CN211038497U - 一种旋转冲击式锚杆钻机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种旋转冲击式锚杆钻机，其包括导轨以及可沿导轨左右滑动的安装座，所述安装座上设有钻杆，所述安装座上转动安装有花键套，花键套内安装有与其相配合的花键轴，钻杆的尾部伸入花键套并与花键轴固定连接，安装座上转动安装有相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，从动齿轮上侧设有与其固定连接的主动锥齿轮，花键套上安装有与主动锥齿轮相啮合的从动锥齿轮，主动齿轮上偏离圆心的部位铰装有偏心杆，偏心杆的另一端铰装往复撞击花键轴的冲击锤，安装座上安装有用于驱动主动齿轮转动的电机。该装置在钻杆在以旋转方式打锚杆孔时,使用冲击锤辅以冲击,使孔底岩石产生微观裂隙，从而解决岩土中出现的局部坚硬岩层影响钻机钻孔的问题。

Description

一种旋转冲击式锚杆钻机

技术领域

本实用新型涉及岩土施工领域，具体的说是一种旋转冲击式锚杆钻机。

背景技术

锚固钻机主要用于铁路、公路、水利、水电设施的滑波治理工程及危岩体锚固工程，控制建筑物位移等高边坡岩体锚固工程，还用于施工城市深基坑支护及地基加固工程孔、爆破工程的爆破孔和隧道管棚支护孔等。锚固钻机的主要结构时一个旋转的钻杆，钻杆安装在滑轨上并且可沿平移，此外钻机上还安装有可以推动钻杆在滑轨上移动的推送机构。

但在实际应用时发现,由于岩土结构的复杂性,岩土中长存在一些局部坚硬岩层，其硬度超过旋转式锚杆钻机的适应范围,致使旋转式锚杆钻机的使用受到限制,效率大大降低，这也是目前打锚杆孔遇到的难题；此外，钻机运转时产生的不平衡惯性力引起振动，转速经过共振区域时,还会发生时间较短的共振现象,对整个机械系统造成损害。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述问题提供一种能够应对岩土中突然出现的局部坚硬岩层，扩大钻石应用范围的旋转冲击式锚杆钻机。

为达到上述目的，本实用新型一种旋转冲击式锚杆钻机，包括导轨以及可沿导轨左右滑动的安装座，所述安装座上设有钻杆，其结构特点是，所述安装座上转动安装有花键套，花键套内安装有与其相配合并且可左右滑动的花键轴，钻杆的尾部伸入花键套并与花键轴固定连接，安装座上转动安装有相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，从动齿轮上侧设有与其固定连接的主动锥齿轮，花键套上安装有与主动锥齿轮相啮合的从动锥齿轮，主动齿轮上偏离圆心的部位铰装有偏心杆，偏心杆的另一端铰装有可随主动齿轮转动往复撞击花键轴的冲击锤，花键轴上套设有将钻杆向冲击锤方向推动的复位弹簧，安装座上安装有用于驱动主动齿轮转动的电机。

采用上述结构后，在原有钻机结构基础上,增加一个冲击机构，工作时复位弹簧推动钻杆向冲击锤方向移动，主动齿轮带动冲击锤左右往复运动，当冲击锤运动到左端时撞击到花键轴上，从而使钻杆在仍以旋转方式打锚杆孔时,可以辅以冲击,在旋转钻孔时向前冲击破岩,使孔底岩石产生微观裂隙，以使旋转钻孔更为有效，从而有效地解决岩土中突然出现的局部坚硬岩层影响钻机钻孔困难的问题。

关于复位弹簧的具体结构，花键套远离冲击锤的一端设有缩口，复位弹簧位于花键套内且一端顶靠在缩口上、另一端顶靠在花键轴上，采用上述结构后，复位弹簧给予钻杆向冲击锤方向移动的力，可在冲击锤撞击花键轴时予以缓冲，从而实现钻杆对岩石的撞击。

关于滑动轴承的安装结构，安装座上安装有滑动轴承，花键套转动安装在滑动轴承内。

为例确定冲击锤的移动方向，安装座上固装有套设在冲击锤外部的导向套，导向套与花键套同轴心，采用上述结构后，可以保证冲击锤始终是朝向或远离花键轴方向移动的，从而确定冲击锤的冲击部位。

为了缓冲钻杆旋转不平衡惯性力以及冲击机构工作时产生的振动，安装座下方设有与其间隔设置的底座，底座的下侧固设有与导轨相配合的滑块，安装座的下端设有穿过底座并且可相对底座上下滑动的主轴，主轴上设有位于底座上方的主轴挡板，主轴上套设有一端顶靠在主轴挡板上、另一端顶靠在底座上的纵向弹簧，采用上述结构后，可缓解钻杆旋转不平衡惯性力以及冲击机构工作时产生的振动，避免振动传递到钻机承载设备上，损坏设备仪器。

为了避免安装座上设备随纵向弹簧产生上下窜动，底座的两侧设有导向杆，导向杆的上端穿过安装座并且可相对安装座上下滑动，主轴挡板的侧部转动安装有连杆，连杆可围绕其铰接点上下摆动，连杆的另一端转动安装有横轴，连杆还可围绕其与横轴的铰接点上下摆动，横轴的另一端穿过导向杆并且可相对导向杆左右滑动，横轴上设有横轴挡板，横轴挡板位于主轴和导向杆之间的部位，横轴上套设有一端顶靠在横轴挡板上、另一端顶靠在导向杆上的横向弹簧，采用上述结构后，横向弹簧对主轴实施横向拉伸，起到阻尼器的作用，避免安装座上设备随纵向弹簧产生上下窜动，进一步减小钻杆旋转不平衡惯性力以及冲击机构工作时产生的振动。

为了避免横轴穿出导向杆、导向杆出安装座，横轴穿过导向杆的一端的固设有横轴限位块，导向杆穿过安装座的一端固设有导向杆限位块，从而保证减震机构的稳定性。

对于一些振动振幅较大的场合，横轴围绕主轴挡板设有多个，连杆、横向弹簧、横轴挡板、限位块也设有多个且与横轴一一对应，采用上述结构后，通过多个横向弹簧拉伸作用，可减小钻杆和冲击机构工作时产生的振动，避免振动传递到钻机承载设备上，损坏设备仪器。

由于上述技术方案的运用，下面对本实用新型的优点效果进行具体分析。

本实用新型旋转冲击式锚杆钻机，在原有钻机结构基础上,增加一个冲击机构，工作时主动齿轮带动冲击锤左右往复运动，当冲击锤运动到左端时撞击到花键轴上，从而使钻杆在仍以旋转方式打锚杆孔时,可以辅以冲击,使孔底岩石产生微观裂隙，以使旋转钻孔更为有效，从而有效地解决岩土中突然出现的局部坚硬岩层影响钻机钻孔困难的问题；另外，在安装座上还安装有横向弹簧和纵向弹簧，可缓解钻杆旋转不平衡惯性力以及冲击机构工作时产生的振动，避免振动传递到钻机承载设备上，损坏设备仪器。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步详细的说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为冲击机构的结构示意图。

图3为钻杆动力传递过程的结构示意图。

图中：钻杆1、导轨2、安装座3、滑动轴承4、从动锥齿轮5、花键套6、导向套7、冲击锤8、偏心杆9、花键轴10、主动齿轮11、电机12、从动齿轮13、主动锥齿轮14、主轴15、横轴16、横向弹簧17、主轴挡板18、纵向弹簧19、连杆20、缩口21、复位弹簧22、导向杆23、底座24、横轴挡板25、限位块26、滑块27、导向杆限位块28。

具体实施方式

请参照附图1，本实用新型的一种旋转冲击式锚杆钻机，包括导轨2以及可沿导轨2左右滑动的安装座3，所述安装座3上设有钻杆1，所述安装座3上转动安装有花键套6，花键套6内安装有与其相配合并且可左右滑动的花键轴10，钻杆1的尾部伸入花键套6并与花键轴10固定连接，安装座3上转动安装有相互啮合的主动齿轮11和从动齿轮13，从动齿轮13上侧设有与其固定连接的主动锥齿轮14，花键套6上安装有与主动锥齿轮14相啮合的从动锥齿轮5，主动齿轮11上偏离圆心的部位铰装有偏心杆9，偏心杆9的另一端铰装有可随主动齿轮11转动往复撞击花键轴10的冲击锤8，花键轴10上套设有将钻杆1向冲击锤8方向推动的复位弹簧22，安装座3上安装有用于驱动主动齿轮11转动的电机12。

采用上述结构后，在原有钻机结构基础上,增加一个冲击机构，参照附图2，工作时复位弹簧22推动钻杆1向冲击锤8方向移动，主动齿轮11带动冲击锤8左右往复运动，当冲击锤8运动到左端时撞击到花键轴10上，从而使钻杆1在仍以旋转方式打锚杆孔时,可以辅以冲击,在旋转钻孔时向前冲击破岩,使孔底岩石产生微观裂隙，以使旋转钻孔更为有效，从而有效地解决岩土中突然出现的局部坚硬岩层影响钻机钻孔困难的问题。

关于复位弹簧22的具体结构，花键套6远离冲击锤8的一端设有缩口21，复位弹簧22位于花键套6内且一端顶靠在缩口21上、另一端顶靠在花键轴10上，采用上述结构后，复位弹簧22给予钻杆1向冲击锤8方向移动的力，可在冲击锤8撞击花键轴10时予以缓冲，从而实现钻杆1对岩石的撞击。

关于滑动轴承4的安装结构，安装座3上安装有滑动轴承4，花键套6转动安装在滑动轴承4内。

为例确定冲击锤8的移动方向，安装座3上固装有套设在冲击锤8外部的导向套7，导向套7与花键套6同轴心，采用上述结构后，可以保证冲击锤8始终是朝向或远离花键轴10方向移动的，从而确定冲击锤8的冲击部位。

为了缓冲钻杆1旋转不平衡惯性力以及冲击机构工作时产生的振动，安装座3下方设有与其间隔设置的底座24，底座24的下侧固设有与导轨2相配合的滑块27，安装座3的下端设有穿过底座24并且可相对底座24上下滑动的主轴15，主轴15上设有位于底座24上方的主轴挡板18，主轴15上套设有一端顶靠在主轴挡板18上、另一端顶靠在底座24上的纵向弹簧19，采用上述结构后，可缓解钻杆1旋转不平衡惯性力以及冲击机构工作时产生的振动，避免振动传递到钻机承载设备上，损坏设备仪器。

为了避免安装座3上设备随纵向弹簧19产生上下窜动，底座24的两侧设有导向杆23，导向杆23的上端穿过安装座3并且可相对安装座3上下滑动，主轴挡板18的侧部转动安装有连杆20，连杆20可围绕其铰接点上下摆动，连杆20的另一端转动安装有横轴16，连杆20还可围绕其与横轴16的铰接点上下摆动，横轴16的另一端穿过导向杆23并且可相对导向杆23左右滑动，横轴16上设有横轴挡板25，横轴挡板25位于主轴15和导向杆23之间的部位，横轴16上套设有一端顶靠在横轴挡板25上、另一端顶靠在导向杆23上的横向弹簧17，采用上述结构后，横向弹簧17对主轴15实施横向拉伸，起到阻尼器的作用，避免安装座3上设备随纵向弹簧19产生上下窜动，进一步减小钻杆1旋转不平衡惯性力以及冲击机构工作时产生的振动。

为了避免横轴16穿出导向杆23、导向杆23出安装座3，横轴16穿过导向杆23的一端的固设有横轴16限位块26，导向杆23穿过安装座3的一端固设有导向杆限位块28，从而保证减震机构的稳定性。

对于一些振动振幅较大的场合，横轴16围绕主轴挡板18设有多个，连杆20、横向弹簧17、横轴挡板25、限位块26也设有多个且与横轴16一一对应，采用上述结构后，通过多个横向弹簧17拉伸作用，可减小钻杆1和冲击机构工作时产生的振动，避免振动传递到钻机承载设备上，损坏设备仪器。

开始钻孔作业时，电机12带动主动齿轮11转动，主动齿轮11将动力传递给与其啮合的从动齿轮13，从动齿轮13带动与其同轴的主动锥齿轮14转动，主动锥齿轮14将动力传递给与其相啮合的从动锥齿轮5，从动锥齿轮5带动与其同轴固定花键套6转动，花键套6将动力传递给与其相啮合的花键轴10，花键轴10带动钻杆1旋转，从而使钻杆以旋转方式打锚杆孔；在此同时，主动齿轮11还带动偏心杆9旋转，由于偏心杆9的另一端是被固定在导向套7内，仅有水平方向一个自由度的冲击锤8，从而主动齿轮11的旋转带动冲击锤8左右往复运动，当冲击锤8运动到左端时撞击到花键轴10上，此时，钻杆1向前冲击破岩,然后复位弹簧22将钻杆1向后推动，再次受到冲击锤8的撞击，如此往复，使钻杆1在旋转钻孔时向前冲击破岩,使孔底岩石产生微观裂隙。

综上所述，本实用新型不限于上述具体实施方式。本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，可做若干的更改和修饰，所有这些变化均应落入本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种旋转冲击式锚杆钻机，包括导轨（2）以及可沿导轨（2）左右滑动的安装座（3），所述安装座（3）上设有钻杆（1），其特征是：所述安装座（3）上转动安装有花键套（6），花键套（6）内安装有与其相配合并且可左右滑动的花键轴（10），钻杆（1）的尾部伸入花键套（6）并与花键轴（10）固定连接，安装座（3）上转动安装有相互啮合的主动齿轮（11）和从动齿轮（13），从动齿轮（13）上侧设有与其固定连接的主动锥齿轮（14），花键套（6）上安装有与主动锥齿轮（14）相啮合的从动锥齿轮（5），主动齿轮（11）上偏离圆心的部位铰装有偏心杆（9），偏心杆（9）的另一端铰装有可随主动齿轮（11）转动往复撞击花键轴（10）的冲击锤（8），花键轴（10）上套设有将钻杆（1）向冲击锤（8）方向推动的复位弹簧（22），安装座（3）上安装有用于驱动主动齿轮（11）转动的电机（12）。

2.根据权利要求1所述的旋转冲击式锚杆钻机，其特征是：所述花键套（6）远离冲击锤（8）的一端设有缩口（21），复位弹簧（22）位于花键套（6）内且一端顶靠在缩口（21）上、另一端顶靠在花键轴（10）上。

3.根据权利要求1所述的旋转冲击式锚杆钻机，其特征是：所述安装座（3）上安装有滑动轴承（4），花键套（6）转动安装在滑动轴承（4）内。

4.根据权利要求1所述的旋转冲击式锚杆钻机，其特征是：所述安装座（3）上固装有套设在冲击锤（8）外部的导向套（7），导向套（7）与花键套（6）同轴心。

5.根据权利要求1所述的旋转冲击式锚杆钻机，其特征是：所述安装座（3）下方设有与其间隔设置的底座（24），底座（24）的下侧固设有与导轨（2）相配合的滑块（27），安装座（3）的下端设有穿过底座（24）并且可相对底座（24）上下滑动的主轴（15），主轴（15）上设有位于底座（24）上方的主轴挡板（18），主轴（15）上套设有一端顶靠在主轴挡板（18）上、另一端顶靠在底座（24）上的纵向弹簧（19）。

6.根据权利要求5所述的旋转冲击式锚杆钻机，其特征是：所述底座（24）的两侧设有导向杆（23），导向杆（23）的上端穿过安装座（3）并且可相对安装座（3）上下滑动，主轴挡板（18）的侧部铰装有连杆（20），连杆（20）可围绕其铰接点上下摆动，连杆（20）的另一端转动安装有横轴（16），连杆（20）还可围绕其与横轴（16）的铰接点上下摆动，横轴（16）的另一端穿过导向杆（23）并且可相对导向杆（23）左右滑动，横轴（16）上设有横轴挡板（25），横轴挡板（25）位于主轴（15）和导向杆（23）之间的部位，横轴（16）上套设有一端顶靠在横轴挡板（25）上、另一端顶靠在导向杆（23）上的横向弹簧（17）。

7.根据权利要求6所述的旋转冲击式锚杆钻机，其特征是：所述横轴（16）穿过导向杆（23）的一端的固设有横轴限位块（26），导向杆（23）穿过安装座（3）的一端固设有导向杆限位块（28）。

8.根据权利要求7所述的旋转冲击式锚杆钻机，其特征是：所述横轴（16）围绕主轴挡板（18）设有多个，连杆（20）、横向弹簧（17）、横轴挡板（25）、限位块（26）也设有多个且与横轴（16）一一对应。

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