專利名稱：振動式錨桿機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種在煤礦、冶金礦山、非金屬礦山、國防工程和工程隧道中打孔的振動式錨桿機(jī)，是一種以旋轉(zhuǎn)為主、振動為輔的新型振動式鉆孔設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在國產(chǎn)的各種氣動和液壓錨桿機(jī)是80年代未測繪澳大利亞的產(chǎn)品，沒作任何改進(jìn)，存在馬達(dá)轉(zhuǎn)子齒輪模數(shù)小，扭矩小，減速器兩級減速(馬達(dá)不參與減速)造成轉(zhuǎn)子齒輪強(qiáng)度低等缺點。目前，無論是煤礦、冶金礦山、非金屬礦山、國防工程和工程隧道鉆孔所使用的電動錨桿機(jī)、氣動錨桿機(jī)和液壓錨桿機(jī)，由電動機(jī)或氣馬達(dá)、液壓馬達(dá)通過齒輪減速后帶動鉆桿、鉆頭旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)切削鉆孔，它們有一個共同的缺點當(dāng)被鉆物體硬度較高時，軸向力使鉆具發(fā)熱，被鉆物體硬度越高，軸向力也越大，堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象也越嚴(yán)重，錨桿機(jī)也就越熱，尤其是電動錨桿機(jī)，會因過熱將電動機(jī)燒毀。實用新型專利ZL98250243.5則保護(hù)的是振動源為花鍵套式的高頻式振動鉆；實用新型專利ZL200420072813.3是一種滾動磨擦式的新型鉆具，這種滾動式磨擦機(jī)構(gòu)可用于錨桿機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的就是公開一種以旋轉(zhuǎn)切削為主、以振動為輔的新型氣動和液壓振動式錨桿機(jī)，提高錨桿鉆機(jī)的機(jī)械強(qiáng)度和剛性以及綜合技術(shù)性能，擴(kuò)大該鉆機(jī)的使用范圍，提高鉆孔效率，降低工人勞動強(qiáng)度和提高鉆具壽命和改善勞動環(huán)境。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的被縮空氣推動旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子一和轉(zhuǎn)子二，分別用雙鍵、滾針軸承安裝在轉(zhuǎn)子軸一和轉(zhuǎn)子軸二上，轉(zhuǎn)子軸一和轉(zhuǎn)子軸二分別用滾動軸承固定馬達(dá)殼體、中間蓋上，后蓋與中間蓋聯(lián)接，轉(zhuǎn)子軸一上的軸齒輪與安裝在轉(zhuǎn)子軸二右端上的大齒輪嚙合，以上各零件組成了錨桿機(jī)的氣動或液壓馬達(dá)。以下各零件組成了錨桿機(jī)的振動機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)子軸二左端的軸齒輪與振動機(jī)構(gòu)上的雙聯(lián)齒輪嚙合，雙聯(lián)齒輪又與安裝在傳動軸上的四號齒輪嚙合，這樣馬達(dá)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)動力被傳遞到傳動軸上。雙聯(lián)齒輪用滾針軸承被安裝雙聯(lián)齒輪軸上，雙聯(lián)齒輪軸分別被固定在振動機(jī)構(gòu)殼體和馬達(dá)殼體上。振動套用螺紋聯(lián)接在傳動軸上，傳動軸上還分別裝有鉆套、滾動軸承以及擋水環(huán)、水套和油封。振動套與被固定在振動機(jī)構(gòu)殼體上的固定振動套相互作用，使傳動軸在旋轉(zhuǎn)的同時又產(chǎn)生了軸向振動，并通過安裝在鉆套上的鉆桿傳給鉆頭，鉆頭以旋轉(zhuǎn)切削為主、振動為輔的方式在軟巖上或半煤巖上鉆孔。
本實用新型的優(yōu)點是顯而易見的。其一，本實用新型由于增大了轉(zhuǎn)子齒輪的模數(shù)，壓縮空氣作用的單位面積增大，使錨桿機(jī)扭矩增大，鉆孔速度更快，鉆的也更深。其二，由于改變齒輪減速結(jié)構(gòu)，兩級減速變成三級減速，馬達(dá)也參與了減速，提高了轉(zhuǎn)子齒輪強(qiáng)度，延長了錨桿機(jī)使用壽命。其三，由于增加了振動機(jī)構(gòu)，使旋轉(zhuǎn)的傳動軸同時產(chǎn)生軸向振動，單純的旋轉(zhuǎn)切削變成了振動加工，這不但提高了切削能力，也使鉆頭得到了冷卻，提高了鉆頭壽命，也擴(kuò)大了加工范圍，提高了生產(chǎn)效率，同時，也克服了錨桿機(jī)堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象，延長了錨桿機(jī)的使用壽命。由于旋轉(zhuǎn)切削變成了振動加工，切屑呈顆粒狀，粉塵小，改善了工人勞動環(huán)境。本實用新型由于具有以上顯而易見的優(yōu)點，特別適用于煤礦的錨網(wǎng)支護(hù)作業(yè)，同時也適用于采煤掘進(jìn)，中小煤礦、鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦煤層探水探瓦斯，也同樣適用于冶金礦山、非金屬礦山、工程隧道、公路和果園水利建設(shè)。


圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖圖2為氣動或液壓馬達(dá)結(jié)構(gòu)視圖圖3為振動機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)視圖圖4為振動套結(jié)構(gòu)視圖圖5為固定振動套結(jié)構(gòu)視圖圖6為圖4、圖5K向視圖，表示的是鋸型齒型具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
如圖1所示，該振動式錨桿機(jī)是由壓縮空氣通過進(jìn)氣嘴推動轉(zhuǎn)子一(26)和轉(zhuǎn)子二(17)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，安裝在轉(zhuǎn)子一(26)上的轉(zhuǎn)子軸一(25)上的軸齒輪與安裝在轉(zhuǎn)子二(17)上的轉(zhuǎn)子軸二(18)上的大齒輪(22)嚙合，使錨桿機(jī)得到第一次減速。轉(zhuǎn)子一(26)用雙鍵(27)與轉(zhuǎn)子軸一(25)聯(lián)接，并通過兩端滾動軸承(23)分別固定在馬達(dá)殼體(28)和中間蓋(21)上。轉(zhuǎn)子二(17)與轉(zhuǎn)子軸二(18)是滾動配合，并通過滾動軸承(15)和滾針軸承(20)分別固定在馬達(dá)殼體(28)和中間蓋(21)上，后蓋(24)與中間蓋(21)聯(lián)接。轉(zhuǎn)子軸二(18)上的軸齒輪與振動機(jī)構(gòu)殼體(30)上的雙聯(lián)齒輪(13)上的大齒輪嚙合，小齒輪則與安裝在傳動軸(31)上的四號齒輪(29)嚙合，雙聯(lián)齒輪(13)與雙聯(lián)齒輪軸(14)之間裝有兩套滾針軸承(19)，雙聯(lián)齒輪軸(14)兩端分別固定在振動機(jī)構(gòu)殼體(30)和馬達(dá)殼體(28)上。通過三級減速，使傳動軸(32)的轉(zhuǎn)速達(dá)到260轉(zhuǎn)/分。傳動軸(32)由前后滾動軸承(8)、(12)分別固定在振動器殼體(30)上，并用油封(6)密封。振動套(9)用螺紋固定在傳動軸(32)上，兩振動套之間裝有彈簧(10)。旋轉(zhuǎn)的傳動軸(32)在軸向力作用下，振動套(9)與固定在振動機(jī)構(gòu)殼體(30)上的固定振動套(11)相互作用，從而使傳動軸(32)在旋轉(zhuǎn)的同時產(chǎn)生軸向振動，并通過安裝在傳動軸(32)上的鉆套(1)，將旋轉(zhuǎn)和振動兩種功能傳遞給鉆桿上的鉆頭，使其在軟巖上鉆孔。水套(3)安裝在振動機(jī)構(gòu)殼體(30)上，為防止水套(3)注水時水流入傳動軸(32)里，水套(3)內(nèi)裝有兩個Y型密封圈(4)，擋水環(huán)(2)安裝在鉆套(1)上，防止鉆孔時水流入振動機(jī)構(gòu)殼體(30)內(nèi)。
如圖2所示，振動式錨桿機(jī)的氣動或液壓馬達(dá)的結(jié)構(gòu)如下轉(zhuǎn)子一(26)用鍵固定在轉(zhuǎn)子軸一(25)上，轉(zhuǎn)子二(17)用兩套滾針軸承(19)安裝在轉(zhuǎn)子軸二(18)上，轉(zhuǎn)子軸一(25)和轉(zhuǎn)子軸二(18)兩端的軸承(23)、(15)、(20)外圈則分別安裝在馬達(dá)殼體(28)和中間蓋(21)上。當(dāng)壓縮空氣吹動轉(zhuǎn)子一(26)、轉(zhuǎn)子二(17)轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)子軸一(25)上的軸齒輪與安裝在轉(zhuǎn)子軸二(18)上的大齒輪(22)嚙合，從而將旋轉(zhuǎn)動力傳遞給轉(zhuǎn)子軸二(18)，后蓋則與中間蓋聯(lián)接。轉(zhuǎn)子一(26)齒數(shù)為9齒輪，轉(zhuǎn)子二(17)齒數(shù)為10，齒輪的模數(shù)為5-8。
如圖3所示，振動式錨桿機(jī)的振動機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)是這樣的雙聯(lián)齒輪(26)用2套滾針軸承(19)安裝在雙聯(lián)齒輪軸(14)上，雙聯(lián)齒輪軸(14)兩端分別固定在振動機(jī)構(gòu)殼體(30)上，雙聯(lián)齒輪(26)的大齒輪與轉(zhuǎn)子軸二(18)的軸齒輪嚙合，小齒輪則與安裝在傳動軸(32)上的四號齒輪(29)嚙合，傳動軸(32)由前后滾動軸承(8)、(12)分別固定在振動機(jī)構(gòu)殼體(30)上，并用油封(6)密封。振動套(9)用螺紋固定在傳動軸(32)上，兩振動套之間裝有彈簧(10)。旋轉(zhuǎn)的傳動軸(32)在軸向力作用下，振動套(9)與固定在振動機(jī)構(gòu)殼體(30)上固定振動套(11)相互作用，從而使傳動軸(32)在旋轉(zhuǎn)的同時產(chǎn)生軸向振動，并通過安裝在傳動軸(32)上的鉆套(1)將旋轉(zhuǎn)和振動兩種功能傳遞給鉆桿的鉆頭，使其能在巖石上鉆孔。
振動套和固定振動套的結(jié)構(gòu)形狀可見圖4、圖5、圖6，無論是振動套(9)還是固定振動套(11)，其端部都設(shè)有鋸型齒，兩振動套齒型相對安裝，在軸向力作用下，振動套(9)與固定振動套(11)的端面齒輪相互作用，從而使傳動軸(32)在旋轉(zhuǎn)的同時又產(chǎn)生軸向振動。顯然，這種振動與振動套的端面齒數(shù)有關(guān)，振幅與齒數(shù)和旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)，經(jīng)實際驗證，本實用新型采用圓周勻布鋸型齒，齒數(shù)為10-40，齒型角為75°，齒高為1.5mm。
權(quán)利要求1.一種振動式錨桿機(jī)，其特征為被縮空氣推動旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)轉(zhuǎn)子一(26)和轉(zhuǎn)子二(17)，用鍵(27)、軸承(23)分別被安裝在轉(zhuǎn)子軸一(25)和轉(zhuǎn)子軸二(18)上，大齒輪(22)安裝在轉(zhuǎn)子軸二(18)上，并與轉(zhuǎn)子軸一(25)上的軸齒輪嚙合，進(jìn)行傳遞旋轉(zhuǎn)動力給轉(zhuǎn)子軸二(18)，轉(zhuǎn)子軸一(25)和轉(zhuǎn)子軸二(18)用軸承(23)、(15)、(19)分別安裝在馬達(dá)殼體(28)、中間蓋(21)上，后蓋(25)與中間蓋聯(lián)接，與轉(zhuǎn)子軸二(18)上的軸齒輪嚙合的雙聯(lián)齒輪(13)用滾針軸承(31)安裝在雙聯(lián)齒輪軸(14)上，雙聯(lián)齒輪軸(14)分別被聯(lián)接到馬達(dá)殼體(28)和振動機(jī)構(gòu)殼體(30)上，與雙聯(lián)齒輪(13)嚙合的四號齒輪(29)、振動套(9)、鉆套(1)、滾動軸承(8、)(15)以及擋水環(huán)(2)、油封(4)依次分別被固定在傳動軸(32)上，傳動軸(32)用軸承(8)、(12)被安裝在振動機(jī)構(gòu)殼體(30)上，水套(3)則被安裝在振動機(jī)構(gòu)殼體(30)上，振動套(9)與固定在振動機(jī)構(gòu)(30)上的固定振動套(11)相互作用，使傳動軸(32)在旋轉(zhuǎn)的同時產(chǎn)生軸向振動，并通過安裝在鉆套上的鉆桿、鉆頭進(jìn)行鉆孔。
2.如權(quán)利要求1所述的振動式錨桿機(jī)，其特征在于馬達(dá)轉(zhuǎn)子一(26)齒數(shù)為9齒輪，轉(zhuǎn)子二(17)齒數(shù)為10，轉(zhuǎn)子齒輪的模數(shù)為5-8。
3.如權(quán)利要求1所述的振動式錨桿機(jī)，其特征在于振動套無論是振動套(9)還是固定振動套(11)，其端部都設(shè)有鋸型齒，兩振動套均采用圓周勻布鋸型齒，齒數(shù)為10-40，齒型角為75°，齒高為2mm。
專利摘要本實用新型涉及一種用于煤礦、冶金礦山、非金屬礦山及隧道工程鉆孔的振動式錨桿機(jī)。本實用新型特征是壓縮空氣或液體推動馬達(dá)的轉(zhuǎn)子一和轉(zhuǎn)子二進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，安裝在轉(zhuǎn)子一上的轉(zhuǎn)子軸一上的齒輪與安裝在轉(zhuǎn)子軸二上的大齒輪嚙合，使馬達(dá)得到第一次減速，并通過兩端滾動軸承分別固定在馬達(dá)殼體和中間蓋上，后蓋與中間蓋聯(lián)接。轉(zhuǎn)子軸二上的軸齒輪與振動機(jī)構(gòu)上的雙聯(lián)齒輪嚙合，將轉(zhuǎn)子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動力傳遞給傳動軸，傳動軸上的振動套在軸向力作用下，與固定在振動機(jī)構(gòu)殼體上的固定振動套相互作用，從而使傳動軸在旋轉(zhuǎn)的同時產(chǎn)生軸向振動，并通過安裝在鉆套上的鉆桿傳給鉆頭，鉆頭以旋轉(zhuǎn)切削為主、振動為輔的方式在軟巖上或半煤巖上鉆孔。
文檔編號E21B6/02GK2866784SQ20052011852
公開日2007年2月7日 申請日期2005年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月7日
發(fā)明者石祖萌, 林瑞波, 楊韜 申請人:石祖萌, 林瑞波, 楊韜