KR100317540B1 - Device for driving hammers of a drilling tool by using a crane - Google Patents
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Abstract
본 발명은 크레인을 이용한 천공기의 햄머구동장치에 관한 것으로, 크레인(1)에 의해 지면으로 부터 수직하게 세워지는 리더(2)의 안내로 상하 승강되는 유압 드라이브유니트(10)와;The present invention relates to a hammer driving device of a perforator using a crane, the hydraulic drive unit (10) which is lifted up and down by the guide of the leader (2) standing vertically from the ground by the crane (1);
이 유압 드라이브유니트(10)로 발생되는 유압 및 에어를 각각의 통로를 따라 굴삭작업부의 위치로 전달시키는 드라이브 로드(20)와;A drive rod 20 for transferring hydraulic pressure and air generated by the hydraulic drive unit 10 to the position of the excavating work portion along each passage;
이 드라이브 로드(20)의 단부에 연결된 홀더(31)내에 수개의 해머(32)들을 수용하고, 이 해머(32)들에 의해 타격작용하는 비트(33)들을 구비하고 있는 공구유니트(30)와;A tool unit 30 for receiving several hammers 32 in the holder 31 connected to the end of the drive rod 20 and having bits 33 striking by the hammers 32; ;
지면에서부터 상기 공구유니트(30)에 의해 굴삭되는 작업위치까지 통로를 형성하도록 삽입되는 케이스(40)로 구성된 것에 있어서;In the case consisting of a case (40) inserted to form a passage from the ground to the working position excavated by the tool unit (30);
상기 공구유니트(30)의 홀더(31)와 비트(33)가 각각 유압 드라이브유니트(10)와 비트구동수단(50)에 의해 각각 자전과 공전작용이 이루어 지도록 구성되는 것에 의해 공구유니트(30) 자체를 자전시킴과 아울러, 비트구동수단(50)에 의해 각 비트(33)들이 공전되는 것에 의해 파쇄효율이 상승되므로 전체 작업공사기간을 단축시킬 수 있다.The holder unit 31 and the bit 33 of the tool unit 30 are configured to rotate and revolve by the hydraulic drive unit 10 and the bit driving means 50, respectively. In addition to rotating itself, the crushing efficiency is increased by revolving each bit 33 by the bit driving means 50, so that the entire work construction period can be shortened.
또, 각 비트(33)들이 회전하면서 압벽이나 토벽을 파쇄하는 결과로 그 접촉면이 균일하여 공구의 수명을 연장시킬 수 있고, 큰 충격이나 진동의 발생없이도 천공작업이 이루어 지므로, 작업이 용이하고 주위 건축물이나 구조물의 훼손염려가미연에 방지되는 등의 매우 유용한 발명인 것이다.In addition, as the result of breaking the pressure wall or the earth wall as each bit 33 rotates, the contact surface is uniform, thereby extending the life of the tool, and the drilling operation is performed without the occurrence of a large impact or vibration. It is a very useful invention such as preventing damage to buildings or structures.
Description
본 발명은 크레인을 이용한 천공기의 햄머구동장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 천공효율을 높여 공사기간을 단축함과 아울러 에너지의 소모를 줄여 경제적인 이익을 줄 수 있도록 발명된 것이다.The present invention relates to a hammer driving device of a drilling machine using a crane, and more particularly, to increase the drilling efficiency and to shorten the construction period and to reduce the consumption of energy, thereby inventing economic benefits.
일반적으로 지중을 천공하는 천공기는 비트를 단지 회전시키는 방법(일명 오실레이터작업)과 볼커터를 회전함과 동시 가압력을 주도록 하는 방법(일명 R.C.D 작업)으로 구분된다.In general, the perforator for drilling the ground is divided into a method of simply rotating the bit (aka oscillator operation) and a method of rotating the ball cutter and applying a pressing force simultaneously (aka R.C.D work).
오실레이터작업방법은 통상 직경이 800-3000mm 사이의 케이싱을 유압척으로 물린상태에서 좌우 회전방향으로 설치된 실린더의 전후진 작동으로 흔들리며 천공하는 공법이다.Oscillator working method is a method of drilling and swinging by the forward and backward operation of a cylinder installed in the left-right rotation direction while the casing having a diameter of 800-3000mm is bitten by a hydraulic chuck.
또, R.C.D 작업방법은 단부에 볼컷터가 장착된 상태로 상하 수직방향으로 실린더가 가압한 상태에서 드라이브로 볼컷터를 회전시켜 천공하는 공법이다.In addition, the R.C.D working method is a method of drilling by rotating the ball cutter with a drive while the cylinder is pressurized in the vertical direction with the ball cutter mounted at the end.
이와같이 종래 이용되고 있는 공법중, 상기 오실레이터작업방법은 작업장의 토지조건이 흙으로만 이루어져 있는 경우 천공하는데 별 이상이 없으나 암반이 지중에 나타날 경우에는 이 암을 케이스가 통과하지 못하므로 항타기와 같은 별도의 장비에 의해 큰 해머를 낙하시켜 파괴시키는 공정이 수반되어야 한다.As described above, the oscillator working method has no problem in drilling when the land condition of the workplace is composed of soil only. However, when the rock appears in the ground, the case does not pass through the arm. It must be accompanied by a process of dropping and destroying a large hammer by the equipment.
그리고, 암반이 파쇠된 다음 케이스로 작업공구를 교체, 삽입해야 하는 등, 번거롭고 많은 공사기일이 소요되는 문제점이 있었다.In addition, there is a problem that it takes a lot of cumbersome construction time, such as replacement of the work tool into the case after the rock is broken.
또, 항타기에 의해 해머를 타격할 때 발생되는 소음과 충격으로 인해 인근 건물 및 구조물의 피해문제가 발생되기도 한다.In addition, noise and impact generated when hitting a hammer by a cruiser may cause damage to nearby buildings and structures.
한편, R.C.D 작업방법은 오실레이터작업방법에 비하여 현저히 진보된 천공 효과를 가지고 있으나, 대형홀더에 수개의 해머에 각각 비트가 부착된 상태로 비트는 회전되지 않고 고정되어 홀더가 그 중심축을 중심으로 비트가 회전하도록 설계되어 있다.On the other hand, the RCD method has a significantly more advanced punching effect than the oscillator method, but the bit is fixed without rotating, with the bit attached to several hammers in the large holder. It is designed to rotate.
따라서, 비트가 암반이나 흙과 접하는 부위가 항상 가장 외측부위만 접촉되므로 그 접촉부위에서 집중적으로 마모되는 현상이 발생되므로 쉽게 단시간 사용에도 불구하고 새 공구로 교체해야 할 뿐만 아니라, 굴착도중 비트의 목부분이 자주 파손되는 등의 단점이 있다.Therefore, the part where the bit is in contact with the rock or soil is always in contact with only the outermost part, so intensive wear occurs at the contact part. Therefore, the bit must be replaced with a new tool despite the short time of use. There are disadvantages such as frequent breakage.
그리고, 그 구동동력으로 압축된 에어를 이용하게 되는데, 구동효율에 비하여 에어소모량이 막대하여 운전비의 부담이 매우 커 비경제적인 폐단이 있었던 것이다.Then, the compressed air is used as the driving power, and the air consumption is enormous compared to the driving efficiency.
본 발명의 목적은 특히 암반의 파쇄효율이 높아 작업 공사기간과 운전비를 줄여 경제적인 이익을 줄 수 있도록 한 천공기의 햄머구동장치를 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide a hammer driving device of a perforator, which can provide economic benefits by reducing the work construction period and operating costs, in particular, the high crushing efficiency of the rock.
본 발명의 다른 목적은 공구의 수명이 연장될 수 있어 신뢰성과 상품성이 향상되도록 한 천공기의 햄머구동장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a hammer driving device of a perforator which can extend the life of the tool to improve the reliability and marketability.
도 1은 본 발명이 크레인에 장착된 상태로 작업되는 천공 장치를 도시한 정면도1 is a front view showing a drilling device in which the present invention is working with the crane mounted
도 2는 본 발명의 공구유니트를 일부 절결하여 확대도시한 단면도Figure 2 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the tool unit of the present invention
도 3은 공구유니트의 동력전달계통을 도시한 평면도3 is a plan view showing a power transmission system of a tool unit;
도 4는 비트구동수단에 의해 비트가 회전과 햄머에 의한 수직진동운동이 가능하도록 된 구조를 확대도시한 단면도Figure 4 is an enlarged cross-sectional view showing a structure in which the bit is rotated and the vertical vibration movement by the hammer by the bit driving means
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings
1 - 크레인 2 - 리더1-Crane 2-Leader
10 - 유압 드라이브유니트 20 - 드라이브로드10-Hydraulic Drive Unit 20-Drive Rod
30 - 공구유니트 31 - 홀더30-tool unit 31-holder
32 - 해머 33 - 비트32-Hammer 33-Beat
40 - 케이스 50 - 비트구동수단40-Case 50-Bit Drive
51 - 유압모터 52 - 체인51-Hydraulic Motor 52-Chain
53 - 스프라켓 54 - 스플라인기어53-Sprockets 54-Spline Gears
이러한 본 발명의 목적은 크레인(1)에 의해 지면으로 부터 수직하게 세워지는 리더(2)의 안내로 상하 승강되는 유압 드라이브유니트(10)와;The object of the present invention is a hydraulic drive unit (10) which is lifted up and down by the guide of the leader (2) standing vertically from the ground by the crane (1);
이 유압 드라이브유니트(10)로 발생되는 유압 및 에어를 각각의 통로를 따라 굴삭작업부의 위치로 전달시키는 드라이브 로드(20)와;A drive rod 20 for transferring hydraulic pressure and air generated by the hydraulic drive unit 10 to the position of the excavating work portion along each passage;
이 드라이브 로드(20)의 단부에 연결된 홀더(31)내에 수개의 해머(32)들을 수용하고, 이 해머(32)들에 의해 타격작용하는 비트(33)들을 구비하고 있는 공구유니트(30)와;A tool unit 30 for receiving several hammers 32 in the holder 31 connected to the end of the drive rod 20 and having bits 33 striking by the hammers 32; ;
지면에서부터 상기 공구유니트(30)에 의해 굴삭되는 작업위치까지 통로를 형성하도록 삽입되는 케이스(40)로 구성된 것에 있어서;In the case consisting of a case (40) inserted to form a passage from the ground to the working position excavated by the tool unit (30);
상기 공구유니트(30)의 홀더(31)와 비트(33)가 각각 유압 드라이브유니트(10)와 비트구동수단(50)에 의해 각각 자전과 공전작용이 이루어 지도록 구성되는 것에 의해 달성된다.The holder 31 and the bit 33 of the tool unit 30 are achieved by means of the hydraulic drive unit 10 and the bit driving means 50 respectively configured to rotate and revolve.
따라서, 공구유니트(30)의 자체가 회전됨과 아울러 각각의 비트(33)들이 마치 자전과 공전역할과 같이 회전되므로 특히 암반의 파쇄효율이 높아져 공사기간을 단축함과 아울러, 진동에 의한 주위건축물등의 피해를 미연에 방지할 수 있다.Therefore, since the tool unit 30 itself is rotated and each bit 33 is rotated as if it is rotating and revolving, the rock crushing efficiency of the rock is increased, thereby shortening the construction period and surrounding buildings due to vibration. Can prevent damage in advance.
또, 비트(33)가 자체회전하므로 그 마모부분이 균일하므로 공구의 수명이 연장되고, 동력으로써 유압을 사용하게 되어 운전비를 줄여 경제적인 이익을 주는 것이다.In addition, since the bit 33 rotates itself, the wear part is uniform, so that the life of the tool is extended, and hydraulic pressure is used as the power, thereby reducing the operating cost and providing economic benefits.
이하 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 천공작업이 크레인(1)에 장착된 상태로 지면에 수직하게 세워져 작업되는 과정을 전체 장치로 도시하고 있다.Figure 1 shows a process in which the drilling operation of the present invention is mounted vertically to the ground in the state mounted on the crane 1 as a whole apparatus.
도 2는 본 발명의 공구유니트(30)가 비트구동수단(50)에 의해 각각 동력전달되는 상태를 일부 절결하여 단면도로 확대 도시하고, 도 3은 비트(33)의 동력전달계통을 평면도로 계략 도시하고 있다.FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the tool unit 30 according to the present invention, in which a state in which power is transmitted by the bit driving means 50 is partially cut, and FIG. 3 schematically illustrates the power transmission system of the bit 33 in a plan view. It is shown.
도 4는 비트구동수단(50)에 의해 비트(33)가 회전과 해머(32)에 의한 수직진동운동이 동시 가능하도록 설치된 구조를 단면도로 확대도시하고 있다.FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the structure in which the bit 33 is installed by the bit driving means 50 so that the rotation of the bit 33 and the vertical vibration movement by the hammer 32 are simultaneously performed.
본 발명은 도 1에서 도시한 바와같이 크레인(1)에 의해 지면으로 부터 수직하게 리더(2)를 세워지게 한 상태에서 지중에서 공구유니트(30)의 회전과 타격으로 천공작업이 이루어 진다.In the present invention, as shown in Figure 1 by the crane (1) by the leader (2) perpendicular to the ground from the ground in the state of the tool unit 30 in the ground and the punching operation is made.
수직하게 세워진 리더(2)는 드라이브유니트(10)가 도시하지 않은 가이더의 안내로 공구유니트(30)의 작업진행에 따라 상하 승강되도록 가이드하게 되며, 공구유니트(30)와 유압 드라이브유니트(10) 사이에는 드라이브로드(20)가 연결되어 있다.The vertically mounted leader 2 guides the drive unit 10 to move up and down according to the progress of the work of the tool unit 30 by the guide of the guider (not shown), and the tool unit 30 and the hydraulic drive unit 10. The drive rod 20 is connected between them.
드라이브로드(20)는 유압 드라이브유니트(10)로 발생되는 유압이나 기타 파워팩에서부터 발생되는 에어압을 공구유니트(30)까지 전달되도록 하는 전달부재로써, 내부에는 각각 도시하지 않은 유압통로와 에어통로 및 굴삭작업에 의해 발생된 흙을 배토시키기 위한 배토용 통로가 각각 축방향으로 길게 형성되어 있다.The drive rod 20 is a transmission member that transmits the air pressure generated from the hydraulic pressure or other power pack generated by the hydraulic drive unit 10 to the tool unit 30, and a hydraulic passage and an air passage not shown therein, respectively. Disposal passages for discharging soil generated by excavation work are formed long in the axial direction, respectively.
그리고, 천공작업의 길이에 따라 그 길이를 연장할 수 있도록 단위길이로 다수개가 프랜지식으로 연결되도록 구성된다.And, it is configured to connect a plurality of flanges in unit length so as to extend the length according to the length of the drilling operation.
상기 공구유니트(30)는 드라이브 로드(20)의 단부에 연결되된 원통형의 홀더(31)내에 해머(32)들과 비트(33)를 구비하여 암반이나 흙과 직접 접촉한 상태로 회전하는 것에 의해 파쇄하는 파쇄용 공구이다.The tool unit 30 is provided with hammers 32 and bits 33 in a cylindrical holder 31 connected to an end of the drive rod 20 to rotate in direct contact with a rock or soil. It is a shredding tool for shredding.
그리고, 이 공구유니트(30)가 천공되는 위치까지는 지면으로부터 속이 빈 원통형의 케이스(40)가 삽입되어 천공된 중간위치에서 흙이 무너지는 것을 방지함과 아울러, 배토작업이 원활하게 이루어 지도록 하는 바, 이는 종래와 동일하다.In addition, a hollow cylindrical case 40 is inserted from the ground to the position where the tool unit 30 is drilled to prevent soil from collapsing at the intermediate position of the punched bar, and to facilitate the topdressing work. This is the same as in the prior art.
본 발명에서 가장 중요한 구성상의 특징은 상기 공구유니트(30)가 자체적으로 회전함과 동시에 각각의 비트(33)들이 별도로 회전하는 자전과 공전작업이 이루어 지도록 하여 그 파쇄효과를 증대시킬 수 있도록 하는데 있다.The most important feature of the present invention is that the tool unit 30 rotates on its own and at the same time, each of the bits 33 rotates and rotates separately, thereby increasing the crushing effect. .
즉, 공구유니트(30)는 드라이브로드(20)와 연결된 최 상단의 유압 드라이브유니트(10)의 회전작용에 의해 드라이브로드(20)를 통해 자체 회전(이하 자전이라 함)하게 된다.That is, the tool unit 30 is itself rotated through the drive rod 20 (hereinafter referred to as rotating) by the rotation of the hydraulic drive unit 10 of the uppermost connected to the drive rod 20.
그리고, 이 공구유니트(30)의 몸체기능을 수행하는 속이 빈 홀더(31)의 단부에 노출된 비트(33)는 비트구동수단(50)에 의해 비트(33)가 홀더(31)와 무관하게 자체회전(이하 공전이라 함)한다.In addition, the bit 33 exposed at the end of the hollow holder 31 which performs the body function of the tool unit 30 has the bit 33 by the bit driving means 50 irrespective of the holder 31. Self-rotating (hereinafter referred to as idle).
이 비트구동수단(50)은 도 2 내지 도 4에서 도시한 바와같이 속이 빈 홀더(31)에 수개의 해머(32)들이 축방향으로 세워 설치되고, 이 해머(32)의 각 단부에는 비트(33)들이 위치되어 있다.As shown in Figs. 2 to 4, the bit driving means 50 is provided with several hammers 32 standing up in the hollow holder 31 in the axial direction, and at each end of the hammer 32 a bit ( 33) are located.
해머(32)는 유압의 동력으로 수직방향 진동력을 발생하는 것으로 축방향으로설치된 비트(33)들에 수직진동력을 전달하게 된다.The hammer 32 generates the vertical vibration force by the power of hydraulic pressure, and transmits the vertical vibration force to the bits 33 installed in the axial direction.
비트(33)들은 베어링(56)에 의해 홀더(31)로 부터 회전 자유로운 스프라켓(53)들과 암수구조의 스플라인기어(54)로 치차결합되어 있다.The bits 33 are gear-coupled to the sprockets 53 which are rotatable from the holder 31 by the bearings 56 and the male and female spline gears 54.
따라서, 해머(32)의 진동력에 의해 축방향으로 수직 진동됨과 아울러 유압모터(51)의 회전력을 전달하는 체인(52)에 의해 스프라켓(53)이 구동될 때 스플라인기어(54)로 결합된 비트(33)가 자체 회전(공전)될 수가 있는 것이다.Therefore, the sprocket 53 is coupled to the spline gear 54 when the sprocket 53 is driven by the chain 52 which vertically vibrates in the axial direction by the vibration force of the hammer 32 and transmits the rotational force of the hydraulic motor 51. The bit 33 can be self-rotating (idle).
이 비트(33)들을 구동시키기 위한 유압모터(51)는 도 3에서와 같이 체인(52)에 의해 각각의 비트(33)들과 동시 회전될 수 있도록 체인치차결합되어 있으며 수곳에는 텐숀유지용 텐숀스프라켓(55)들이 설치되는 것이 좋다.The hydraulic motor 51 for driving the bits 33 is chain-coupled so as to be rotated simultaneously with the respective bits 33 by the chain 52 as shown in FIG. Tension sprockets 55 are preferably installed.
이때, 중앙에 위치된 비트(33)는 외부의 암벽면이나 토벽에 접촉되지 않게 되므로 회전될 필요가 없으므로 도 3에서 도시한 바와같이 공전을 위한 회전력전달이 이루어 지지 않토록 설계하는 것도 무방하다.At this time, since the bit 33 located in the center does not need to be rotated because it is not in contact with an external rock surface or soil wall, it is also possible to design such that rotation force transmission for idle is not achieved as shown in FIG. 3.
한편, 공구유니트(30) 자체의 자전방향과 비트(33)의 회전방향은 서로 역으로 구동되도록 동력회전방향을 설정하는 것이 압벽이나 토벽과의 파쇄 천공효과에 유리하다.On the other hand, the rotation direction of the tool unit 30 itself and the rotational direction of the bit 33 are preferably set in the power rotation direction so as to be driven in reverse with each other, it is advantageous to the fracture drilling effect with the pressure wall or soil wall.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 이와같이 유압 드라이브유니트(10)에 의해 드라이브로드(20)를 거쳐 공구유니트(30) 자체를 자전시킴과 아울러, 비트구동수단(50)에 의해 각 비트(33)들이 공전되는 것에 의해 파쇄효율이 상승되므로 전체 작업공사기간을 단축시킬 수 있다.According to the present invention as described above, while rotating the tool unit 30 itself via the drive rod 20 by the hydraulic drive unit 10 as described above, each bit 33 by the bit driving means 50 Since the crushing efficiency is increased by idle, the whole work construction period can be shortened.
또, 각 비트(33)들이 회전하면서 압벽이나 토벽을 파쇄하는 결과로 그 접촉면이 균일하여 공구의 수명을 연장시킬 수 있다.In addition, as a result of breaking the pressure wall or the earth wall as each bit 33 rotates, its contact surface is uniform, thereby extending the life of the tool.
그리고, 큰 충격이나 진동의 발생없이도 천공작업이 이루어 지므로, 작업이 용이하고 주위 건축물이나 구조물의 훼손염려가 미연에 방지되는 등의 매우 유용한 발명인 것이다.In addition, since the drilling operation is made without the occurrence of a large impact or vibration, it is a very useful invention, such as easy operation and preventing the damage of surrounding buildings or structures in advance.
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Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20041201 Year of fee payment: 4 |
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |