KR100938939B1 - Drilling machine - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따르면, 굴삭장치는 지지를 위한 브라켓이 설치된 가이드레일과, 상기 가이드 레일을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되는 헤드 프레임과, 헤드 프레임에 회전 및 승강가능하게 설치되며 천공을 위한 로드가 연결되는 구동축과, 상기 헤드 프레임에 설치되어 상기 구동축을 회전시키기 위한 구동수단과, 상기 헤드 프레임에 설치되어 로드와 연결된 구동축을 수직 방향으로 진동시키기 위한 바이브레이터와, 상기 프레임에 설치되어 상기 서브 프레임에 대해 로드가 설치된 구동축을 굴삭방향으로 가압하여 바이브레이터의 진동이 로드에 전달되도록 하는 가압수단을 구비한다. According to the present invention, an excavating device includes a guide rail provided with a bracket for supporting, a head frame slidably installed along the guide rail, and a drive shaft rotatably installed in the head frame and connected to a rod for drilling. And a driving means installed on the head frame to rotate the drive shaft, a vibrator installed on the head frame to vibrate the drive shaft connected to the rod in a vertical direction, and a rod mounted on the frame. Pressing the installed drive shaft in the digging direction is provided with a pressing means for transmitting the vibration of the vibrator to the rod.
굴삭, 구동축, 바이브레이터 Excavation, Drive Shaft, Vibrator
Description
본 발명은 굴삭장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 진동을 발생시키기 위한 바이브레이터가 개선된 진동 굴삭드릴에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD The present invention relates to an excavation device, and more particularly, to a vibration excavation drill having an improved vibrator for generating vibration.
일반적으로 굴착장치는 타격과 드릴링에 의한 유압식 드리프터(Drifter:유압 드릴)방식과 드릴링의 작업에 의존하는 코어 드릴링 머신(Core drilling machine) 등이 있다.Excavators generally include a hydraulic drift (drill) method by hitting and drilling, and a core drilling machine depending on the work of drilling.
상기 유압 드릴(유압식 드리프터) 방식은 암반에 비트를 접촉시킨 상태에서 4000rpm 정도의 타격수와 드릴작업을 동시에 수행하므로 암반 천공작업의 작업생산 성은 우수하나 타격작업으로 인한 소음이 심하게 발생하여 야간작업, 주택가 및 도심에서의 작업 시 소음공해의 민원이 발생하는 문제가 있다. 상기 코어 드릴링 머신은 단순하게 비트를 고속으로 드릴링 하는 회전 작업에 의존하므로 천공속도가 느려서 작업성이 저하되고 또한 암반 및 지면의 천공 시 일정 깊이 이상은 불가능하여 천공 깊이가 제한적인 단점이 있다. The hydraulic drill (hydraulic drifter) method performs the impact of about 4000rpm and the drill work at the same time in contact with the rock bit, so the work productivity of rock drilling work is excellent, but the noise caused by the blow work severely produced the night work There is a problem of complaints about noise pollution when working in residential, residential and urban areas. Since the core drilling machine simply relies on the rotating operation of drilling the bit at a high speed, the drilling speed is slow and the workability is lowered, and the drilling depth is limited because the core drilling machine is not more than a predetermined depth when drilling the rock and ground.
한편, 특허등록 제 0067445호에는 공압 타격 식 굴삭장치가 개시되어 있다. 개시된 공압타격식 굴삭장치는 굴삭관과 이 굴삭관에 충격을 가하기 위한 공기 해머드릴과, 상기 굴삭관을 회전가능하게 지지하며 상기 굴삭관을 구성하는 관들과 연통되는 통로를 구비한 스위블 장치를 구비한다. On the other hand, Patent Registration No. 0067445 discloses a pneumatic impact type excavator. The disclosed pneumatic impact excavator is provided with an swivel device having an excavation pipe, an air hammer drill for impacting the excavation pipe, and a passage rotatably supporting the excavation pipe and communicating with the pipes forming the excavator pipe. do.
그리고 특허 공개 제 1997-0006696호에는 에어 해머 굴삭공법 및 장치가 개시되어 있으며, 특허 공개 제 2001-0077918호에는 굴삭장치가 개시되어 있다. Patent Publication No. 1997-0006696 discloses an air hammer excavation method and apparatus, and Patent Publication No. 2001-0077918 discloses an excavator.
개시된 굴삭장치들은 공기 햄머 또는 유압 액튜에이터에 의해 타격이 가하여지게 되므로 충격에 따른 진동과 소음의 발생이 심하다. Since the disclosed excavators are hit by an air hammer or a hydraulic actuator, vibration and noise are severely generated by the impact.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 상하방향으로 진동과 드릴링 작업을 동시에 수행하여 굴삭 작업효율을 향상시킬 수 있으며, 천공 깊이를 깊게 할 수 있는 진동 굴삭드릴을 제공함에 그 목적이 있다. The present invention is to solve the problems described above, it is possible to improve the excavation work efficiency by simultaneously performing the vibration and drilling work in the vertical direction, the object of the present invention to provide a vibration drilling drill that can deepen the depth of drilling have.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 진동 굴삭드릴은 Vibration excavation drill of the present invention for achieving the above object
지지를 위한 브라켓이 설치된 가이드레일과, 상기 가이드 레일을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되는 헤드 프레임과, 헤드 프레임에 회전 및 승강가능하게 설치되며 천공을 위한 로드가 연결되는 구동축과, 상기 헤드 프레임에 설치되어 상기 구동축을 회전시키기 위한 구동수단과, 상기 헤드 프레임에 설치되어 로드와 연결된 구동축을 수직 방향으로 진동시키기 위한 바이브레이터와, 상기 헤드 프레임에 설치되어 로드가 설치된 구동축을 굴삭방향으로 가압하여 바이브레이터의 진동이 로드에 전달되도록 하는 가압수단을 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다.A guide rail provided with a bracket for support, a head frame slidably installed along the guide rail, a drive shaft rotatably installed in the head frame and connected to a rod for drilling, and installed in the head frame. Driving means for rotating the drive shaft, a vibrator installed on the head frame to vibrate the drive shaft connected to the rod in a vertical direction, and a drive shaft installed on the head frame in which the rod is installed in the digging direction to vibrate the vibrator. It is characterized in that it is provided with a pressing means to be delivered to the rod.
본 발명에 있어서, 상기 가압수단은 상기 구동축과 동축 상으로 상기 헤드 프레임에 설치되는 실린더부와, 상기 실린더부에 회전가능하게 설치되며 상기 구동축의 단부에 설치되는 베어링 유니트와, 상기 실린더부에 설치되어 상기 베어링 유니트를 가압하는 피스톤과, 상기 실린더부에 유압을 공급하는 유압유 공급부를 구비한다. In the present invention, the pressing means is installed in the cylinder portion coaxially with the drive shaft, the cylinder unit is rotatably installed in the cylinder portion, the bearing unit is installed on the end of the drive shaft, and the cylinder portion And a piston for pressing the bearing unit and a hydraulic oil supply unit for supplying hydraulic pressure to the cylinder unit.
본 발명에 따른 진동 굴삭드릴은 구동축의 유동을 방지하고 구동축의 수직 및 수평방향으로의 지지력을 향상시켜 수평방향 또는 수직방향으로의 굴삭이 가능하며, 천공 시 발생되는 소음을 줄일 수 있다. 그리고 상기 구동축의 구동에 따른 내구성을 향상시켜 굴삭 깊이를 깊게 할 수 있다. The vibration excavation drill according to the present invention prevents the flow of the drive shaft and improves the support force in the vertical and horizontal directions of the drive shaft is possible to excavate in the horizontal or vertical direction, it is possible to reduce the noise generated during drilling. And it is possible to deepen the excavation depth by improving the durability according to the drive of the drive shaft.
본 발명의 진동 굴삭드릴은 바이브레이터로부터 발생되는 진동이 굴삭을 위한 로드에 감쇄되지 않고 전달될 수 있도록 하는 것으로, 그 일 실시예를 도 1 내지 도 3에 나타내 보였다. The vibration excavation drill of the present invention allows the vibration generated from the vibrator to be transmitted without being attenuated to the rod for excavation, and an embodiment thereof is illustrated in FIGS. 1 to 3.
도면을 참조하면, 진동 굴삭드릴(10)은 가이드 레일(11)과, 상기 가이드레일(11)의 일측에 설치되어 굴삭기의 붐에 설치되는 브라켓(12)과 상기 가이드 레일(11)를 따라 슬라아딩 가능하게 설치되는 헤드 유니트(20)를 구비한다. 상기 헤드 유니트(20)는 가이드 레일(11)에 슬라이딩 가능하게 설치되는 헤드 프레임(21)과, 헤드 프레임(21)에 회전 및 승강가능하게 설치되며 천공을 위한 로드가 연결되 는 구동축(22)과, 상기 헤드 프레임(21)에 설치되어 상기 구동축(22)을 회전시키기 위한 구동수단(30)과, 상기 헤드 프레임에 설치되어 로드와 연결된 구동축을 수직 방향으로 진동시키기 위한 바이브레이터(40)와, 상기 헤드 프레임(21)에 설치되어 상기 로드(100)가 설치된 구동축(22)을 굴삭방향으로 가압하여 바이브레이터(40)의 진동이 로드에 전달되도록 하는 가압수단(50)을 구비한다. 상기 브라켓(12)에는 굴삭기의 붐(미도시)에 가이드 레일(11)을 지지시키기 위한 것으로, 붐에 대하여 가이드레일(11)을 회전시키기 위한 스윙부(60)가 더 구비되고, 상기 가이드 레일(11)에는 상기 헤드 유니트(20)를 가이드 레일(11)을 따라 승강시키기 위한 승강수단(70)이 더 구비된다.Referring to the drawings, the
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 진동 굴삭드릴을 구성요소 별로 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Referring to the vibration drilling drill according to the present invention configured as described above in more detail for each component as follows.
상기 가이드레일(11)은 상기 헤드유니트(20)를 승강시키는 것으로, 상기 헤드 프레임(21)이 가이드 되는 레일부(11a)를 구비한다. 이 가이드 프레임은 단면 사각형상의 형강으로 이루어질 수 있다. The
상기 헤드 유니트(20)에 설치되는 바이브레이터(40)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 헤드 프레임(21)에 방진부재(41)들에 의해 현가되는 하우징(42)과, 상기 하우징(42)에 회전가능하게 설치되며 편심부(43a)(44a)를 가지는 한 쌍의 회전축(43)(44)과, 상기 회전축(43)(44)에 각각 설치되며 상호 치합되는 한 쌍의 기어(45)(46)와, 진동을 발생시키기 위하여 회전축(43)(44)을 회전시키는 구동부를 구비하는데, 이 구동부는 상기 일측의 회전축(43)에 설치되는 제1종동기 어(47)와, 상기 종동기어(47)와 치합되며 제 1유압모터(48)의 회전축에 설치되는 제1구동기어(49)를 포함한다. 여기에서 한 쌍의 회전축(43)(44)을 구동시키기 위한 구동부는 진동수를 증가시키기 위한 가속기를 더 구비할 수 있다. 상기 바이브레이터는 편심축 방식 또는 유압 피스톤 방식 등의 어떤 방식을 적용하여도 고속 고주파 방식이면 가능하다.As shown in FIGS. 2 and 3, the
상기 구동수단(30)은 상기 바이브레이터(40)의 하우징(42)에 설치된 실린더부(51)에 슬라이딩 및 회전가능하게 지지된 구동축(22)을 정역회전 시키는 것으로, 상기 실린더부(51)에 설치되며 구동축(22)이 이를 관통하도록 설치되는 케이싱(32)과, 상기 케이싱(32)의 내부에 설치되며 상기 구동축(22)에 설치되는 제 2종동기어(33)와, 상기 케이싱(32)에 설치되는 제 2유압모터(34)의 회전축에 설치되어 상기 제 2종동기어(33)와 치합되는 제 2구동기어(35)를 구비한다. 여기에서 상기 제 2종동기어(33)와 구동축(22)은 스플라인 결합될 수 있으며, 상기 케이싱(32)의 하방으로 돌출된 구동축(22)의 단부는 굴삭을 위하여 비트가 설치된 로드(100)가 연결되는데, 이 구동축(22)에는 로드(100)에 물 또는 공기를 공급하기 위한 주입구가 형성될 수 있다. The driving means (30) is to rotate the drive shaft (22) slidably and rotatably supported by the cylinder portion (51) installed in the housing (42) of the vibrator (40), and installed in the cylinder portion (51). And a
상기 가압수단(50)은 상기 구동축(22)에 바이브레이터(50)의 진동이 감쇄 없이 전달되도록 하며, 실린더부(51)에 대해 구동축(22)의 회전에 따른 마찰력을 최소화 할 수 있는 것으로, 상기 실린더부(51)의 내주면에 대해 회전가능하게 설치되며 상기 구동축(22)의 단부에 설치되는 베어링 유니트(52)와, 상기 베어링 유니트(52)의 상부측에 승강가능하게 설치되는 피스톤(53)과, 실린더부(51)와 피스 톤(53)에 의해 구획된 공간에 유압유를 공급하는 유압유 공급부(54)를 구비한다. 상기 피스톤(53)은 구동축(22)의 회전 시 실린더부(51)에 대해 회전되지 않도록 하우징(42)에 고정된 사각 형상의 키(55)와 슬라이딩 가능하게 결합된다. The
상기 베어링 유니트(52)는 상기 구동축(22)의 단부에 구동축의 직경보다 상대적으로 큰 지지부(52a)가 설치된고 이 지지부(52a)의 상하면 또는 외주면에 저어널 베어링(52b)이 설치되어 이루어질 수 있다. 상기 지지부(52a)에 설치되는 저어널 베어링은 수지 또는 섬유로 이루어질 수 있는데, 이에 한정되지 않는다. 상기베어링 유니트(52)는 실린더부(51)를 따라 슬라이딩 되면서 회전하는 구동축(22)의 단부를 지지할 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능하다. The
상기 유압류 공급부(54)는 상기 유압펌프(54a)와, 상기 유압펌프(54a)와 연결되어 실린더부(51)와 피스톤(53)에 의해 구획된 공간(55)에 유압유를 공급하는 유압유 공급관(54b)과, 상기 유압유 공급관(54b)에 설치되어 설정된 압력 이상 시 상기 유압류를 탱크(54c)로 귀환시키기 위한 릴리이프 밸브(54d)를 구비하다. The hydraulic
상기 스윙스단(60)은 굴삭기의 붐에 지지된 가이드 레일(11)을 소정의 각도로 회전시키기 위한 것으로, 상기 가이드 레일(11)의 일측에 설치되는 스윙기어(61)와 상기 스윙기어(61)의 지지축(62)에 설치되는 브라켓(12)에 설치되는 제 3유압모터(63)와, 상기 제 3유압모터(63)의 회전축(63)에 설치되어 상기 스윙기어(61)과 치합되는 스윙 구동기어(64)를 구비한다. The
그리고 상기 승강수단(70)은 가이드 레일(11)에 대해 헤드 유니트(20)를 승강시키기 위한 것으로 상기 가이드 레일(11)의 상하부에 설치되는 제 1,2스프로킷)(71)(72)과, 상기 제 1,2스프로킷(71)(72)에 걸리는 체인(73)과, 상기 가이드 레일(11)의 단부에 설치되어 상기 제 1스프로킷(71)를 구동시키는 제 2구동부를 구비한다. 상기 제 2구동부는 제 4유압모터(74)로 이루어질 수 있다. In addition, the
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 진동 굴삭드릴의 작용을 설명하면 다음과 같다. Referring to the operation of the vibration drilling drill according to the present invention configured as described above are as follows.
지면 또는 암반을 굴삭하기 위해서는 굴삭기의 붐에 가이드레일(11)의 브라켓(12)에 고정하고, 구동축(22)에 비트가 장착된 로드(100)를 연결한다. 그리고 상기 로드(100)의 비트를 암반 또는 지면에 접촉시킨 상태에서 바이브레이터(40)의 모터를 구동시켜 상기 하우징(42)이 초 고주파의 15,000rpm 이상을 진동되도록 함으로써 비트가 설치된 로드(100)를 수직으로 진동시킴과 아울러 구동수단(50)의 제 2유압모터(34)를 구동시켜 구동축(22)에 설치된 제 2종동기어(33)를 회전시킴으로써 비트가 장착된 로드를 회전시킨다.In order to excavate the ground or rock, it is fixed to the
그리고 승강수단(70)의 제 4유압모터(74)를 구동시켜 체인과 연결되는 헤드 유니트(20)를 하강할 수 있도록 힘을 가한다. 따라서 비트는 상하 방향으로 진동함과 아울러 회전하면서 타격 및 드릴링 작업을 수행하게 된다. Then, the fourth
이 과정에서 상기 가압수단(50)의 공간에는 유압유가 공급되어 상기 구동축(22)를 하방으로 가압하고 있으므로 바이브레이터(40)에 의한 진동이 감쇄되는 것을 방지할 수 있다. 특히 상기 구동축(22)의 단부에는 베어링 유니트(52)가 설치되고,이 베어링 유니트(52)는 실린더부에 의해 지지되어 있으므로 구동축(22)의 지지에 따른 내구성을 향상시킬 수 있다. In this process, since the hydraulic oil is supplied to the space of the
특히 구동축(22)의 회전 시 구동축(22)은 피스톤에 의해 가압되므로 베어링의 유격을 발생되는 진동 및 고장의 발생을 최소화 할 수 있다. In particular, since the
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent embodiments are possible.
따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.
본 발명은 진동을 이용한 굴삭장치는 암반, 지반, 터널의 굴삭 및 전공적업에 널리 이용 가능하다. Excavation device using vibration is widely used in the excavation and major application of rock, ground, tunnel.
도 1은 본 발명에 따른 진동 굴삭드릴의 측면도,1 is a side view of a vibration drilling drill according to the present invention;
도 2는 도 1에 도시된 헤드 유니트를 발췌하여 도시한 측단면도,2 is a side cross-sectional view showing an extract of the head unit shown in FIG.
도 3은 바이브레이터를 발췌하여 도시한 사시도.3 is a perspective view showing an extract of the vibrator.
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