CN216767252U - 一种顶驱式凿岩机的冲击缸 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种顶驱式凿岩机的冲击缸，包括冲击缸体，所述冲击缸体的阀孔中活动安装有冲击活塞，所述冲击活塞的右侧设置有氮气弹簧，所述氮气弹簧能够顶推所述冲击活塞沿所述阀孔向左移动；所述冲击缸体中还设置有液压控制油路，所述液压控制油路能够驱动所述冲击活塞克服所述氮气弹簧的推力向右移动。所述冲击缸体与所述冲击活塞之间，位于所述液压控制油路的两侧均设置有密封结构。采用氮气弹簧作为冲击能量，液压控制油路作为回程能量的方式，实现冲击活塞左移正打和右移回程交替进行，这种结构相较于风动式结构，具有输出功率大、能量利用率高、润滑好，磨损小、噪音低的特点。

Description

一种顶驱式凿岩机的冲击缸

技术领域

本实用新型涉及凿岩机领域，尤其涉及一种顶驱式凿岩机的冲击缸。

背景技术

现工地上钻孔直径在¢48-62的凿岩机都采用风动式冲击缸结构，即采用压缩空气作为传动能量方式，由于压缩空气达到的压力较低，一般只有不到1MPa，为了可以击碎岩石，获得较大的冲击能量，活塞的压缩面积设计的非常大，这样造成耗气量大，能耗大；同时由于设备多，传输距离长，管路损失大，造成能量利用率只有18%左右，且噪音大，可达130分贝。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是现工地上凿岩机一般采用风动式冲击缸结构，具有活塞的压缩面积设计非常大、能耗大、噪音大等缺点，本实用新型提供了一种顶驱式凿岩机的冲击缸来解决上述问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种顶驱式凿岩机的冲击缸，包括冲击缸体，所述冲击缸体的阀孔中活动安装有冲击活塞，所述冲击缸体上，位于所述冲击活塞的右侧设置有氮气弹簧，所述氮气弹簧能够顶推所述冲击活塞沿所述阀孔向左移动；所述冲击缸体中还设置有液压控制油路，所述液压控制油路能够驱动所述冲击活塞克服所述氮气弹簧的推力向右移动；所述冲击缸体与所述冲击活塞之间，位于所述液压控制油路的两侧均设置有密封结构。

进一步地：所述液压控制油路包括第一油道和第二油道，所述冲击活塞的中部从左至右设置有沿周向凸起的第一密封台阶和第二密封台阶，所述第一密封台阶和第二密封台阶均与所述阀孔的孔壁密封设置，所述冲击活塞与所述阀孔的间隙中，位于所述第一密封台阶的左侧部分形成所述第一油道，位于所述第一密封台阶与所述第二密封台阶之间的部分形成所述第二油道；所述液压控制油路还包括从左至右依次设置在所述阀孔孔壁上的第一油槽、第二油槽和第三油槽，所述第一油槽、第二油槽和第三油槽均沿周向设置，所述第一油槽连接有第一油口，所述第二油槽连接有第二油口，所述第三油槽连接有第三油口；当所述冲击活塞移动到左位时，所述第二油槽通过所述第二油道与所述第三油槽相连通；当所述冲击活塞移动到右位时，所述第一油槽通过所述第一油道与所述第二油槽相连通。

进一步地：所述密封结构包括密封槽和润滑油槽，所述密封槽和润滑油槽均开设在所述阀孔的孔壁上，所述密封槽中安装有密封圈，所述密封圈与所述冲击活塞的外壁密封设置，所述密封槽的数量为二个，所述润滑油槽的数量为一个，所述润滑油槽设置在二个所述密封槽之间，所述冲击缸体中设置有与所述润滑油槽相连通的润滑油路。

进一步地：所述第一密封台阶的外壁上设有沿周向设置的环形槽，所述环形槽的数量为多个，多个所述环形槽沿轴向均布。

本实用新型的有益效果是，本实用新型一种顶驱式凿岩机的冲击缸采用氮气弹簧作为冲击能量，液压控制油路作为回程能量的方式，实现冲击活塞左移正打和右移回程交替进行，密封结构的设置能够避免液压控制油路中的液压油外泄。这种结构的冲击缸结构具有以下优点： 1、输出功率大，使得凿岩机的最高压力可达20MPa； 2、能量利用率高，可以达到35%以上； 3、润滑好，磨损小，寿命长； 4、噪音低，噪音不超过100分贝，从而改善劳动环境； 5、使得凿岩机钻孔速度快可达2m/min，而风动凿岩机打击速度只有15cm/min。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型一种顶驱式凿岩机的冲击缸的结构示意图；

图2是冲击活塞正打开始的结构示意图；

图3是冲击活塞正打结束的结构示意图；

图4是冲击活塞回程开始的结构示意图；

图5是冲击活塞回程结束的结构示意图；

图6是冲击活塞的结构示意图。

图中1、冲击缸体，2、冲击活塞，3、氮气弹簧，10、第一油道，11、第二油道，12、第一密封台阶，13、第二密封台阶，14、第一油槽，15、第二油槽，16、第三油槽，17、第一油口，18、第二油口，19、第三油口，20、密封槽，21、润滑油槽，22、润滑油路，30环形槽。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。相反，本实用新型的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本实用新型的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本实用新型的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

如图1所示，本实用新型提供了一种顶驱式凿岩机的冲击缸，包括冲击缸体1，所述冲击缸体1的阀孔中活动安装有冲击活塞2，所述冲击缸体1上，位于所述冲击活塞2的右侧设置有氮气弹簧3，所述氮气弹簧3能够顶推所述冲击活塞2沿所述阀孔向左移动；所述冲击缸体1中还设置有液压控制油路，所述液压控制油路能够驱动所述冲击活塞2克服所述氮气弹簧3的推力向右移动；所述冲击缸体1与所述冲击活塞2之间，位于所述液压控制油路的两侧均设置有密封结构。

本方案采用氮气弹簧3作为冲击能量，液压控制油路作为回程能量的方式，实现冲击活塞2左移正打和右移回程交替进行，密封结构的设置能够避免液压控制油路中的液压油外泄。这种结构的冲击缸结构具有以下优点：

1、输出功率大，使得凿岩机的最高压力可达20MPa；

2、能量利用率高，可以达到35%以上；

3、润滑好，磨损小，寿命长；

4、噪音低，噪音不超过100分贝，从而改善劳动环境；

5、使凿岩机钻孔速度快可达2m/min，而风动凿岩机打击速度只有15cm/min。

结合图2、图3、图4和图5所示，所述液压控制油路包括第一油道10和第二油道11，所述冲击活塞2的中部从左至右设置有沿周向凸起的第一密封台阶12和第二密封台阶13，所述第一密封台阶12和第二密封台阶13均与所述阀孔的孔壁密封设置，所述冲击活塞2与所述阀孔的间隙中，位于所述第一密封台阶12的左侧部分形成所述第一油道10，位于所述第一密封台阶12与所述第二密封台阶13之间的部分形成所述第二油道11；所述液压控制油路还包括从左至右依次设置在所述阀孔孔壁上的第一油槽14、第二油槽15和第三油槽16，所述第一油槽14、第二油槽15和第三油槽16均沿周向设置，所述第一油槽14连接有第一油口17，所述第二油槽15连接有第二油口18，所述第三油槽16连接有第三油口19；当所述冲击活塞2移动到最左端时，所述第二油槽15通过所述第二油道11与所述第三油槽16相连通；当所述冲击活塞2移动到最右端时，所述第一油槽14通过所述第一油道10与所述第二油槽15相连通。

冲击活塞2工作包括以下四个状态并在四个状态之间循环：

S1正打开始，此时冲击活塞2处于右位，氮气弹簧3的弹力达到最大值，第一油口17停止供油，活塞杆受到氮气弹簧3的作用向左移动，第一密封台阶12的左端压力面顶推第一油道10中的液压油从第一油口17排出液压油，第二密封台阶13的左端压力面顶推第二油道11中的液压油从第三油口19排出液压油；

S2正打结束，此时冲击活塞2处于左位，第二油槽15通过第二油道11与第三油槽16相连通；

S3回程开始，向第一油口17和第二油口18中供入液压油，液压油对第一密封台阶12的左端压力面和第二密封台阶13的左端压力面施加压力，压力克服氮气弹簧3的弹力，使得冲击活塞2向右运动；

S4回程结束，当冲击活塞2右移至右位时，停止向第一油口17和第二油口18供油，此时第一油槽14通过第一油道10与第二油槽15相连通，第一油道10中的液压油可以从第二油槽15排出，第一密封台阶12的左端压力面和第二密封台阶13的左端压力面受到向右的压力逐渐减小，不足以克服氮气弹簧3的弹力，从而进入S1阶段，如此循环进行正打和回程。

这种采用氮气弹簧3作为冲击能量，液压控制油路作为回程能量的方式，冲击速度达到8m/s，打击功达到60j以上，冲击频率50HZ，钻孔成形好，速度快；冲击活塞2采用两节密封台阶设计，工艺性好，可以充分保证活塞间隙，减少温度对产品性能的影响，增加能量的使用效率。

所述密封结构包括密封槽20和润滑油槽21，所述密封槽20和润滑油槽21均开设在所述阀孔的孔壁上，所述密封槽20中安装有密封圈，所述密封圈与所述冲击活塞2的外壁密封设置，所述密封槽20的数量为二个，所述润滑油槽21的数量为一个，所述润滑油槽21设置在二个所述密封槽20之间，所述冲击缸体1中设置有与所述润滑油槽21相连通的润滑油路22。通过润滑油路22向润滑油槽21内冲入润滑油，润滑油会填充入两侧的密封槽20内，从而润滑密封圈与冲击活塞2的接触面，提高密封结构的使用寿命。

结合图6所示，所述第一密封台阶12的外壁上设有沿周向设置的环形槽30，所述环形槽30的数量为多个，多个所述环形槽30沿轴向均布。由于第一密封台阶12与阀孔的孔壁是硬密封，通过设置若干道环形槽30，能够在环形槽30中储存部分油液，便于在冲击活塞2移动的过程中阀腔内壁与第一密封台阶12的外壁之间形成一层润滑油膜，降低冲击活塞2的外壁与阀孔摩擦的几率，提高使用寿命，同时具有均压的作用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (4)

1.一种顶驱式凿岩机的冲击缸，其特征在于：包括冲击缸体（1），所述冲击缸体（1）的阀孔中活动安装有冲击活塞（2），所述冲击缸体（1）上，位于所述冲击活塞（2）的右侧设置有氮气弹簧（3），所述氮气弹簧（3）能够顶推所述冲击活塞（2）沿所述阀孔向左移动；所述冲击缸体（1）中还设置有液压控制油路，所述液压控制油路能够驱动所述冲击活塞（2）克服所述氮气弹簧（3）的推力向右移动；所述冲击缸体（1）与所述冲击活塞（2）之间，位于所述液压控制油路的两侧均设置有密封结构。

2.如权利要求1所述的一种顶驱式凿岩机的冲击缸，其特征在于：所述液压控制油路包括第一油道（10）和第二油道（11），所述冲击活塞（2）的中部从左至右设置有沿周向凸起的第一密封台阶（12）和第二密封台阶（13），所述第一密封台阶（12）和第二密封台阶（13）均与所述阀孔的孔壁密封设置，所述冲击活塞（2）与所述阀孔的间隙中，位于所述第一密封台阶（12）的左侧部分形成所述第一油道（10），位于所述第一密封台阶（12）与所述第二密封台阶（13）之间的部分形成所述第二油道（11）；

所述液压控制油路还包括从左至右依次设置在所述阀孔孔壁上的第一油槽（14）、第二油槽（15）和第三油槽（16），所述第一油槽（14）、第二油槽（15）和第三油槽（16）均沿周向设置，所述第一油槽（14）连接有第一油口（17），所述第二油槽（15）连接有第二油口（18），所述第三油槽（16）连接有第三油口（19）；

当所述冲击活塞（2）移动到左位时，所述第二油槽（15）通过所述第二油道（11）与所述第三油槽（16）相连通；当所述冲击活塞（2）移动到右位时，所述第一油槽（14）通过所述第一油道（10）与所述第二油槽（15）相连通。

3.如权利要求1所述的一种顶驱式凿岩机的冲击缸，其特征在于： 所述密封结构包括密封槽（20）和润滑油槽（21），所述密封槽（20）和润滑油槽（21）均开设在所述阀孔的孔壁上，所述密封槽（20）中安装有密封圈，所述密封圈与所述冲击活塞（2）的外壁密封设置，所述密封槽（20）的数量为二个，所述润滑油槽（21）的数量为一个，所述润滑油槽（21）设置在二个所述密封槽（20）之间，所述冲击缸体（1）中设置有与所述润滑油槽（21）相连通的润滑油路（22）。

4.如权利要求2所述的一种顶驱式凿岩机的冲击缸，其特征在于：所述第一密封台阶（12）的外壁上设有沿周向设置的环形槽（30），所述环形槽（30）的数量为多个，多个所述环形槽（30）沿轴向均布。

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