CN2263198Y

CN2263198Y - 一种液压凿岩机转钎机构

Info

Publication number: CN2263198Y
Application number: CN 96207782
Authority: CN
Inventors: 陈光楚
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-04-12
Filing date: 1996-04-12
Publication date: 1997-09-24
Anticipated expiration: 2006-04-12

Abstract

一种液压凿岩机转钎机构，属于一种液力执行机构；为了解决已有的此类机构传动系统结构复杂、外形尺寸大、震动大、效率低的问题，它把钢球液压马达与整个转钎机构设计成一体，内设多个缓冲减震液压垫；各液压垫的组合密封装置都依靠其前后的接触件实行轴向压紧；转子与钎尾花键套轴之间采用钢球连接；主要用于凿岩机转钎凿岩。

Description

一种液压凿岩机转钎机构

本实用新型是一种液压凿岩机的转钎机构，它属于一种液力执行机构。

液压凿岩机按转钎方式可分为内回转和外回转两种。内回转转钎机构如湘潭风动工具厂生产的YYT-30液压凿岩机，它是由带螺旋的活塞、螺旋母、棘轮、棘爪等组成，通过活塞的往复运动和棘轮与棘爪的作用产生固定周期的转矩，然后带动钎具间断性转动。它的特点是结构紧凑，防卡钎性能好。但由于其转角固定，破碎岩石的适应性较差，凿岩速度低，回转部件易磨损，寿命低，效率低。

目前国内外生产的液压凿岩机大部分采用外回转机构，较先进的有瑞典、法国、芬兰等国的产品。其中外回转机构又可根据所采用的液压马达类型的不同，可分为外啮合齿轮马达和摆线马达传动。这两种都是借助标准的液压元件，通过齿轮和减速器带动钎具转动，其中大部分产品的齿轮两端都是采用面对面安装的滚针压力轴承。(参阅《机械零件设计手册》续篇，机械工业出版社)

图1是芬兰产的HH50液压凿岩机转钎传动原理图(参见HH50液压凿岩机产品说明书)。其转钎机构主要由主动齿轮2、被动齿轮3、联杆4、摆线马达5组成。其核心为摆线马达。工作过程为：安装在机尾的摆线液压马达转动，通过经过机身的联轴器联杆4，带动机头体中的主动齿轮2转动，主动齿轮2带动被动齿轮转动，最后带动钎具作回转运动。

图2是长沙矿冶院的YYG-80转钎机构传动原理图(参见YYG-80产品说明书)。其转钎装置主要由主动齿轮2、被动齿轮3、联杆4和齿轮马达6等组成，其核心为齿轮马达。工作过程为：机头体上的齿轮马达6转动，通过联杆4带动主动齿轮2，主动齿轮2带动被动齿轮3转动。

以上外回转机构的特点是：(1)能满足凿岩机转钎功能要求；(2)借助可调的液压系统，钎具转速(转角)可调，对不同岩石钻进的适应性好。但也存在一些问题：(1)传动系统结构复杂，制造和维护性能差。(2)摆线液压马达和齿轮马达均为高速马达，而钎具转速低，减速传动能量损失大，马达效率低。(3)机头或机尾外型尺寸大，对凿岩机使用性能(如光面爆破，3‰坡度等)影响较大。(4)无缓冲减震机构，震动很大，各部件易磨损，联杆和联轴器易拧断，轴承及液压马达易被震坏，影响使用寿命。

本实用新型针对现有技术中的问题，研制出了一种采用直接驱动方式且设置了前后多个缓冲减震液压垫的外回转转钎机构。

本实用新型由主动旋转机构(钢球液压马达)、被动旋转机构及缓冲机构组成，三者紧密地设计成一个整体，它们包括壳体I1、壳体II2、壳体III3、端盖I4、端盖II5、定子I6、定子II7、转子8、钢球9、钢球滑套10、前轴承11、后轴承12、连接套13、水套14、钎尾花键套轴15、钎尾16、钢球键17、圆环键18及密封组件19。其中三个壳体、两个定子、钢球、钢球滑套、转子和密封组件组成主动旋转机构。它的设计是以钢球液压马达原理作为基础的。壳体I内孔为等加速——余弦修正曲面，升程2mm～5mm，曲面数量6段，对称均布。转子与壳体I对应的部分圆周均匀分布10个与钢球滑套配合的孔，这10孔间隔分别与两个配油槽以工艺孔连通。两个配油槽分别与两个油口相通。输入压力油时，压力钢球在同一方向获得一个相同大小的分力，它们的合力可带动转子旋转，油液从另5个工艺油道经另一油口回油。输入反方向的压力油，可实现转子反转。(参看有关钢球液压马达原理资料)

被动旋转机构主要零件有钎尾16、钎尾花键套轴15、内圆环键18(两件)。钎尾最好能和钎尾花键套轴合二为一。但钎尾是易损件，需经常更换。为此可以把钎尾花键套轴头部内孔设计成对称的内花键，钎尾花键部分也设计成相应的外花键，圆环键尺寸与此外花键尺寸相同，只是长度比钎尾花键套轴的内花键长度与钎尾外花键长度之和稍大。在钎尾花键套轴的内花键后挖一内环槽，其真径比钎尾外花键外径稍大，宽度比外花键长度大0.05～0.1mm。钎尾往里装到底后旋转90°，之后把两片圆环键插入至钎尾花键套轴及钎尾的花键槽里，这样钎尾与钎尾花键套轴之间的配合不会产生任何相对运动，二者成为一个整体，但钎尾在折断或磨损后却可以很方便地更换。

由于钎尾及钎尾花键套轴受活塞的冲击力及岩石的反弹力作高频往复轴向运动，而这种轴向力是不宜传给转子的。因此它与转子之间的联接采用钢球联接，这样磨擦系数小。转子内花键槽可设计成与钢球大小相适应的断面为半圆型的槽。

钎尾花键套轴所受的轴向力将是较大的，往复频率也相当高，因此其前后希望各有一个有效而结构简单的缓冲装置。如图3，钎尾花键套轴套在前轴承11和后轴承12内，前轴承11及后轴承12分别套在端盖I4、端盖II5内。在前后轴承与钎尾花键套轴配合处分别设置了液压垫20和21。钎尾花键套轴上前后两个台阶进入对应的液压垫时，垫内的油液被困产生高压实现缓冲并把钎尾花键套轴反弹。这两个液压垫作为主要的缓冲装置，能起到很好的减震作用，并使钎尾前后反弹能力提高，对活塞的响应频率大大提高，液压凿岩机的工作效率也大大提高。此两液压垫的油液可采用钢球液压马达的内泄油或冲击器的回油油液。这些油液同时可润滑用以传递扭矩的钢球。

虽然转子与钎尾花键套轴之间用钢球联接，但后者所带给前者的往复轴向力仍是存在的，而且数值不小。这样对钢球液压马达的影响是很大的。为此在转子与两定子的配合处设置了如图1所示的液压垫22和23。当转子受轴向力产生轴向运动封闭转子上的环形槽时，液压垫内的油液被困，实现转子的前后缓冲和限位。

由于液压垫困油时必定形成高压，此高压油势必往外泄漏；而且液压垫设置的地方均有周向和轴向两个运动存在。为此设计了如图3所示的组合密封装置。O型密封圈套在唇型密封圈外圈上以密封无运动的外圈。O型密封圈可用标准橡胶O型圈，唇形密封圈采用含铜聚四氟乙烯材料车制或压制而成，所有的唇形密封圈均以唇对液压垫安装。各唇形密封圈在轴向都是有一定压紧度的。端盖I4、端盖II5、定子I6、定子II7、连接套13分别从轴向压紧相应的唇形密封圈。

本实用新型与现有技术相比有如下显著优点：(1)结构紧凑，体积小，减轻了整机重量，拓宽了使用范围。(2)由于不受标准液压马达的限制，其结构成一体，其内部结构就可以考虑得更周到。于是可以很方便地设置了四个液压垫，大大减小了整机的震动，保护了机件，提高了使用寿命。同时液压垫使钎尾对活塞的响应频率显著提高，凿岩效率也显著提高。

Claims

1、一种液压凿岩机转钎机构，它由液压驱动的旋转执行机构一液压马达、水套、钎尾花键套轴、钎尾、轴承、密封件等组成；其特征是：它以钢球液压马达原理为基础，把钢球液压马达与整个机构设计成一体；它由壳体I1、壳体II2、壳体III3、端盖I4、端盖II5、定子I6、定子II7、转子8、钢球9、钢球滑套10、前轴承11、后轴承12、连接套13、水套14、钎尾花键套轴15、钎尾16、钢球键17、1/4圆环健18及密封件19组成；其中壳体I1、壳体II2、壳体III3、端盖I4、端盖II5、定子I6、定子II7、转子8、钢球9、钢球滑套10及密封件组成了钢球液压马达；定子I6、定子II7分别紧套在壳体I1、壳体III3内，转子8套在定子II7内；钎尾16套在钎尾花键套轴15内，两个1/4圆环键18插在钎尾花键套轴及钎尾的花键槽内，钎尾与钎尾花键套轴的配合不产生任何相对运动，但不影响钎尾的顺利装拆；钎尾花键套轴在前轴承11及后轴承12内，前轴承11及后轴承12分别套在端盖I2、端盖II5内；各液压垫外的密封装置均为组合密封型式；水套14、端盖I4、端盖II5、定子I6、定子II7、连接套13分别从轴向压紧相应的密封装置；转子与钎尾花套轴之间采取键联接。

2、根据权利要求1所述的一种液压凿岩机转钎机构，其特征是：在转子8和定子I6、定子II7配合处分别设置了液压垫22和23。

3、根据权利要求1所述的一种液压凿岩机转钎机构，其特征是：钎尾的外花键部分是和钎尾花键套轴的内花键后的圆环槽相配合的，1/4圆环键同时插在花键套轴与钎尾的花键槽内。

4、根据权利要求1所述的一种液压凿岩机转钎机构，其特征是：在前轴承11、后轴承12和钎尾花键套轴15之间分别设置了两个液压垫20和21。

5、根据权利要求4所述的一种液压凿岩机转钎机构，其特征是：液压垫20和21采用液压马达的内泄油液或冲击器的回油油液。

6、根据权利要求1所述的一种液压凿岩机转钎机构，其特征是：水套14、端盖I4、端盖II5、定子I6、连接套13分别从轴向压紧相应的组合密封组件。

7、根据权利要求1所述的一种液压凿岩机转钎机构，其特征是：转子8与钎尾花键套轴之间采用的联接键为钢球。