成型的方式加工而成，主要考虑其工作环境的要求，采用一体成型能够有效的提高其整体的结构强度，延长使用寿命，另外，本产品在批量生产后能够有效的大幅度的降低其加工制造成本。
本装置在钻孔的同时采用设置在其内部的捶打组件实现对钻头内部的岩石进行捶打振动，从而起到提高钻凿效果的作用，同时，将捶打组件设置在钻头内部相对于传统的出挨打方式来说，本方式能够实现精准捶打撞击，捶打的过程中通过液压供油带动活塞杆实现向前推动，回位时通过油缸卸油以及复位弹簧的回位弹力来实现复位，从而有效的保证捶打的稳定性。
优选地，所述捶打组件包括同轴设置在所述密封端盖前侧的活塞腔内的活塞杆，在所述活塞腔内的所述活塞杆的外侧壁上一体成型有移动活塞，所述移动活塞通过密封圈与所述活塞腔的内侧壁密封配合，所述活塞杆的后端密封穿出所述捶打腔并伸至所述捶打腔内与一锥形捶打头相固连，在所述锥形捶打头后侧的所述捶打腔内设有复位弹簧，所述复位弹簧套接在所述活塞杆的外侧壁上，所述复位弹簧的后端与所述捶打腔的后端面相固连、前端与所述锥形捶打头相固连，在所述密封端盖上安装有进出油口，所述进出油口通过油管与外部的液压油泵相连通。
捶打组件的捶打运动主要靠外部的液压油泵供油实现向前推动移动活塞运动，从而实现带动活塞杆运动，最终使得锥形捶打头对环形钻头之间的经钻凿的岩石进行捶打，从而提高钻凿的效率，钻凿完成后通过复位弹簧的作用能够使得锥形捶打头复位。
优选地，在所述凿岩钻头件的所述钻杆部的后端外侧壁上一体连接有从动齿轮，所述从动齿轮用于与外部驱动部件相配合。
优选地，在所述凿岩钻头件的钻杆部的中段外侧壁上沿其前后方向间隔且平行设有与其一体成型的前挡环、后挡环，所述前挡环与所述后挡环之间形成与外部设备上的弧型卡具相配合的卡位空间。
本装置在使用时需要配合外部的驱动电机以及驱动齿轮实现转动，同时在转动时整个装置需要通过外部的两弧形卡具组成圆环形来卡接在卡位空间的钻杆部的外侧壁上，从而实现对其进行限位，保证运行的稳定性，在此所说的弧形卡具直接采用现有机床或设备上的结构件即可。
优选地，所述捶打组件可实现边捶打边吸尘。
采用边捶打边吸尘的作用能够实现对扬尘的吸收，从而实现对扬尘的快速处理，改善钻凿环境。
优选地，所述捶打组件的所述活塞杆为中空前前后端贯穿设置，所述活塞杆的前端与所述锥形捶打头上设置的若干个吸尘通道相连通，各所述吸尘通道的前端与所述捶打腔相连通；在所述安装腔的后端设有一小型的与外部整机相对固定设置的吸尘风机，所述吸尘风机的吸尘口通过软管与所述活塞杆后端的腔体相连通。
在此本装置设置的吸尘装置采用的是直接在捶打部件上设置吸尘，采用从内部中心将扬尘吸收的方式，能够快速的提高吸尘的效果，由中部负压吸尘能够有效的减少尘土向外部飘散的概率，形成中心负压气流旋，从而使得以较小的工作效率就可以实现高效的负压吸尘，同时在吸尘的过程中防止较大的岩石进入，在本装置的吸尘通道中设置的钢丝格挡网可以起到格挡较大岩石块进入通道的作用，防止通道封堵。
优选地，在所述锥形捶打头的各所述吸尘通道内分别安装有一钢丝格挡网。
凿岩钻头件的加工制造方法，所述凿岩钻头件为上述凿岩钻头件，包括如下步骤：
S1：铸造毛坯件；
S2：上镗床：
依次镗出：活塞腔、安装腔；
精镗活塞腔；
工件掉头夹紧，继续镗出：杆封腔、捶打腔；
镗出从动齿轮端面处各连接孔；
粗镗时主轴转速为800转/分、进给量100毫米/分、端面平直度0.015；
精镗时主轴转速为1200转/分、进给量80毫米/分、端面平直度0.010；
S3：上车床：
车削杆封腔处的密封安装槽；
车削工件表面外圆；
车削从动齿轮端面；
车削前挡环、后挡环端面；
车削环形钻头；
粗车时主轴转速为800转/分、进给量100毫米/分、端面平直度0.010；
精车时主轴转速为1000转/分、进给量80毫米/分、端面平直度0.008；
S4：滚齿机滚齿加工从动齿轮各轮齿：
S5：淬火热处理。提高结构件的整体强度。
本申请在对凿岩钻头件进行加工制造时，首先采用铸造件来使得整个结构件采用一体成型，提高整体的结构强度，另外，在加工时采用特有的加工顺序，有效的提高了加工的效率，另外，本加工工序采用改进型的设计，考虑到加工先后顺序以及较大程度的降低对各个加工的后续加工误伤，从而起到了降低加工成本和缩短加工周期的目的，有效的保证了加工质量。
本发明的有益效果体现在：本装置能够实现快速的凿岩，在开凿的过程中采用凿岩钻头件进行钻凿，同时能够配合外部的驱动机构以及液压油泵实现对凿岩钻头件内部的捶打组件的驱动，以便钻取边捶打的方式来使得钻取部位的岩层破碎，从而提高钻凿的效果和效率，同时为防止钻凿的过程中产生扬尘本装置中还设置了内部集成式的负压吸尘结构，能够保证精准吸尘，吸尘效果好，有效的改善工作环境。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部件一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部件并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明的内部局部剖视结构示意图。
图2为本发明的凿岩钻头件的剖视结构示意图。
图中，1、凿岩钻头件；101、钻杆部；102、安装腔；103、活塞腔；104、捶打腔；105、杆封腔；106、环形钻头；107、从动齿轮；108、前挡环；109、后挡环；110、卡位空间； 2、密封端盖；201、进出油口；202、油管；3、捶打组件；301、活塞杆；302、移动活塞；303、锥形捶打头；304、复位弹簧；305、吸尘通道；306、钢丝格挡网； 4、密封圈； 5、弧型卡具；6、吸尘风机；7、软管；8、驱动齿轮。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1-2中所示，凿岩钻头件装置，包括凿岩钻头件1，所述凿岩钻头件1为一体成型，所述凿岩钻头件1包括前后端贯通设置的钻杆部101，所述钻杆部101腔体由后向前端依次包括安装腔102、活塞腔103、捶打腔104，所述捶打腔104的前端开放设置，所述安装腔102的后端开放设置，所述活塞腔103与所述捶打腔104之间通过杆封腔105相连通，所述杆封腔105的内径小于所述安装腔102内径、所述活塞腔103内径、所述捶打腔104内径，所述安装腔102内径大于所述活塞腔103内径，在所述钻杆部101的端部设有环形钻头106,在所述钻杆部101的安装腔102前端设有与所述活塞腔103固定且同轴设置的密封端盖2，在所述密封端盖2前侧的所述活塞腔103内同轴设有捶打组件3，所述捶打组件3的前端密封穿出所述捶打腔104、后端密封穿出所述密封端盖2，所述捶打组件3用于配合环形钻头106实现对待凿岩的岩石进行振动捶打。
凿岩钻头件1采用一体成型的方式加工而成，主要考虑其工作环境的要求，采用一体成型能够有效的提高其整体的结构强度，延长使用寿命，另外，本产品在批量生产后能够有效的大幅度的降低其加工制造成本。
本装置在钻孔的同时采用设置在其内部的捶打组件3实现对钻头内部的岩石进行捶打振动，从而起到提高钻凿效果的作用，同时，将捶打组件3设置在钻头内部相对于传统的出挨打方式来说，本方式能够实现精准捶打撞击，捶打的过程中通过液压供油带动活塞杆301实现向前推动，回位时通过油缸卸油以及复位弹簧304的回位弹力来实现复位，从而有效的保证捶打的稳定性。
优选地，所述捶打组件3包括同轴设置在所述密封端盖2前侧的活塞腔103内的活塞杆301，在所述活塞腔103内的所述活塞杆301的外侧壁上一体成型有移动活塞302，所述移动活塞302通过密封圈4与所述活塞腔103的内侧壁密封配合，所述活塞杆301的后端密封穿出所述捶打腔104并伸至所述捶打腔104内与一锥形捶打头303相固连，在所述锥形捶打头303后侧的所述捶打腔104内设有复位弹簧304，所述复位弹簧304套接在所述活塞杆301的外侧壁上，所述复位弹簧304的后端与所述捶打腔104的后端面相固连、前端与所述锥形捶打头303相固连，在所述密封端盖2上安装有进出油口201，所述进出油口201通过油管与外部的液压油泵相连通。
捶打组件3的捶打运动主要靠外部的液压油泵供油实现向前推动移动活塞302运动，从而实现带动活塞杆301运动，最终使得锥形捶打头303对环形钻头106之间的经钻凿的岩石进行捶打，从而提高钻凿的效率，钻凿完成后通过复位弹簧304的作用能够使得锥形捶打头303复位。
优选地，在所述凿岩钻头件1的所述钻杆部101的后端外侧壁上一体连接有从动齿轮107，所述从动齿轮107用于与外部驱动部件相配合。
优选地，在所述凿岩钻头件1的钻杆部101的中段外侧壁上沿其前后方向间隔且平行设有与其一体成型的前挡环108、后挡环109，所述前挡环108与所述后挡环109之间形成与外部设备上的弧型卡具5相配合的卡位空间110。
本装置在使用时需要配合外部的驱动电机以及驱动齿轮实现转动，同时在转动时整个装置需要通过外部的两弧形卡具组成圆环形来卡接在卡位空间110的钻杆部101的外侧壁上，从而实现对其进行限位，保证运行的稳定性，在此所说的弧形卡具直接采用现有机床或设备上的结构件即可。
优选地，所述捶打组件3可实现边捶打边吸尘。
采用边捶打边吸尘的作用能够实现对扬尘的吸收，从而实现对扬尘的快速处理，改善钻凿环境。
优选地，所述捶打组件3的所述活塞杆301为中空前前后端贯穿设置，所述活塞杆301的前端与所述锥形捶打头303上设置的若干个吸尘通道305相连通，各所述吸尘通道305的前端与所述捶打腔104相连通；在所述安装腔102的后端设有一小型的与外部整机相对固定设置的吸尘风机6，所述吸尘风机6的吸尘口通过软管7与所述活塞杆301后端的腔体相连通。
在此本装置设置的吸尘装置采用的是直接在捶打部件上设置吸尘，采用从内部中心将扬尘吸收的方式，能够快速的提高吸尘的效果，由中部负压吸尘能够有效的减少尘土向外部飘散的概率，形成中心负压气流旋，从而使得以较小的工作效率就可以实现高效的负压吸尘，同时在吸尘的过程中防止较大的岩石进入，在本装置的吸尘通道305中设置的钢丝格挡网306可以起到格挡较大岩石块进入通道的作用，防止通道封堵。
优选地，在所述锥形捶打头303的各所述吸尘通道305内分别安装有一钢丝格挡网306。
使用时，先将本装置安装在钻机整机设备上，使得整机设备上的弧形卡具将本装置卡紧，进而使得驱动电机的电机轴上的驱动齿轮8与本装置的从动齿轮107相啮合，从而带动本装置的所述凿岩钻头件1实现快速旋转钻凿，同时需要对密封端盖2上的油管伸至凿岩钻头件1外后在与外部油管连接时需要采用旋转式的密封连接头，从而使得连接部位可以快速的实现旋转运动，同时，风管连接部位也采用旋转密封的连接头，使得连接部位可以快速的实现密封旋转；另外，歪了防止活塞杆301、吸尘风机6的相对转动，安装时需要将其与外部整机进行相对滑动固定设置，使得活塞杆301与吸尘风机6仅能进行前后方向的移动、无法实现转动，使得凿岩钻头件1绕活塞杆301进行旋转，保证运行的稳定性。
凿岩钻头件1的加工制造方法，所述凿岩钻头件1为上述凿岩钻头件1，包括如下步骤：
S1：铸造毛坯件；
S2：上镗床：
依次镗出：活塞腔103、安装腔102；
精镗活塞腔103；
工件掉头夹紧，继续镗出：杆封腔105、捶打腔104；
镗出从动齿轮107端面处各连接孔；
粗镗时主轴转速为800转/分、进给量100毫米/分、端面平直度0.015；
精镗时主轴转速为1200转/分、进给量80毫米/分、端面平直度0.010；
S3：上车床：
车削杆封腔105处的密封安装槽；
车削工件表面外圆；
车削从动齿轮107端面；
车削前挡环108、后挡环109端面；
车削环形钻头106；
粗车时主轴转速为800转/分、进给量100毫米/分、端面平直度0.010；
精车时主轴转速为1000转/分、进给量80毫米/分、端面平直度0.008；
S4：滚齿机滚齿加工从动齿轮107各轮齿：
S5：淬火热处理。提高结构件的整体强度。
本申请在对凿岩钻头件1进行加工制造时，首先采用铸造件来使得整个结构件采用一体成型，提高整体的结构强度，另外，在加工时采用特有的加工顺序，有效的提高了加工的效率，另外，本加工工序采用改进型的设计，考虑到加工先后顺序以及较大程度的降低对各个加工的后续加工误伤，从而起到了降低加工成本和缩短加工周期的目的，有效的保证了加工质量。
以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中；对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。
本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
Claims (8)
1.凿岩钻头件装置，其特征在于：包括凿岩钻头件，所述凿岩钻头件为一体成型，所述凿岩钻头件包括前后端贯通设置的钻杆部，所述钻杆部腔体由后向前端依次包括安装腔、活塞腔、捶打腔，所述捶打腔的前端开放设置，所述安装腔的后端开放设置，所述活塞腔与所述捶打腔之间通过杆封腔相连通，所述杆封腔的内径小于所述安装腔内径、所述活塞腔内径、所述捶打腔内径，所述安装腔内径大于所述活塞腔内径，在所述钻杆部的端部设有环形钻头,在所述钻杆部的安装腔前端设有与所述活塞腔固定且同轴设置的密封端盖，在所述密封端盖前侧的所述活塞腔内同轴设有捶打组件，所述捶打组件的前端密封穿出所述捶打腔、后端密封穿出所述密封端盖，所述捶打组件用于配合环形钻头实现对待凿岩的岩石进行振动捶打。
2.根据权利要求1所述的凿岩钻头件装置，其特征在于：所述捶打组件包括同轴设置在所述密封端盖前侧的活塞腔内的活塞杆，在所述活塞腔内的所述活塞杆的外侧壁上一体成型有移动活塞，所述移动活塞通过密封圈与所述活塞腔的内侧壁密封配合，所述活塞杆的后端密封穿出所述捶打腔并伸至所述捶打腔内与一锥形捶打头相固连，在所述锥形捶打头后侧的所述捶打腔内设有复位弹簧，所述复位弹簧套接在所述活塞杆的外侧壁上，所述复位弹簧的后端与所述捶打腔的后端面相固连、前端与所述锥形捶打头相固连，在所述密封端盖上安装有进出油口，所述进出油口通过油管与外部的液压油泵相连通。
3.根据权利要求2所述的凿岩钻头件装置，其特征在于：在所述凿岩钻头件的所述钻杆部的后端外侧壁上一体连接有从动齿轮，所述从动齿轮用于与外部驱动部件相配合。
4.根据权利要求3所述的凿岩钻头件装置，其特征在于：在所述凿岩钻头件的钻杆部的中段外侧壁上沿其前后方向间隔且平行设有与其一体成型的前挡环、后挡环，所述前挡环与所述后挡环之间形成与外部设备上的弧型卡具相配合的卡位空间。
5.根据权利要求4所述的凿岩钻头件装置，其特征在于：所述捶打组件可实现边捶打边吸尘。
6.根据权利要求5所述的凿岩钻头件装置，其特征在于：所述捶打组件的所述活塞杆为中空前前后端贯穿设置，所述活塞杆的前端与所述锥形捶打头上设置的若干个吸尘通道相连通，各所述吸尘通道的前端与所述捶打腔相连通；在所述安装腔的后端设有一小型的与外部整机相对固定设置的吸尘风机，所述吸尘风机的吸尘口通过软管与所述活塞杆后端的腔体相连通。
7.根据权利要求6所述的凿岩钻头件装置，其特征在于：在所述锥形捶打头的各所述吸尘通道内分别安装有一钢丝格挡网。
8.凿岩钻头件的加工制造方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：铸造毛坯件；
S2：上镗床：
依次镗出：活塞腔、安装腔；
精镗活塞腔；
工件掉头夹紧，继续镗出：杆封腔、捶打腔；
镗出从动齿轮端面处各连接孔；
S3：上车床：
车削杆封腔处的密封安装槽；
车削工件表面外圆；
车削从动齿轮端面；
车削前挡环、后挡环端面；
车削环形钻头；
S4：滚齿机滚齿加工从动齿轮各轮齿：
S5：淬火热处理。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2019
- 2019-12-25 CN CN201911353553.4A patent/CN111058773A/zh active Pending
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