CN207620705U - 一种封闭式水压凿岩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种封闭式水压凿岩机，包括外罩，外罩内设置有用于固定安装钎杆的尾端以及活塞的钎尾套，外罩的外部固定安装有水压马达，该水压马达通过三级传动装置驱动钎尾套转动，外罩的一端连接有冲击壳体，冲击壳体内设置有防止活塞出现空打的缓冲装置。本实用新型可直接使用自来水，实现了高压水与低压水的闭路循环，比气动凿岩机系统节能60%以上，比气动凿岩机系统噪音低，可降低20%以上的噪音，而且本实用新型转速稳定、平稳、可以缓和冲击和振动。

Description

一种封闭式水压凿岩机

技术领域

本实用新型涉及一种水压凿岩机，具体地说涉及一种使用在矿山开采、公路、铁路、水利、隧道建设工程中的封闭式水压凿岩机，属于工程机械领域。

背景技术

目前在我国矿山开采、高铁、地铁隧道、水利建设中，大量使用气腿式气动凿岩机，年需求量在10万台以上，从业人员达到35万以上。气动凿岩机已有150多年的发展与应用历史，但除机具结构、材质及其它一些改进外，能量利用率一直得不到实质性提高，振动大、噪声高等问题也始终无法解决。

20世纪70年代投入市场的液压凿岩机以中、高压液压油作为能量传递介质，设备输出功率大、破岩效率高、能耗低、寿命长、工作环境好、易于自动控制，在世界范围内获得了迅速推广普及，然而由于机型重、推力大，必须安放在相应的液压钻车上才能发挥其效率，因此，液压凿岩机主要应用于大断面的巷(隧)道掘进中。其次，液压凿岩机及台车造价高、使用成本高、对操作者的技能要求高、维修技术要求高，限制了它在矿山开采、公路、铁路、水利、隧道建设工程中的应用。因此，在大部分中、小型采掘及地下工程建设中仍在大量使用气腿式气动凿岩机，而液压凿岩机的使用量不及它的1％。

大量的气腿式气动凿岩机的使用一方面消耗大量的能源，增加了矿山生产成本，另一方面噪声超过125 dB(A)及强烈的振动和大量的油污，使大量的从业人员患上耳聋、白手病等职业疾病，严重威胁着矿工的身心健康。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的上述不足，提供一种高效节能、噪音小、震动小、无油雾污染的封闭式水压凿岩机。

为解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：一种封闭式水压凿岩机，包括外罩，外罩内设置有用于固定安装钎杆的尾端以及活塞的钎尾套，外罩的外部固定安装有水压马达，该水压马达通过三级传动装置驱动钎尾套转动，外罩的一端连接有冲击壳体，冲击壳体内设置有防止活塞出现空打的缓冲装置。

以下是本实用新型对上述方案的进一步优化：所述外罩内设置有芯体，钎尾套安装在芯体内。

进一步优化：所述芯体的前端与外罩的罩体之间通过压盘密封，该压盘套装在钎尾套的外部且与钎尾套之间转动连接。

进一步优化：所述芯体的后端与钎尾套之间转动连接。

进一步优化：所述三级传动装置包括一级传动机构，该一级传动机构由固定安装在水压马达动力输出轴上的一级主动轮组成，该一级主动轮设置在外罩的外部并由一密闭的腔壳进行密封。

进一步优化：所述三级传动装置还包括二级传动机构，该二级传动机构包括其中一端设置在外罩、另一端设置在腔壳内的中间轴，中间轴位于外罩内的一端外部安装有同步主动轮、位于腔壳内的一端安装有一级被动轮，该一级被动轮与一级主动轮相啮合。

进一步优化：所述中间轴的两端分别与外罩和腔壳内的隔套转动连接。

进一步优化：所述三级传动装置还包括三级传动机构，三级传动机构包括安装在钎尾套上位于芯体内部的同步被动轮，该同步被动轮与同步主动轮之间通过同步带传动。

进一步优化：所述缓冲装置包括一端为封闭的蓄能器，蓄能器与冲击壳体的一端同轴装配。

进一步优化：所述冲击壳体内靠近蓄能器的位置设置有导流套，且该导流套与蓄能器内部靠近冲击壳体的位置通过螺纹连接，并且蓄能器内靠近导流套的位置开设有环形结构的凹槽。

进一步优化：所述导流套内同轴装配有可以往复移动的单向阀芯，单向阀芯与导流套之间靠近导流套一端的位置同轴装配有可以往复移动的单向阀芯套。

进一步优化：所述蓄能器内靠近导流套的位置安装有与单向阀芯配合使用的且截面为半圆形结构的皮囊。

进一步优化：所述皮囊的外圆上靠近导流套的位置设置有与凹槽配合使用的环形结构的凸台。

进一步优化：所述皮囊与导流套之间设置有储水腔，导流套上开设有多个与储水腔相通的导流套通水圆孔。

进一步优化：所述导流套内远离皮囊的一端与单向阀芯套远离皮囊的一端之间设置有弹簧。

进一步优化：所述单向阀芯上靠近储水腔的一端螺接有能推动单向阀芯套移动的且截面为梯形的锁紧母。

使用时，纯水经过水站分两条路线：第一条通过分配阀进水口进入分配阀，经过换向阀换向，使分配阀进水口与第七空腔接通并通过导流套端面上均布的四个导流套通水圆孔使第七空腔与储水腔相通，从而使单向阀芯在水压作用下克服弹簧的作用力使第七空腔与第五空腔导通，阀芯导向套前移，从而实现活塞的冲程动作；

当活塞冲程到达一定距离时，第二空腔与第一空腔、第三空腔相通，使第二空腔受力面积增大，活塞开始回程，回程时第二空腔与第四空腔相通，阀芯导向套后移，第四空腔通过阀芯导向套内斜孔与第六空腔相通，因换向阀一直处于换向作业，使第六空腔与分配阀出水口相通，从而实现活塞回程及纯水的回流；

第二条通过水压马达的IN口，使水压马达旋转工作，当马达旋转的同时带动一级主动轮旋转，一级主动轮旋转的同时带动其相啮合的一级被动轮，一级被动轮转动带动同步主动轮旋转；

当同步主动轮旋转时，通过同步带的连接，带动同步被动轮进行旋转，又因同步被动轮与钎尾套的装配关系，在同步被动轮旋转的同时，钎尾套也一同旋转，从而实现水压凿岩机的旋转，钎杆安装在钎尾套内，当钎尾套在同步被动轮带动下旋转时，钎杆也一起旋转，通过活塞对钎杆的冲击以及钎尾套带动其旋转从而实现在岩石上凿岩作业。

本实用新型可直接使用自来水，实现了高压水与低压水的闭路循环，比气动凿岩机系统节能60%以上，比气动凿岩机系统噪音低，可降低20%以上的噪音，而且本实用新型转速稳定、平稳、可以缓和冲击和振动，本实用新型是一种节能、环境友好型凿岩机，其具有凿岩速度快、噪音低、无油雾污染、振动小、节能特点，其可替代现在大量使用的气动凿岩机，改善操作者的工作环境，降低能耗、保护操作者的身心健康，还可拓宽使用到小型液压钻车上，可取代我国液压凿岩机的部分进口，从而降低钻车的成本，推动钻车在矿山及隧道等工程建设中的应用。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型在实施例中的结构示意图；

图2为图1中W处的放大示意图；

图3为图1中Q处的放大示意图。

图中：1-导套；2-外罩；3-压盘；4-钎尾套；5-芯体；6-第一轴承；7-同步被动轮；8-第二轴承；9-活塞；10-中间轴；11-同步主动轮；12-隔套；13-第三轴承；14-第四轴承；15-一级主动轮；16-腔壳；17-一级被动轮；18-水压马达；19-第一卡环；20-第二卡环 ；21-冲击壳体；22-前套；23-固定套；24-分配阀；25-换向阀；26-阀芯导向套；27-阀芯；28-单向阀芯；29-弹簧；30-单向阀芯套；31-锁紧母；32-蓄能器；33-导流套；34-把手；35-辅助把手；36-压板；37-前连接盘；38-钎杆；39-钎卡；40-蓄能室；41-凹槽；42-皮囊；43-环形凸台；44-蓄能器进气口；45-导流套通水圆孔；A-分配阀进水口；B-第七空腔；C-储水腔；E-第五空腔；F-第一空腔；G-第三空腔；H-第二空腔；I-第四空腔；J-第六空腔；K-分流阀出水孔。

具体实施方式

实施例，如图1-图3所示，一种封闭式水压凿岩机，包括外罩2，外罩2内设置有用于固定安装钎杆38的尾端以及活塞9的钎尾套4，外罩2的外部固定安装有水压马达18，该水压马达18通过三级传动装置驱动钎尾套4转动，外罩2的一端连接有冲击壳体21，冲击壳体21内设置有防止活塞9出现空打的缓冲装置。

所述外罩2内设置有芯体5，钎尾套4安装在芯体5内，芯体5的前端与外罩2的罩体之间通过压盘3密封，该压盘3套装在钎尾套4的外部且与钎尾套4之间通过第一轴承6转动连接。

所述芯体5的后端与钎尾套4之间也通过第二轴承8转动连接。

所述三级传动装置包括一级传动机构，该一级传动机构由通过平键固定安装在水压马达18动力输出轴上的一级主动轮15组成，该一级主动轮15设置在外罩2的外部并由一密闭的腔壳16进行密封，当泵站提供高压水经过水压马达18时，使水压马达18旋转工作，当水压马达18旋转的同时带动一级主动轮15旋转。

所述三级传动装置还包括二级传动机构，该二级传动机构包括其中一端设置在外罩2、另一端设置在腔壳16内的中间轴10。

所述中间轴10位于外罩2内的一端外部安装有同步主动轮11、位于腔壳16内的一端安装有一级被动轮17，该一级被动轮17与一级主动轮15相啮合，一级主动轮15旋转的同时带动其相啮合的一级被动轮17转动，一级被动轮17带动中间轴10转动，中间轴10带动同步主动轮11转动。

所述一级被动轮17也通过平键安装在中间轴10上并用第二卡环20封装。

所述中间轴10的两端分别通过第三轴承13和第四轴承14与外罩2和腔壳16内的隔套12转动连接。

所述三级传动装置还包括三级传动机构，三级传动机构包括安装在钎尾套4上位于芯体5内部的同步被动轮7。

所述同步被动轮7也通过平键同轴安装在钎尾套4上靠近一端的位置并用第一钎卡19封装，该同步被动轮7与同步主动轮11之间通过同步带传动，当同步主动轮11旋转时，通过同步带的连接，带动同步被动轮7进行旋转，又因同步被动轮7与钎尾套4的装配关系，在同步被动轮7旋转的同时，钎尾套4也一同旋转，从而实现水压凿岩机的旋转。

该部分因其形成的腔室，该腔室的作用是对传动机构运作时进行噪音消除。

所述缓冲装置包括一端为封闭的蓄能器32，蓄能器32与冲击壳体21的一端同轴装配。

所述冲击壳体21内靠近蓄能器32的位置设置有导流套33，且该导流套33与蓄能器32内部靠近冲击壳体21的位置通过螺纹连接，并且蓄能器32内靠近导流套33的位置开设有环形结构的凹槽41。

所述导流套33内同轴装配有可以往复移动的单向阀芯28，单向阀芯28与导流套33之间靠近导流套33一端的位置同轴装配有可以往复移动的单向阀芯套30，单向阀芯套30用于限制单向阀芯28的运动方向。

所述蓄能器32内靠近导流套33的位置安装有与单向阀芯28配合使用的且截面为半圆形结构的皮囊42。

所述皮囊42的外圆上靠近导流套33的位置设置有与凹槽41配合使用的环形结构的凸台43，导流套33与蓄能器32旋接时将凸台43压紧在凹槽41内，进而实现将皮囊42进行固定。

所述蓄能器32与皮囊42之间设置有蓄能室40，且蓄能器32的一侧设有与蓄能室40相通的蓄能器进气口44，蓄能室40通过蓄能器进气口44充入20MPa的惰性气体，使皮囊42被压缩。

所述皮囊42与导流套33之间设置有储水腔C，导流套33上开设有多个与储水腔C相通的导流套通水圆孔45，多个导流套通水圆孔45将储水腔C与导流套33和冲击壳体21之间形成的空腔连通。

所述导流套33内远离皮囊42的一端与单向阀芯套30远离皮囊42的一端之间设置有弹簧29，且该弹簧29套装在单向阀芯28的外圆周上，弹簧29可以推动单向阀芯套30复位，继而使单向阀阀芯2恢复初始位置。

所述导流套33采用Cr17Mn6Ni5N材料制造，这样可以使导流套33耐腐蚀、强度高、硬度高。

所述单向阀芯28上靠近储水腔C的一端螺接有能推动单向阀芯套30移动的且截面为梯形的锁紧母31，该锁紧母31在皮囊42的推动下与单向阀芯套30接触，并推动单向阀芯套30压缩弹簧29。

所述冲击壳体21的一侧安装有分配阀24，分配阀24上设置有分配阀进水口A、分配阀出水口K和辅助把手35。

所述分配阀24上设置有换向阀25，换向阀25的一端设置有压板36，蓄能器32上设置有把手34。

所述活塞9上与冲击壳体21内壁之间设置有阀芯27，阀芯27上与冲击壳体21内壁之间设置有阀芯导向套26，阀芯27上与冲击壳体21内壁之间靠近阀芯导向套26一端的位置设置有固定套23。

所述外罩2与冲击壳体21通过前连接盘37连接，外罩2与钎尾套4之间设置有导套1。

所述钎杆38上设置有对其进行径向限制的钎卡39，冲击壳体21与活塞9之间靠近固定套23的位置设置有前套22。

所述活塞9与阀芯27之间沿活塞9的轴向依次设置有第一空腔F、第二空腔H、第三空腔G、第四空腔I、第五空腔E。

所述冲击壳体21与阀芯导向套26之间设置有第六空腔J，冲击壳体21与导流套33之间设置有第七空腔B。

使用时，纯水经过水站分两条路线：第一条通过分配阀进水口A进入分配阀24，经过换向阀25换向，使分配阀进水口A与第七空腔B接通并通过导流套33端面上均布的四个导流套通水圆孔45使第七空腔B与储水腔C相通，从而使单向阀芯28在水压作用下克服弹簧29的作用力使第七空腔B与第五空腔E导通，阀芯导向套26前移，从而实现活塞9的冲程动作；

当活塞9冲程到达一定距离时，第二空腔H与第一空腔F、第三空腔G相通，使第二空腔H受力面积增大，活塞9开始回程，回程时第二空腔H与第四空腔I相通，阀芯导向套26后移，第四空腔I通过阀芯导向套26内斜孔与第六空腔J相通，因换向阀25一直处于换向作业，使第六空腔J与分配阀出水口K相通，从而实现活塞9回程及纯水的回流。

第二条通过水压马达18的IN口，使水压马达18旋转工作，当马达旋转的同时带动一级主动轮15旋转，一级主动轮15旋转的同时带动与其相啮合的一级被动齿轮17，一级被动齿轮17转动带动同步主动轮11旋转；

当同步主动轮11旋转时，通过同步带的连接，带动同步被动轮7进行旋转，又因同步被动轮7与钎尾套4的装配关系，在同步被动轮7旋转的同时，钎尾套4也一同旋转，从而实现水压凿岩机的旋转，钎杆38安装在钎尾套4内，当钎尾套4在同步被动轮7带动旋转时，钎杆38也一起旋转，通过活塞9对钎杆38的冲击以及钎尾套4带动其旋转从而实现在岩石上凿岩作业。

本实用新型可直接使用自来水，实现了高压水与低压水的闭路循环，比气动凿岩机系统节能60%以上，比气动凿岩机系统噪音低，可降低20%以上的噪音，而且本实用新型转速稳定、平稳、可以缓和冲击和振动，本实用新型是一种节能、环境友好型凿岩机，其具有凿岩速度快、噪音低、无油雾污染、振动小、节能特点，其可替代现在大量使用的气动凿岩机，改善操作者的工作环境，降低能耗、保护操作者的身心健康，还可拓宽使用到小型液压钻车上，可取代我国液压凿岩机的部分进口，从而降低钻车的成本，推动钻车在矿山及隧道等工程建设中的应用。

Claims (16)

1.一种封闭式水压凿岩机，包括外罩（2），外罩（2）内设置有用于固定安装钎杆（38）的尾端以及活塞（9）的钎尾套（4），其特征在于：外罩（2）的外部固定安装有水压马达（18），该水压马达（18）通过三级传动装置驱动钎尾套（4）转动，外罩（2）的一端连接有冲击壳体（21），冲击壳体（21）内设置有防止活塞（9）出现空打的缓冲装置。

2.根据权利要求1所述的一种封闭式水压凿岩机，其特征在于：所述外罩（2）内设置有芯体（5），钎尾套（4）安装在芯体（5）内。

3.根据权利要求2所述的一种封闭式水压凿岩机，其特征在于：所述芯体（5）的前端与外罩（2）的罩体之间通过压盘（3）密封，该压盘（3）套装在钎尾套（4）的外部且与钎尾套（4）之间转动连接。

4.根据权利要求3所述的一种封闭式水压凿岩机，其特征在于：所述芯体（5）的后端与钎尾套（4）之间转动连接。

5.根据权利要求4所述的一种封闭式水压凿岩机，其特征在于：所述三级传动装置包括一级传动机构，该一级传动机构由固定安装在水压马达（18）动力输出轴上的一级主动轮（15）组成，该一级主动轮（15）设置在外罩（2）的外部并由一密闭的腔壳（16）进行密封。

6.根据权利要求5所述的一种封闭式水压凿岩机，其特征在于：所述三级传动装置还包括二级传动机构，该二级传动机构包括其中一端设置在外罩（2）、另一端设置在腔壳（16）内的中间轴（10），中间轴（10）位于外罩（2）内的一端外部安装有同步主动轮（11）、位于腔壳（16）内的一端安装有一级被动轮（17），该一级被动轮（17）与一级主动轮（15）相啮合。

7.根据权利要求6所述的一种封闭式水压凿岩机，其特征在于：所述中间轴（10）的两端分别与外罩（2）和腔壳（16）内的隔套（12）转动连接。

8.根据权利要求7所述的一种封闭式水压凿岩机，其特征在于：所述三级传动装置还包括三级传动机构，三级传动机构包括安装在钎尾套（4）上位于芯体（5）内部的同步被动轮（7），该同步被动轮（7）与同步主动轮（11）之间通过同步带传动。

9.根据权利要求8所述的一种封闭式水压凿岩机，其特征在于：所述缓冲装置包括一端为封闭的蓄能器（32），蓄能器（32）与冲击壳体（21）的一端同轴装配。

10.根据权利要求9所述的一种封闭式水压凿岩机，其特征在于：所述冲击壳体（21）内靠近蓄能器（32）的位置设置有导流套（33），且该导流套（33）与蓄能器（32）内部靠近冲击壳体（21）的位置通过螺纹连接，并且蓄能器（32）内靠近导流套（33）的位置开设有环形结构的凹槽（41）。

11.根据权利要求10所述的一种封闭式水压凿岩机，其特征在于：所述导流套（33）内同轴装配有可以往复移动的单向阀芯（28），单向阀芯（28）与导流套（33）之间靠近导流套（33）一端的位置同轴装配有可以往复移动的单向阀芯套（30）。

12.根据权利要求11所述的一种封闭式水压凿岩机，其特征在于：所述蓄能器（32）内靠近导流套（33）的位置安装有与单向阀芯（28）配合使用的且截面为半圆形结构的皮囊（42）。

13.根据权利要求12所述的一种封闭式水压凿岩机，其特征在于：所述皮囊（42）的外圆上靠近导流套（33）的位置设置有与凹槽（41）配合使用的环形结构的凸台（43）。

14.根据权利要求13所述的一种封闭式水压凿岩机，其特征在于：所述皮囊（42）与导流套（33）之间设置有储水腔（C），导流套（33）上开设有多个与储水腔（C）相通的导流套通水圆孔（45）。

15.根据权利要求14所述的一种封闭式水压凿岩机，其特征在于：所述导流套（33）内远离皮囊（42）的一端与单向阀芯套（30）远离皮囊（42）的一端之间设置有弹簧（29）。

16.根据权利要求15所述的一种封闭式水压凿岩机，其特征在于：所述单向阀芯（28）上靠近储水腔（C）的一端螺接有能推动单向阀芯套（30）移动的且截面为梯形的锁紧母（31）。