一種氣腿式鑿巖機的製作方法

2023-06-08 06:09:51 1

專利名稱：一種氣腿式鑿巖機的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於機械設備技術領域，具體涉及一種氣腿式鑿巖機。
背景技術：
氣腿式鑿巖機，由於性能穩定、操作簡便、使用可靠，加之它用空氣作動 力介質，因此，在國內應用十分廣泛，被喻為礦山採掘和石方工程中使用的"常 規武器"。它廣泛應用於礦山巷道掘進和各種鑿巖作業中鑽鑿爆破炮孔，是煤炭、 冶金、鐵路、交通、水利建設和國防等石方工程中不可缺少的高效機具。氣腿 式鑿巖機主要由主機、氣腿、釺具等組成，釺具包括釺杆和釺頭，主機又由氣 缸部件、機頭部件和柄體部件構成，氣缸部件主要起配氣、實現活塞往復循環 運動和衝擊作用，機頭主要起迴轉和傳遞扭矩的作用，柄體主要起操作控制作 用。機具的基本運動是活塞衝程時作直線衝擊運動，回程時由於機頭內的棘輪 被棘爪撐住不動，迫使活塞帶動適配在轉動套上的釺具也相應迴轉一個角度， 實現釺具旋轉運動。安裝在機頭上的釺卡，主要起在鑿巖打完炮孔時拔出釺杆 的作用。氣腿主要起支承主機和在鑿巖時推進、壓緊(不讓機具後振)的作用。
在氣腿式鑿巖機中，由於活塞的頻繁往復運動，與活塞相接觸的部件，比 如導向體與導套中的導套、棘輪與螺旋母中的螺旋母、轉動套與鍵套中的鍵套， 都需要用到青銅合金材料，因為青銅合金具有摩擦係數小、發熱量小、導熱散 熱性好的特點，但是，青銅合金是國家資源緊缺材料，價格昂貴。 發明內容
本實用新型的目的是提供一種改進型的氣腿式鑿巖機，該鑿巖機不僅能減 少部件中的青銅合金材料用量，節約成本，而且性能得到提高。
本實用新型是通過如下的技術方案來實現上述目的的該氣腿式鑿巖機，包括主機、氣腿、釺具，其中，主機包括氣缸與活塞、導向體與導套、棘輪與 螺旋母、轉動套與鍵套、釺卡；其特點是所述在導向體內通過過盈配合與導 向體聯接的導套是雙金屬組合件結構，即在一個鋼質導套體內嵌套一個薄層青 銅合金襯套；所述活塞圓柱上螺旋槽的收尾槽的形狀為圓弧形；所述轉動套內 的鍵套與轉動套採用部分螺紋聯接方式，即鍵套左邊大頭部分與轉動套為螺紋 聯接，鍵套右邊小頭部分端部與轉動套為90。錐面聯接；所述氣腿的鋁管氣缸與 主機聯接體之間通過一個鋼質接頭聯接，即在鋁管氣缸靠近主機聯結體的一端 通過螺紋聯接外套-個鋼質接頭，鋼質接頭外部再與主機聯結體之間通過螺紋 聯接；與釺卡的釺卡軸相抵的橡膠墊上鑽有兩個圓孔，在圓孔內裝有彈簧。
本實用新型的鑿巖機，導套採用了雙金屬組合件結構，由導套整體青銅件 改為由鋼質導套體內嵌套一個薄層青銅襯套，因導套是易損零件，使用中需要 經常更換，所以可節約大量價格昂貴且又緊缺的青銅合金材料，而且薄層銅合 金比整體銅合金零件的熱膨脹變形小，因此具有避免在運動中因熱變形而卡死 等優點。另外，本實用新型的其它部件的結構改變，也使零件體積減小，節省 了青銅合金材料，降低了生產成本，並且性能得到改善和提高。

圖1是本實用新型的外形結構示意圖； 圖2是本實用新型主機的剖視圖； 圖3是圖2中的A-A向剖視圖； 圖4是本實用新型氣腿的剖視圖； 圖5是導向體與導套的原聯結結構剖視圖6是本實用新型導套的實施例一的結構剖視圖7是圖6的C-C向剖視圖；圖8是本實用新型導套的實施例二的結構剖視圖； 圖9、圖10分別是圖8中的鋼質導套體和青銅合金襯套的剖視圖； 圖11是本實用新型導套的實施例三的導向體與導套的聯結結構剖視圖； 圖12、圖13、圖14分別是圖11中的導向體、鋼質導套體和青銅合金襯套 的剖視圖15是本實用新型活塞的剖視圖； 圖16是圖15中螺旋槽的展開圖17是棘輪與螺旋母的原聯結結構剖視圖18、圖19是圖17中棘輪和螺旋母的剖視圖20是本實用新型的棘輪與螺旋母採用錐面聯接的剖視圖； 圖21、圖22是圖20中棘輪和螺旋母的剖視圖23是本實用新型的棘輪與螺旋母採用部分螺紋聯接的剖視圖24、圖25是圖23中棘輪和螺旋母的剖視圖； 圖26、圖27是原鍵套和原轉動套的剖視圖； 圖28、圖29是本實用新型的鍵套和轉動套的剖視圖； 圖30是氣腿氣缸的原結構剖視圖31是本實用新型的氣腿氣缸的剖視圖32、圖33是圖31中鋼質接頭和鋁管氣缸的剖視圖 圖34是釺卡原結構剖視圖35、圖36是圖34中橡膠墊的主視圖和左視圖； 圖37是本實用新型的釺卡結構剖視圖； 圖38、圖39是圖37中橡膠墊的主視圖和左視圖。
具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細的描述。
參見圖1，氣腿式鑿巖機包括主機1、氣腿2、釺具3，其中，釺具包括釺 杆和釺頭，圖中的圖標4表示巖石。參見圖2，主機包括氣缸與活塞5、導向體 6與導套7、棘輪8與螺旋母9、轉動套10與鍵套11、釺卡12，圖3中13是棘 爪。
導向體、導套是一組合件，導套是以其外圓具有一定的過盈壓緊到導向體 中，其中導套是易損零件，即在使用中容易磨損，需要經常更換，它主要是起 對活塞的支承、導向作用。導套原結構如圖5所示，是採用整體青銅件，本實 用新型的導套採用雙金屬組合結構，下面列舉其三種結構
實施例一如圖6、圖7所示，導套為雙金屬組合件，即以鋼為基體的鋼質 導套體7-l，內孔嵌鑄或經特種粉末冶金燒結製成一薄層青銅合金襯套7-2，青 銅合金襯套厚度為lmm。採用此雙金屬件的結構方案，其優點是可以節省大量 價格昂貴且又是國家資源緊缺的青銅合金材料，並能保證其摩擦係數小，發熱 量小，導熱散熱性好，加上採用薄層銅合金比整體銅合金零件的熱膨脹變形小， 還可避免在運動中因熱變形而卡死的情況發生。
實施例二如圖8、圖9、圖10所示，其特點是導套體7-l為鋼質件，內孔 ①42經熱處理強硬化，後一部分用青銅合金襯套7-2壓入到導套體孔0M8中。 採用此結構方案是在前一方案的基礎上更進一步完善了 ，它不但具有前一方案 的卜.述優點，而且比它更加耐磨，因為導套體內孔有一部分用鋼並經熱處理強 硬化，耐磨性比青銅合金更好。
實施例二如圖ll、圖12、圖13、圖14所示，改進後導向體6與導套組 合起來，便使內孔①42前後兩頭即導向體6的前部和鋼質導套體7-1的後部的 內孔表面都是鋼質並經熱處理強硬化，耐磨性能好，而內孔中部即襯套7-2則釆用青銅合金，它具有磨擦係數小，磨合性好，導熱散熱好，兩者結合，對保證 產品性能更有利。
上述二種方案的共同特點在於，既為國家節約了大量緊缺的資源(銅合金)， 又為企業降低了經濟成本，既提高了零件的耐磨性，又能確保產品具有優良的 技術性能。
參見圖15、圖16，活塞5上螺旋槽的收尾槽的原形狀如圖中5-l所示，為 較尖較長的梯形，而本實用新型的螺旋槽的收尾槽的形狀如圖中5-2所示，為圓 弧形。原來，在活塞0M2圓柱上銑4條螺旋槽是採用專用(盤狀梯形)活塞槽 (槽形角為78° )銑刀，在臥式銑床上加工，由於圓盤狀銑刀外圓大(大於50 毫米)，因此在活塞042圓柱上收尾槽很長(達17.5mm)，這部分尾槽在工作上 是無用的，而且具有較大的負面影響，即在活塞回程運動時，要求是必須準確 控制活塞大圓右端打開氣缸排氣口之後，槽尾再開始排出壓氣。但由於活塞上4 條螺旋槽尾部太長，活塞回程運動尚未打開氣缸排氣口，而槽尾已超前打開導 套的排氣位置，壓氣己從導套與活塞槽尾的空缺處超前(4mm)把壓氣排洩出 去了，因而沒有達到設計的預期效果。而本實用新型的螺旋槽，是採用立式銑 床，用圓柱截錐立銑刀(①14，錐角78° ，底部直徑為02.3)，把螺旋槽尾部 加工出來，由於圓柱立銑刀直徑小，因此槽尾也相應小了很多(約5mm)，達到 了要求，更好地保證了產品的技術性能。
參見圖17、圖18、圖19，原螺旋母9和棘輪8是採用特54X3LH螺紋聯 接的，並套裝在活塞5的螺旋槽上，其作用是實現活塞5回程時的單向間歇回 轉運動。
本實用新型的棘輪8與螺旋母9聯結的第一種方案是採用錐面聯接，錐度 6° 10° ，如圖20、圖21、圖22所示。之所以用錐面聯接取代螺紋聯接是因為螺旋母是易損件，使用中需經常更換，但原採用螺紋聯接，由於使用中受力 變形拆卸非常困難，而採用錐面聯接後，拆卸比較方便了。
本實用新型的棘輪8與螺旋母9聯結的第二種方案是採用部分螺紋聯接， 如圖23、圖24、圖25所示，其特點是採用特54X3LH螺紋聯接(雖然螺紋與 原一樣，但螺紋牙數減少)加錐面聯接。其優點是把原來大頭056的定位對 中改為小頭90。錐面自動導正對中，螺旋母的尺寸和體積小了，可節約青銅， 降低成本，另一方面由於用90°錐面聯接，使棘輪的受力情況得到了較大的改 善。
參見圖26、圖27，原轉動套10與鍵套11是採用特54X3LH螺聯接的，聯 接裝配時，採用大頭056導正對中，保證同軸度。
參見圖28、圖29，本實用新型的轉動套10與鍵套11，雖然仍是用同樣的 螺紋聯接，但螺紋牙數卻減少了，由原來的全螺紋，改為部分(2/3)的螺紋， 裝配時的導正對中，也由原來鍵套大頭056改為鍵套的小頭錐面(90° )。
本實用新型的轉動套與鍵套的聯結結構改變後，主要有以下幾個特點(1) 強度提高，不易損壞，性能改善。比如，本實施例中，由於轉動套螺紋退力槽 由原距左端51mm處，左移到35mm處，槽直徑^55相應移動，原底部^55已 改變為^52，同時離右端由原7mm變為llmm，厚度增大了許多；更重要的是 轉動套與鍵套聯接後在工作中的作用力，原來是集中作用到退刀槽的底端面上， 因此，容易損壞。改進後，則作用在90°錐面上，產生軸向和徑向分力，軸向 力的強度與原來相比就要小很多，受力狀況有了大的改善，零件不易損壞了。 (2) 容易拆卸並降低了經濟成本。鍵套由全螺紋變為部分(2/3)螺紋，螺扣少了，容 易拆卸了，裝配時的導正對中由大頭056改為小頭錐面(90° )，零件(青銅) 尺寸、體積小了，節省材料、降低成本。參見圖30，與鑿巖機主機配套的氣腿，它的氣缸都是採用標準硬鋁管材料， 之所以採用鋁管，主要是考慮它的重量比鋼管輕，鋁管內孔也具有一定的耐磨 性，但它的最大缺點是靠近聯接主機的一端外圓是用螺紋與鋼質的主機聯接體 聯接，由於主機工作中振動大，因此很容易造成氣缸螺扣垮絲(壞扣)，影響使 用壽命。
參見圖4、圖31、圖32、圖33，本實用新型的氣腿氣缸，在硬鋁管接近主 機的一端，加接一個鋼質接頭14，接頭與主機聯接體相聯接處的一端車外螺紋， 接頭的另一端車內螺紋與氣腿硬鋁管15外螺紋聯接，在後者裝入時，採用螺紋 聯接的基礎上還對其螺紋及外圓塗膠粘接，使之兩者成為一個整體件，使用時， 主機的鋼質聯接體便只與圖31中的鋼質接頭14進行螺紋聯接，這樣兩件皆為 鋼質的螺紋聯接，強度便好多了。對於另一種材質——玻璃鋼的氣缸而言的， 零件結構都與以上方案相同。
釺卡機構主要是保證在鑿巖作業時，打完炮孔後，能夠可靠地拔出釺杆。 參見圖34、圖35、圖36，原來是利用釺卡橡膠墊16的橡膠彈性張力作用於與 釺卡12聯接成一體的釺卡軸17上，保證在拔釺時釺卡不會彈起，實現可靠地 拔出釺具。但由於橡膠容易失效，彈力不足而造成拔釺不可靠。因此，本實用 新型的實施例是在原釺卡橡膠墊上鑽出2個孔①12.5，如圖37、圖38、圖39所 示，並在孔中相應裝入了2個彈簧，①10 (中徑)X29 (長)，這樣便保證拔釺 時釺卡機構能夠有效地起作用。
權利要求1、一種氣腿式鑿巖機，包括主機、氣腿、釺具，其中，主機包括氣缸與活塞、導向體與導套、棘輪與螺旋母、轉動套與鍵套、釺卡；其特徵在於所述在導向體內通過過盈配合與導向體聯接的導套是雙金屬組合件結構，即在一個鋼質導套體內嵌套一個薄層青銅合金襯套；所述活塞圓柱上螺旋槽的收尾槽的形狀為圓弧形；所述轉動套內的鍵套與轉動套採用部分螺紋聯接方式，即鍵套左邊大頭部分與轉動套為螺紋聯接，鍵套右邊小頭部分端部與轉動套為90°錐面聯接；所述氣腿的鋁管氣缸與主機聯接體之間通過一個鋼質接頭聯接，即在鋁管氣缸靠近主機聯結體的一端通過螺紋聯接外套一個鋼質接頭，鋼質接頭外部再與主機聯結體之間通過螺紋聯接；與釺卡的釺卡軸相抵的橡膠墊上鑽有兩個圓孔，在圓孔內裝有彈簧。
2、 根據權利要求1所述的氣腿式鑿巖機，其特徵在於套裝在活塞螺旋槽 上的螺旋母與棘輪之間採用部分螺紋聯接方式，即螺旋母的右邊大頭部分與棘 輪之間為螺紋聯接，螺旋母左邊小頭部分端部與棘輪之間為90。錐面聯接。
3、 根據權利要求1所述的氣腿式鑿巖機，其特徵在於套裝在活塞螺旋槽 上的螺旋母與棘輪之間採用錐面聯接方式，錐度為6° 10°。
4、 根據權利要求1或2或3所述的氣腿式鑿巖機，其特徵在於在所述導 向體中導套的鋼質導套體內全段嵌套一個厚度為lmm的青銅合金襯套。
5、 根據權利要求1或2或3所述的氣腿式鑿巖機，其特徵在於所述導向 體中導套的鋼質導套體左段內圓表面經過強硬化熱處理，在鋼質導套體右段內徑稍大處則嵌套一個薄層的青銅合金襯套，青銅合金襯套的內徑與鋼質導套體 左段內徑相等。
6、 根據權利要求1或2或3所述的氣腿式鑿巖機，其特徵在於所述導向體中導套的鋼質導套體右段內圓表面經過強硬化熱處理，在鋼質導套體左段內 徑稍大處則嵌套一個薄層的青銅合金襯套；與導套聯接的導向體的左段內圓表 面經過強硬化熱處理，其內徑與鋼質導套體右段內徑和青銅合金襯套內徑相等。
專利摘要本實用新型涉及一種氣腿式鑿巖機。本實用新型針對原鑿巖機中易損件的青銅合金用量較大等缺陷，提供一種如下的技術方案該技術方案的主要特點是，在導向體內通過過盈配合與導向體聯接的導套是雙金屬組合件結構，即在一個鋼質導套體內嵌套一個薄層青銅合金襯套；以及轉動套內的鍵套與轉動套採用部分螺紋聯接方式等。本實用新型的導套可節約大量價格昂貴且又緊缺的青銅合金材料，而且薄層銅合金比整體銅合金零件的熱膨脹變形小，因此具有避免在運動中因熱變形而卡死等優點；並且，本實用新型的其它部件的結構改變，也使零件體積減小，節省了青銅合金材料，降低了生產成本，並且性能得到改善和提高。
文檔編號E21B6/00GK201241616SQ20082005428
公開日2009年5月20日 申請日期2008年8月26日 優先權日2008年8月26日
發明者羅亮光 申請人:羅亮光