專利名稱：無油霧節(jié)能氣腿式鑿巖機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣腿式鑿巖機，尤其是其連通柄體空腔的進(jìn)氣彎管直接與輸送壓縮空氣的氣管接頭連接且于閥體與導(dǎo)向體的空位處增設(shè)儲油室的無油霧節(jié)能氣腿式鑿巖機。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有氣腿式鑿巖機由于性能穩(wěn)定，操作簡便，使用可靠，加之它用空氣作動力介質(zhì)，因此，在國內(nèi)應(yīng)用十分廣泛，被喻為礦山開采與石方工程中使用的“常規(guī)武器”，預(yù)計目前全國年產(chǎn)量已近十萬臺。其中有四種產(chǎn)品即7655、YT24、YTP26、YT28型鑿巖機，已被評為國家優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。除YTP26是無閥配氣類型外，其它都是有閥配氣類型的。YTP26現(xiàn)年產(chǎn)量已近萬臺，其余年產(chǎn)量都超過萬臺。YTP26無閥鑿巖機批量投產(chǎn)至今三十余年，已經(jīng)形成一定的批量和規(guī)模，這說明無閥鑿巖機確有許有優(yōu)點和獨特之處，才能在激烈的市場競爭中為眾多用戶接受。但該產(chǎn)品的發(fā)展速度還不如其它名優(yōu)產(chǎn)品來得快，又表明該產(chǎn)品本身還有許多可待改進(jìn)之處。本申請人是國內(nèi)最早參與設(shè)計、開發(fā)無閥鑿巖機的技術(shù)人員之一，并曾參與起草制訂國家第一個氣腿式鑿巖機標(biāo)準(zhǔn)，并榮獲1978年全國科學(xué)大會獎。本申請人深諳各種鑿巖機的特點，尤其對其新設(shè)計開發(fā)的無閥鑿巖機之優(yōu)劣，更是心中有數(shù)。由于過去我們對它認(rèn)識不夠和缺乏經(jīng)驗，另一方面，因當(dāng)時對鑿巖機的分析、評價還停留在運動學(xué)的觀點上，在應(yīng)用現(xiàn)代鑿巖波動力學(xué)方面考慮得太少，況且當(dāng)時的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)還沒有與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌，缺乏對波動理論及其應(yīng)用的研究，由此帶來無閥鑿巖機設(shè)計上的先天不足，在使用上造成某些不良后果所謂“一高四大”即頻率高、振動大、耗油大、零件損耗大和工作環(huán)境污染大。盡管經(jīng)過不斷改進(jìn)，但仍有所不足，如振動問題比較突出。同時，對無閥鑿巖機的優(yōu)勢和潛在能力更未充分發(fā)揮和利用。至少體現(xiàn)在以下幾個方面1、利用壓氣膨脹作功不夠充分。這本是無閥鑿巖機的最大特點之一，它在省氣、節(jié)能和鑿巖經(jīng)濟性指標(biāo)上應(yīng)是所有產(chǎn)品之冠，但過去在設(shè)計上恰恰在膨脹行程上取值太小，不僅造成沖擊頻率高，而且在利用壓氣膨脹作功上也不夠充分，因此在省氣、節(jié)能方面未達(dá)較佳水平。2、以鑿巖波動力學(xué)的觀點衡量，無閥氣腿式鑿巖機的活塞幾何形狀相對比較合理，它的沖擊應(yīng)力波形僅次于液壓鑿巖機，比有閥的好，最大應(yīng)力峰值較小，對釬具損耗較少。這一事實早已為1972年全國氣腿式鑿巖機2000鉆米對比試驗所證實，只是至今尚未被人們所認(rèn)識。3、同液壓鑿巖機一樣，只要對無閥鑿巖機某個零件的個別尺寸稍加調(diào)整(或多配一個零件)，即可實現(xiàn)變頻(改變沖擊能大小)，就可使產(chǎn)品適用于各種軟、硬不同的巖石，擴大使用范圍。4、關(guān)于氣動鑿巖機排出的油霧十分令人厭惡，它是個長期得不到解決的難題。早在1972年本申請人參加國家組織的全國鑿巖機質(zhì)量調(diào)查組時，就有許多礦山代表對此反映強烈，他們提出工人井下作業(yè)，油霧大不但污染環(huán)境，損害健康，而且工作面模糊不清，影響作業(yè)和打眼質(zhì)量，職工的勞保用品(雨衣、膠鞋)也極易損壞。面對這個令人頭痛的難題，長期以來，設(shè)計人員都習(xí)以為常，連想都很少去想。由于無閥鑿巖機的活塞與有閥鑿巖機的活塞不同，由三個圓柱體構(gòu)成，只要調(diào)整其支承導(dǎo)向部位，便可實現(xiàn)摩擦副的轉(zhuǎn)移。從而無須潤滑油再進(jìn)入氣缸，自然實現(xiàn)氣缸排出的廢氣就沒有油霧了。對于這個潛在的優(yōu)勢過去設(shè)計人員也一直未曾認(rèn)識和利用。
另外，現(xiàn)有國內(nèi)外氣腿式鑿巖機的傳統(tǒng)潤滑方式是采用注油器，即在進(jìn)氣彎管82與氣管接頭83之間設(shè)有外掛油壺84，注油器把油與氣混合，油隨高壓氣一起流到機器內(nèi)部各表面。這樣，機器到處有油(不管需不需要潤滑油)，油耗很大，油參與活塞循環(huán)運動，未經(jīng)充分利用即被排出，不但浪費大，而且污染環(huán)境，作業(yè)面霧氣騰騰、模糊不清、影響作業(yè)質(zhì)量，而且極易損壞勞保用品，礦井工人迫切希望得到解決。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述情況，本發(fā)明的目的是提供一種既無油霧又工作效能更高、節(jié)能效果更好，且結(jié)構(gòu)更加合理的節(jié)能氣腿式鑿巖機。
為實現(xiàn)上述目的，一種無油霧節(jié)能氣腿式鑿巖機，包括一主機，該主機的中部設(shè)一氣缸體，氣缸體前端與導(dǎo)向體后止口固聯(lián)，導(dǎo)向體前止口與機頭固聯(lián)，機頭前部設(shè)有釬卡，氣缸體內(nèi)配置活塞，活塞中心部設(shè)有氣針，活塞前部的活塞打擊桿與螺旋母、鍵套適配，活塞中部的活塞小頭與導(dǎo)套適配，螺旋母與棘輪緊固，棘輪后端面與導(dǎo)向體前止口相靠，棘輪前端面與轉(zhuǎn)動套后端面相靠，鍵套與轉(zhuǎn)動套緊固，轉(zhuǎn)動套前頭內(nèi)孔與釬套緊固，活塞中部的活塞大頭與氣缸體適配，活塞尾部的活塞配氣桿與閥體適配，該閥體經(jīng)閥體前止口與氣缸體固聯(lián)，經(jīng)閥體后止口與柄體固聯(lián)，柄體上操縱閥與進(jìn)氣彎管連通，在氣缸體中前部的垂直方向設(shè)有活動聯(lián)接氣腿的聯(lián)接軸套，其中連通柄體上操縱閥柄體空腔的進(jìn)氣彎管直接與輸送壓縮空氣的氣管接頭連接，在閥體與導(dǎo)向體的空位處增設(shè)儲油室，所述的儲油室包括設(shè)置在閥體上的后油室，設(shè)置在導(dǎo)向體上的前油室以及連通它們的過油孔。
為了實現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，其進(jìn)一步的措施是所述后油室的加油孔處設(shè)有連通前油室的過油孔，所述后油室的底部設(shè)有油針孔及油針，油針孔連通活塞配氣桿與閥體適配的間隙處，所述油針的過流面積與油針孔面積之比為1∶10-20。
所述前油室包括進(jìn)油孔、出油孔以及連通進(jìn)油孔與出油孔的過油孔，所述出油孔的出口設(shè)置在活塞小頭與導(dǎo)套與導(dǎo)向體適配的各間隙處，在出油孔與進(jìn)油孔之間的導(dǎo)向體上設(shè)有油氣隔離板和調(diào)節(jié)油針及調(diào)節(jié)油孔。
所述釬卡主要包括一防護(hù)卡，該防護(hù)卡經(jīng)釬卡螺栓固定于釬卡頭部的兩側(cè)圓孔內(nèi)。
所述活塞中部的活塞大頭與氣缸體適配處為無油潤滑區(qū)，活塞尾部的活塞配氣桿直徑A5為Φ32mm f6-7級精度配合。
所述活塞的質(zhì)量為2.65kg-2.80kg，其中中孔直徑A1為Φ10mm-Φ13mm，所述活塞中孔是前段孔小于后段孔，前段直徑Φ8.5mm，后段直徑Φ10mm-Φ13mm，活塞配氣桿右端大頭的左端至活塞尾部配氣桿右端距離A2為30mm-35.9mm，活塞大頭凹槽槽腔深A(yù)4為18mm-19mm。
所述閥體前止口外徑Φ95mm的長度B3為12mm，閥體前止口右端至閥體閥圈底面距離B1為14mm-15mm，閥體閥圈底面大徑壁厚B2為4mm-4.5mm。
所述的導(dǎo)套、鍵套、螺旋母是采用鋼質(zhì)材料作基體，銅合金作內(nèi)襯的雙金屬結(jié)構(gòu)，其導(dǎo)套還可采用鋼質(zhì)材料作基體，內(nèi)孔表面鍍多孔性硬鉻的雙金屬結(jié)構(gòu)。
所述的氣針是采用側(cè)壁無孔管。
所述氣腿的氣缸缸體采用玻璃鋼制造，其氣腿氣缸兩端連接處采用鋼套與玻璃鋼管相結(jié)合的膠粘工藝。
本發(fā)明采用在閥體與導(dǎo)向體的空位處增設(shè)儲油室替代外掛油壺將油氣分開代替?zhèn)鹘y(tǒng)的油氣混合潤滑和同時對部分結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整的技術(shù)方案，克服了現(xiàn)有傳統(tǒng)氣腿式鑿巖機即頻率高、振動大、耗油大、零件損耗大、工作環(huán)境污染大的缺陷，使其具有節(jié)能、高效、環(huán)保、安全的特點；相比現(xiàn)有技術(shù)具有“一快一高一無和四小”，即鉆速快，效率高，無污染，耗氣小，耗油小，釬具損耗小，振動小。尤其是潤滑油不進(jìn)氣缸，不排油霧，即潤滑油不參與氣缸內(nèi)活塞循環(huán)運動的新結(jié)構(gòu)及潤滑原理，普遍適用于各種無閥鑿巖機。特別適用于礦山開采和石方工程鑿巖作業(yè)的各種無閥鑿巖機。
本發(fā)明相比現(xiàn)有傳統(tǒng)氣腿式鑿巖機所取得的明顯進(jìn)步如下1、取消注油器，將油氣分開，變整體集中潤滑為局部潤滑，潤滑油不參與活塞往復(fù)循環(huán)。在閥體與導(dǎo)向體的空位處增設(shè)儲油室替代外掛油壺，將油氣分開代替?zhèn)鹘y(tǒng)的油氣混合潤滑和同時對部分結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。
2、轉(zhuǎn)移活塞的支承和導(dǎo)向摩擦副位置，并相應(yīng)調(diào)整其配合尺寸公差，實現(xiàn)氣缸不進(jìn)、排油霧。
3、更新氣腿氣缸材料，用玻璃鋼管取代標(biāo)準(zhǔn)硬鋁管。氣腿氣缸(外管)采用玻璃鋼管，兩端膠接上鋼質(zhì)螺紋接頭，取代傳統(tǒng)使用的標(biāo)準(zhǔn)硬鋁管(容易產(chǎn)生摩擦碰撞火花，不符合國家煤礦安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn))。
4、增設(shè)斷釬防護(hù)結(jié)構(gòu)——防護(hù)卡。
5、更換有色金屬材料料和制造工藝。
6、具有“高效、節(jié)能、環(huán)保、安全”的綜合效果。
本發(fā)明適于配用普通(單級雙向)氣腿)以及雙級下伸式(單向)氣腿。
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。


圖1為本發(fā)明無油霧節(jié)能氣腿式鑿巖機具體實施方式
的剖視圖。
圖2為圖1中原外掛油壺位置(附圖標(biāo)記84的雙點劃線部分)的俯視圖。
圖3為本發(fā)明無油霧節(jié)能氣腿式鑿巖機的潤滑系統(tǒng)示意圖。
圖4為圖1所示進(jìn)氣彎管與氣管接頭直接連通的C-C剖視圖。
圖5為圖1所示活塞小頭與機頭適配連接的A-A剖視圖。
圖6為圖1所示導(dǎo)向體調(diào)節(jié)油針的D-D放大剖視圖。
圖7為圖1所示鑿巖機機頭與釬卡的另一種具體實施方式
剖視圖(YTW26型)。
圖8為圖1所示閥體的剖視圖。
圖9為圖8所示油針過油面積的B向放大視圖。
圖10為圖8所示閥體的A向視圖。
圖11為圖1所示導(dǎo)向體儲油室的剖視圖。
圖12為圖11所示導(dǎo)向體儲油室的E-E及F-F剖視圖。
圖13為圖1所示活塞剖視圖。
圖14為圖1所示釬卡的剖視圖。
圖15為圖14所示釬卡中防護(hù)卡的A向視圖。
圖16為圖1所示連接于聯(lián)接軸套處的氣腿主視圖。
圖17為圖16所示氣腿氣缸的剖視圖。
其中1、氣缸體，11、轉(zhuǎn)動套，12、釬套，13、氣缸排氣口，14、刺爪，15、前氣室，16、氣缸孔道，2、導(dǎo)向體，21、導(dǎo)向體后止口，22、導(dǎo)向體前止口，23、油氣隔離板，24、壓氣孔道，3、機頭，31、釬卡，32、防護(hù)卡，33、圓孔，34、釬卡螺栓，35、釬桿，36、釬肩，4、活塞，40、氣針，41、活塞打擊桿，42、鍵套，43、活塞小頭，44、活塞大頭，45、活塞配氣桿，46、凹槽槽腔，5、氣腿，51、聯(lián)接軸套，52、氣腿氣缸，53、連接處，54、鋼套，55、玻璃鋼管，56、氣腿活塞桿，6、導(dǎo)套，61、螺旋母，62、棘輪，7、閥體，71、閥體前止口，72、閥體后止口，73、間隙處，74、調(diào)節(jié)油針，75、調(diào)節(jié)油孔，76、閥圈，77、回程進(jìn)氣槽，78、回程進(jìn)氣孔，79、閥體孔道，8、柄體，81、柄體空腔，82、進(jìn)氣彎管，83、氣管接頭，84、油壺，85、接頭，86、操縱閥，87、調(diào)壓閥，871、調(diào)壓閥槽腔，88、操縱閥孔道，89、柄體孔道，9、儲油室，90、過流面積，91、后油室，92、前油室，93、過油孔，94、加油孔處，95、油針孔，96、油針，97、進(jìn)油孔，98、出油孔。
具體實施例方式
附圖所示的無油霧節(jié)能氣腿式鑿巖機，包括一主機，該主機的中部設(shè)一氣缸體1，氣缸體1前端與導(dǎo)向體后止口21固聯(lián)，該固聯(lián)處的適配長度為30mm，此為增加活塞行程，提高活塞的沖擊能；導(dǎo)向體前止口22與機頭3固聯(lián)，機頭3前部設(shè)有釬卡31，為了達(dá)到預(yù)防釬桿35從釬肩36處斷裂飛出傷人，其釬卡31主要包括一防護(hù)卡32，該防護(hù)卡32經(jīng)釬卡螺栓34固定于釬卡頭部的兩側(cè)圓孔33上。氣缸體1內(nèi)配置活塞4，活塞4中心部設(shè)有氣針40，為了增加氣壓的密封效果，減少耗氣量，氣針40改側(cè)壁有孔管為側(cè)壁無孔管。活塞4前部的活塞打擊桿41與鍵套42適配，活塞4中部的活塞小頭43與導(dǎo)套6以及螺旋母61、棘輪62適配。為了降低成本，節(jié)省用銅量和防止因零件的摩擦發(fā)熱而導(dǎo)致卡住活塞，本實施例將導(dǎo)套6、鍵套42、螺旋母61采用比全銅質(zhì)線性彭脹系數(shù)小的半銅半鋼結(jié)構(gòu)，它們均采用鋼質(zhì)材料作基體，銅合金作內(nèi)襯的雙金屬結(jié)構(gòu)，其導(dǎo)套6還可采用鋼質(zhì)材料作導(dǎo)套基體，內(nèi)孔表面鍍多孔性硬鉻的雙金屬結(jié)構(gòu)。
為了實現(xiàn)不排油霧，將活塞4中部的活塞大頭44與氣缸體1適配處設(shè)為無油潤滑區(qū)，為了實現(xiàn)摩擦副轉(zhuǎn)移后的配合精度，將活塞大頭44與氣缸體1配合處懸空，改活塞4尾部的活塞配氣桿45與閥體7適配，提高活塞配氣桿45尺寸A5的配合精度為f6-7級精度配合。活塞大頭44左端至活塞尾部的活塞配氣桿45右端距離A2為30mm-35.9mm，對應(yīng)活塞大頭44內(nèi)的凹槽槽腔46槽深處直徑A3為Φ24.5mm-Φ25mm(槽深約3.5mm)，槽腔深A(yù)4為18mm-19mm，活塞配氣桿45直徑A5為Φ32mm f6-7。為了增大活塞4的行程，降低活塞4的沖擊頻率，達(dá)到整機降頻的效果，使活塞4的質(zhì)量控制在2.65kg-2.80kg，其中中孔直徑A1為Φ10mm-Φ13mm。為了實現(xiàn)油氣分開運行，設(shè)儲油室替代外掛油壺，采用在閥體7與導(dǎo)向體2的空位處增設(shè)儲油室9將油氣分開替代傳統(tǒng)的油氣混合潤滑，閥體7經(jīng)閥體前止口71與氣缸體1固聯(lián)，經(jīng)閥體后止口72與柄體8固聯(lián)，閥體前止口71外徑Φ95mm的長度B3為12mm，閥體前止口71右端至閥體7閥圈76底面距離B1為14mm-15mm，閥體閥圈76底面大徑壁厚B2為4mm-4.5mm。在氣缸體1中前部的垂直向設(shè)有活動固聯(lián)氣腿5的聯(lián)接軸套51，為了減少現(xiàn)有硬鋁管因含鎂量高容易產(chǎn)生火花引起爆炸；又要克服含鎂量低導(dǎo)致強度不夠而達(dá)不到較好的防爆效果，以及節(jié)約鋁合金的目的，氣腿5的氣缸選取玻璃鋼材質(zhì)，將氣腿氣缸52的兩端連接處53采用鋼套54與玻璃鋼管55相結(jié)合的膠粘工藝制造。為了實現(xiàn)油氣分開運行，達(dá)到氣腿式鑿巖機無油霧，尤其是潤滑油不進(jìn)氣缸，不向工作場地排放油霧，即潤滑油不參與氣缸內(nèi)活塞循環(huán)運動的效果，而且對無閥鑿巖機是普遍適用。其中將連通柄體空腔81的進(jìn)氣彎管82直接與輸送壓縮空氣的氣管接頭83連接，即去掉進(jìn)氣彎管82與氣管接頭83之間的油壺84，在閥體7與活塞4的空位處增設(shè)儲油室9。儲油室9包括設(shè)置在閥體7上的后油室91，該后油室91的加油孔處94設(shè)有連通前油室92的過油孔93，為了節(jié)約用油，于后油室91的底部設(shè)油針孔95及油針96，油針96的過流面積90與油針孔95面積之比為1∶15，該油針孔95連通活塞配氣桿45與閥體7適配的間隙處73。儲油室9還包括設(shè)置在導(dǎo)向體2上的前油室92，前油室92包括進(jìn)油孔97、出油孔98以及連通進(jìn)油孔97與出油孔98的過油孔93。出油孔98的出口設(shè)置在活塞小頭43與導(dǎo)套6適配的各間隙處73，在出油孔98與進(jìn)油孔97之間的導(dǎo)向體2上設(shè)有油氣隔離板23和調(diào)節(jié)油針74及調(diào)節(jié)油孔75。
參見附圖，(1)本發(fā)明的潤滑系統(tǒng)是在閥體7與導(dǎo)向體2的空位處增設(shè)儲油室9替代外掛油壺84將油氣分開代替?zhèn)鹘y(tǒng)的油氣混合潤滑。只要旋開閥體7上的油蓋，直接把油注入便可把潤滑油儲藏到前、后油室中。開啟機器，油便自動隨壓氣流到所需潤滑部位。油量大小可以調(diào)節(jié)；活塞4尾部油量大小通過油針96控制過油面積90大小，前油室92輸出油量大小通過油針調(diào)節(jié)控制，見潤滑系統(tǒng)示意圖3。前、后油室92、91節(jié)油量大小及其潤滑結(jié)構(gòu)原理可參見附圖。前油室92潤滑與調(diào)節(jié)，如附圖所示導(dǎo)向體2內(nèi)設(shè)有油氣隔離板23將油、氣隔離，潤滑油在壓氣(通過小間隙)的壓力下進(jìn)入進(jìn)油孔，過油孔，到閥孔經(jīng)過調(diào)節(jié)油針控制間隙流出出油孔，到活塞與導(dǎo)套的配合間隙，同時藉助于壓氣流動和活塞4運動將潤滑油分布到需要潤滑的表面。油量大小可通過油針調(diào)節(jié)，控制其過油間隙(面積)大小。后油室91潤滑與調(diào)節(jié)后油室91主要用于潤滑活塞4尾部摩擦副(含閥孔和活塞尾部配氣桿處)。后油室91底部鉆有Φ3孔即油針孔95，將油針95Φ3裝進(jìn)油針孔95內(nèi)，油針96頭部(8-10mm長)切出小平面，使平面與Φ3孔內(nèi)圓形成一個細(xì)小的弓形面積即過流面積90，通過改變油針96針頭部小平面的大小(更換預(yù)先制好的油針)，控制過流面積90的大小，便可改變注油量的大小。注油量選擇好后，油流入活塞4尾部外圓即活塞配氣桿45與閥體7孔配合間隙，并藉助壓氣的波動和活塞4運動達(dá)到潤滑的目的。前、后油室92、91是聯(lián)通的，加油時只要擰開閥體7(后油室91)油蓋，便可將油于前、后油室92、91一次性加滿完成。(2)轉(zhuǎn)移活塞4的支承和導(dǎo)向摩擦副位置，并相應(yīng)調(diào)整其配合尺寸公差，實現(xiàn)氣缸不進(jìn)、排油霧。將活塞4上三處圓柱作主要支承和導(dǎo)向配合面的活塞前部打擊桿41配合面、活塞大頭44配合面轉(zhuǎn)移到活塞尾部的活塞配氣桿45和活塞前部的活塞打擊桿41，活塞中部的活塞大頭44與氣缸體1的配合面便由過去的摩擦副轉(zhuǎn)變成非摩擦副了。相應(yīng)把活塞尾部活塞配氣桿45(Φ32)與閥體1孔的配合間隙與尺寸公差應(yīng)適當(dāng)減小，以保證活塞4上三處圓柱配合的同軸度。加工裝配時，對活塞大頭44(Φ95)與氣缸孔的配合間隙可適當(dāng)放大。同時對活塞4各部分相關(guān)尺寸進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整。(3)氣腿氣缸52(外管)采用玻璃鋼管55，兩端連接處53膠接上鋼質(zhì)螺紋鋼套54，取代傳統(tǒng)使用的標(biāo)準(zhǔn)硬鋁管(不符合國家煤礦安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn))；在氣腿5聯(lián)接軸套51與導(dǎo)向蓋兩接觸面間增加一個密封圈，以加強氣密性。(4)在機頭3釬卡31處增設(shè)了防止釬桿35滑脫的斷釬防護(hù)結(jié)構(gòu)——防護(hù)卡32。經(jīng)研究，釬桿35斷裂的主要原因是由于縱向應(yīng)力為主(高周波疲勞)，且內(nèi)孔在水腐蝕和應(yīng)力的共同作用下其疲勞裂紋多于外表，而釬肩36前的高值應(yīng)力頻次比釬桿35中部大，疲勞裂紋比中部多，且長而深，因此斷釬的危險部位主要發(fā)生在釬肩36前。(5)對重要易損零件采用更換材料和制造工藝等措施。本發(fā)明以QSn10(鑄造錫青銅)或無錫青銅QAl10-3-1.5、QAl9-4代替QSn7-0.2，并已得到初步驗證。將產(chǎn)品中三件(導(dǎo)套、鍵套、螺旋母)采用雙金屬結(jié)構(gòu)和特種工藝措施制作。用薄層青銅套(雙金屬)取代線脹系數(shù)大，摩擦發(fā)熱表面變形較大的并且材料昂貴而緊缺的錫青銅QSn7-0.2。在工藝措施上采用以鋼為基體在內(nèi)孔或花鍵齒表層箝鑄一層青銅，導(dǎo)套6還可采用以鋼為基體內(nèi)孔表面加鍍一薄層(約0.1mm)多孔性硬鉻的方法，克服了傳統(tǒng)工藝必須經(jīng)鍛造或其它冷作硬化措施消除QSn7-0.2青銅材料強度較低的缺陷和解決了因其中含磷0.2％而導(dǎo)致在鍛造或冷硬加工中極易產(chǎn)生裂紋的矛盾；經(jīng)改進(jìn)后的產(chǎn)品除可節(jié)省大量青銅材，降低成本等優(yōu)點外，還可以提高摩擦副使用壽命與使用效果性能。(6)適用范圍擴大，本機除配用普通(單級雙向)氣腿外，還可以配用FT140S型雙級下伸式(單向)氣腿。(國內(nèi)已有一種雙級上伸式氣腿，結(jié)構(gòu)上有較大差別)。(7)綜合效果。實現(xiàn)上述技術(shù)改進(jìn)后，將推出我國第二代新型無閥氣腿式鑿巖機。它除了具有原有無閥鑿巖機的優(yōu)點(如節(jié)能、省氣、高效、扭矩大、結(jié)構(gòu)簡單、維修方便等)外，還具有下列特色1)、在保持高效(鑿速快)的前提下，節(jié)能、省氣更好，經(jīng)濟性能指標(biāo)(耗氣量/鉆米)最好；2)、沖擊應(yīng)力波形更好，最大應(yīng)力峰值更小，釬具損耗較少；3)、氣缸只排氣不排油霧，油、氣資源節(jié)約2/3左右，更重要的是不污染環(huán)境、作業(yè)面清晰、不損壞勞保用品；4)、同液壓鑿巖機一樣，容易實現(xiàn)變頻(變沖擊能)適用性更廣；5)、降頻、減振，性能更優(yōu)，工人的勞動條件也得到改善，6)、采取了安全措施，更符合國家安全生產(chǎn)的要求。因此，本發(fā)明產(chǎn)品具有“高效、節(jié)能、環(huán)保、安全”的綜合效果。它將以較好的技術(shù)性能和較低的經(jīng)濟成本提高在市場中的競爭力。僅以省氣、節(jié)能為例，根據(jù)行業(yè)檢測中心測定，在P＝0.49MPa的常用氣壓下的經(jīng)濟性指標(biāo)，型號YT24、7655與YTP26之比為1.32∶1.53∶1。而新機型YTW26系列比YTP26更省氣(約10％)經(jīng)濟性指標(biāo)更好。也就是說按新機型按目前大量使用的有閥鑿巖機省氣40％計，每個工作日每臺可節(jié)電10-15kwh，全國每天平均3萬臺投入使用，則全年節(jié)能約為1.5億kwh。不但節(jié)約了巨大的電費(按0.6元/kwh計為9千萬元)，對于面臨能源緊缺的當(dāng)前，更具有重大現(xiàn)實意義和實用價值。又如在原材料代用方面如用塑料(玻璃鋼)管，一臺可節(jié)省鋁合金4.2kg，加上配件每年節(jié)省鋁合金約300噸，同時用鋼代替青銅，每年也可節(jié)約錫青銅QSn7-0.2 50噸以上。不僅節(jié)約了大量的材料費用，尤其為國家節(jié)約了大量緊缺的有色金屬。
參見附圖，本發(fā)明經(jīng)計算機模塊對各項重要技術(shù)參數(shù)與相關(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了最優(yōu)化的設(shè)計，其設(shè)計原理和實際效果提出如下標(biāo)準(zhǔn)1、技術(shù)參數(shù)型號 YTW26(YTW28)**缸徑×結(jié)構(gòu)行程 mm×min95×60使用氣壓 0.49MPa0.63MPa沖擊能 J ≥64 ≥75沖擊頻率 Hz≥37 ≥41鑿巖耗氣量 l/s ≤48.5 ≤80鑿巖速度 mm/min ≥360 ≥450經(jīng)濟指標(biāo) l/m(鉆米) ≤6600 ≤6900耗油量 ml/h≤402、相關(guān)結(jié)構(gòu)和尺寸(公差)調(diào)整及調(diào)整原理**.YTW26與YTW28技術(shù)參數(shù)相同，兩者只是機頭及釬卡在結(jié)構(gòu)上有區(qū)別。YTW26采用的釬卡和機頭結(jié)構(gòu)是原YTP26的型式，如參見圖7，YTW26的特點是結(jié)構(gòu)簡單，緊湊，機頭、釬卡等零部件都可以通用，互換，但使用的可靠性差些。YTW28采用的釬卡和機頭結(jié)構(gòu)型式在國內(nèi)使用比較普遍，它的突出優(yōu)點是拔釬的可靠性好，但零部件較多且有些零部件容易損壞，比較起來，國內(nèi)用戶比較歡迎和習(xí)慣于使用YTW28。因此，本發(fā)明采用兩種形式。
主導(dǎo)原則增大行程，增加活塞質(zhì)量，增大前后氣室，調(diào)整打擊點，增大回程充氣過程，減小反排壓，調(diào)整潤滑部位和潤滑系統(tǒng)，變更相關(guān)結(jié)構(gòu)；活塞配氣桿前氣墊長度調(diào)整為14mm；打擊點位置過排氣口前沿2mm；對應(yīng)活塞大頭內(nèi)的凹槽槽腔槽深A(yù)2為18mm-19mm；
活塞質(zhì)量為2.65-2.80kg；活塞尾部配氣桿長度60.5-66.0mm(變頻活塞根據(jù)需要取變動范圍)；活塞中孔尺寸為Φ10×200mm，前部為Φ8.3mm(或Φ8.5mm)；活塞配氣桿頸部外圓為Φ24-Φ25mm；活塞大頭凹槽槽腔深度為18.5±0.5mm；閥體閥圈Φ56-Φ58mm，壁厚為4.5mm，閥座Φ86mm，深為16mm；閥體前止口外徑Φ95mm長12mm；在閥體與導(dǎo)向體的空位處增設(shè)儲油室；增設(shè)過油孔2-Φ6mm；增設(shè)油室底部小孔Φ3mm，可用油針調(diào)節(jié)過油面積，達(dá)到調(diào)節(jié)油量大??；導(dǎo)向體擴大溝槽空間作儲油室，將油氣分開，導(dǎo)向體毛坯設(shè)隔板；設(shè)有吸油、過油和調(diào)節(jié)油孔(油閥孔)；氣缸增設(shè)加油孔處到前油室的過油孔2-Φ6mm；氣針與傳統(tǒng)的不同，管壁不鉆孔，以減少耗氣量；為了充分利用現(xiàn)有無油霧節(jié)能氣腿式鑿巖機進(jìn)行改進(jìn)，只需在市售無閥氣腿式鑿巖機上去掉油壺，并將氣缸部件及相應(yīng)尺寸在編制工藝時作出調(diào)整就能實施。
本發(fā)明的工作原理從空壓機出來的高壓氣體(簡稱壓氣)經(jīng)傳輸管道，進(jìn)入膠管，膠管與氣管接頭83連接，氣管接頭83又與接頭85緊密相連，接頭85另一端通過螺紋聯(lián)接在進(jìn)氣彎管82上，壓氣從膠管經(jīng)氣管接頭83、接頭85、進(jìn)氣彎管82、進(jìn)到操縱閥86后經(jīng)進(jìn)氣孔與柄體空腔81連通。機具啟動時，將操縱閥86的手柄打開，操縱閥86處于圖1所示位置，壓氣由柄體空腔81直接流入柄體上操縱閥86，并作用于活塞配氣桿45的尾端上；同時，有一部分壓氣經(jīng)閥體7空腔進(jìn)入氣缸體1的后部空腔和活塞大頭44凹槽槽腔槽腔46的空腔內(nèi)，在壓氣作用下，推動活塞4向前運動，直至打擊釬尾(釬具尾端)，沖程結(jié)束。此時，活塞中圓即活塞大頭44后端已打開氣缸體1中部氣缸排氣口13，把氣缸后腔的壓氣排空；另一方面，活塞配氣桿45尾端，也越過閥體7回程進(jìn)氣槽77，壓氣由回程進(jìn)氣孔78進(jìn)到活塞大頭44前腔即氣缸體1的前氣室15，在壓氣作用下，活塞4進(jìn)入返回(即活塞回程)運動，直至回程終結(jié)。由于活塞打擊桿41上有4條直槽和4條螺旋槽直槽(花鍵槽)與鍵套42上的直齒適配。鍵套42的外圓用螺紋緊聯(lián)在轉(zhuǎn)動套11上，轉(zhuǎn)動套11的前頭有一內(nèi)孔與帶六方孔的釬套12外圓緊配；同理，螺旋槽則與螺旋母61的螺旋齒適配。螺旋母61的外圓用螺紋緊聯(lián)在棘輪62上，棘輪62的后端與導(dǎo)向體前止口22相靠，棘輪62的前端與轉(zhuǎn)動套11的后端面相靠(稍有間隙)。當(dāng)活塞4作沖程運動時，棘輪62轉(zhuǎn)動，活塞4作直線運動；當(dāng)活塞4作回程運動時，棘輪62被棘爪14頂住，不能轉(zhuǎn)動，活塞4受到與棘輪62緊固一起的螺旋母61上螺旋齒的約束，只能作螺旋返回運動(即活塞回程時，在作直線返回的同時，又旋轉(zhuǎn)一定角度)，在活塞4旋轉(zhuǎn)一角度的同時，又通過其上的直槽與鍵套42的花鍵齒相配合，便帶動轉(zhuǎn)動套11和釬套12也旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的角度，并帶動與釬套適配的釬具也轉(zhuǎn)過相應(yīng)的角度。當(dāng)活塞4連續(xù)往復(fù)循環(huán)運動的情況下，釬套12帶動與其適配的釬具作旋轉(zhuǎn)運動(即完成轉(zhuǎn)釬運動)。由此可見，鑿巖機的主運動，實際上是活塞4沖程直線(沖擊)運動和活塞4回程的螺旋(直線返回+旋轉(zhuǎn))運動。通過這個主運動去實現(xiàn)釬具對巖石的鑿入和旋轉(zhuǎn)(釬具變位)運動，從而實現(xiàn)在巖石上鉆鑿出炮孔。
鑿巖作業(yè)時，壓氣流動的途徑壓氣經(jīng)膠管，氣管接頭83、接頭85、進(jìn)氣彎管82進(jìn)入操縱閥86，由操縱閥86把壓氣分配(分流)1、主要一部分壓氣經(jīng)壓氣孔道進(jìn)入柄體上操縱閥86，其中大部分經(jīng)閥體7的空腔分別先后進(jìn)入氣缸的后腔室和活塞4中圓即活塞大頭44的凹槽槽腔46——沖程時；或者進(jìn)入氣缸的前氣室15——回程時，(沖程，回程進(jìn)氣在結(jié)構(gòu)上是互為連鎖的)，使活塞4作往復(fù)循環(huán)運動，這部分壓氣約占總耗氣的2/3，是最主要的。2、進(jìn)入柄體上操縱閥86的壓氣，還有一部分除經(jīng)常作用于活塞配氣桿45尾端外，有小部分經(jīng)活塞4中孔與氣針40之間的間隙73，從活塞4的打擊端吹出，以防止釬尾中孔的水倒流(即“封水”作用)。3、操縱閥86還分配一小股壓氣經(jīng)柄體8、閥體7、氣缸體1的強吹氣道進(jìn)入導(dǎo)向體兩隔板23之空間，到導(dǎo)向體孔道24進(jìn)入機頭3，把潤滑油吹送到棘輪62、轉(zhuǎn)動套11、螺旋母61、鍵套42、活塞4、釬套12等件(齒、槽、外圓、內(nèi)孔及端面)，有需要潤滑的摩擦表面。4、操縱閥86還分配一小部分壓氣經(jīng)操縱閥孔道88進(jìn)入柄體孔道89，到調(diào)壓閥槽腔871，經(jīng)柄體孔道89，閥體孔道79，氣缸孔道16，再進(jìn)入氣腿上腔推動氣腿活塞桿56運動。這部分壓氣主要作用是調(diào)節(jié)氣腿的伸縮。
潤滑油路系統(tǒng)說明機具啟動前，作好加油準(zhǔn)備。把油蓋擰開，把油從注油口94直接注入后油室91，當(dāng)油加到一定高度時，油就會開始自動分流，經(jīng)過油孔93直接流入導(dǎo)向體2的前油室92，當(dāng)油注滿后，擰緊油蓋即告完成。
當(dāng)機具啟動后進(jìn)入鑿巖作業(yè)時，潤滑油的分布與流向借助壓氣的波動，后油室91的油，經(jīng)油針96的過油面積90，流入活塞配氣桿45與閥體7孔之間的間隙73(后部的間隙)，潤滑活塞配氣桿45外圓與閥體7孔摩擦面，油量大小是通過改變油針96的過流面積90實現(xiàn)的。前油室92流出的油量大小是通過安裝在導(dǎo)向體2上的調(diào)節(jié)油針74來實現(xiàn)的。經(jīng)過調(diào)節(jié)后的適量潤滑油經(jīng)出油孔98流進(jìn)導(dǎo)套6內(nèi)孔與活塞打擊桿41外圓之間的間隙73(前部間隙)，除了潤滑這對摩擦副本身外，同時還有一部分油借助活塞4的往返運動和壓氣大小的變化，把油往返傳送(通過間隙73及強吹孔道等)，一部分油流往前面機頭3的內(nèi)孔表面和在其內(nèi)轉(zhuǎn)動的棘輪62、轉(zhuǎn)動套11的外圓表面；并流往棘輪62、轉(zhuǎn)動套11的端面；還有一部分隨壓氣流到釬套12的六方孔表面，潤滑釬尾與釬套12摩擦副。同時，有一部分在活塞打擊桿41外圓與導(dǎo)套6內(nèi)孔之間的間隙73的油，則沿著活塞打擊桿41外圓隨壓氣流向活塞4的八條槽，及相應(yīng)花鍵齒側(cè)間隙中潤滑螺旋副和花鍵副。另外，還有一部分油隨活塞運動和壓差的變化向后流動。并經(jīng)導(dǎo)向體的過油孔93進(jìn)入氣缸體1內(nèi)，經(jīng)氣缸流到聯(lián)接軸套51與聯(lián)接軸的間隙中。流進(jìn)聯(lián)接軸套51和聯(lián)接軸之間的油，除了潤滑聯(lián)接軸套51本身摩擦副外，還有兩個分支流向1、隨進(jìn)入氣腿氣缸52的壓氣將油一起帶進(jìn)氣腿氣缸52中進(jìn)行潤滑；2、當(dāng)氣腿5快速縮回時，隨壓氣流向進(jìn)入裝在柄體8上的調(diào)壓閥87及柄體空腔81，對調(diào)壓閥87-換向閥這對摩擦副進(jìn)行潤滑。這樣，YTW26(YTW28)鑿巖機內(nèi)需潤滑的摩擦表面都達(dá)到適量的潤滑。只是它有一個較大的突破與創(chuàng)新就是突破了傳統(tǒng)的潤滑方法，氣缸體1與活塞4大圓即活塞大頭44已轉(zhuǎn)變?yōu)榉悄Σ粮保瑵櫥蛷拇瞬辉龠M(jìn)入氣缸，也不參與活塞4的往復(fù)循環(huán)運動，因此再不存在從氣缸排氣口13排出油霧的問題了。并且按傳統(tǒng)的潤滑方法，進(jìn)入氣缸參與活塞往復(fù)運動循環(huán)的這部分潤滑油量最大(占總耗油量2/3以上)，因而有2/3以上的潤滑油也被節(jié)省下來。
以上僅僅是本發(fā)明的較佳實施例；根據(jù)本發(fā)明的上述構(gòu)思，本領(lǐng)域的熟練人員還可對此做出各種修改和變換。例如，油室大小，活塞配合部位等結(jié)構(gòu)及工藝變換；然而，類似的這種變換和修改均屬于本發(fā)明的實質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種無油霧節(jié)能氣腿式鑿巖機，包括一主機，該主機的中部設(shè)一氣缸體(1)，氣缸體(1)前端與導(dǎo)向體后止口(21)固聯(lián)，導(dǎo)向體前止口(22)與機頭(3)固聯(lián)，機頭(3)前部設(shè)有釬卡(31)，氣缸體(1)內(nèi)配置活塞(4)，活塞(4)中心部設(shè)有氣針(40)，活塞(4)前部的活塞打擊桿(41)與螺旋母(61)、鍵套(42)適配，活塞(4)中部的活塞小頭(43)與導(dǎo)套(6)適配，螺旋母(61)與棘輪(62)緊固，棘輪(62)后端面與導(dǎo)向體前止口(22)相靠，棘輪(62)前端面與轉(zhuǎn)動套(11)后端面相靠，鍵套(42)與轉(zhuǎn)動套(11)緊固，轉(zhuǎn)動套(11)前頭內(nèi)孔與釬套(12)緊固，活塞(4)中部的活塞大頭(44)與氣缸體(1)適配，活塞(4)尾部的活塞配氣桿(45)與閥體(7)適配，該閥體(7)經(jīng)閥體前止口(71)與氣缸體(1)固聯(lián)，經(jīng)閥體后止口(72)與柄體(8)固聯(lián)，柄體上操縱閥(86)與進(jìn)氣彎管(82)連通，在氣缸體(1)中前部的垂直方向設(shè)有活動聯(lián)接氣腿(5)的聯(lián)接軸套(51)，其特征在于連通柄體上操縱閥(86)柄體空腔(81)的進(jìn)氣彎管(82)直接與輸送壓縮空氣的氣管接頭(83)連接，在閥體(7)與導(dǎo)向體(2)的空位處增設(shè)儲油室(9)，所述的儲油室(9)包括設(shè)置在閥體(7)上的后油室(91)，設(shè)置在導(dǎo)向體(2)上的前油室(92)以及連通它們的過油孔(93)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無油霧節(jié)能氣腿式鑿巖機，其特征在于所述后油室(91)的加油孔處(94)設(shè)有連通前油室(92)的過油孔(93)，所述后油室(91)的底部設(shè)有油針孔(95)及油針(96)，油針孔(95)連通活塞配氣桿(45)與閥體(7)適配的間隙處(73)，所述油針(96)的過流面積(90)與油針孔(95)面積之比為1∶10-20。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無油霧節(jié)能氣腿式鑿巖機，其特征在于所述前油室(92)包括進(jìn)油孔(97)、出油孔(98)以及連通進(jìn)油孔(97)與出油孔(98)的過油孔(93)，所述出油孔(98)的出口設(shè)置在活塞小頭(43)與導(dǎo)套(6)與導(dǎo)向體(2)適配的各間隙處(73)，在出油孔(98)與進(jìn)油孔(97)之間的導(dǎo)向體(2)上設(shè)有油氣隔離板(23)和調(diào)節(jié)油針(74)及調(diào)節(jié)油孔(75)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無油霧節(jié)能氣腿式鑿巖機，其特征在于所述釬卡(31)主要包括一防護(hù)卡(32)，該防護(hù)卡(32)經(jīng)釬卡螺栓(33)固定于釬卡頭部的兩側(cè)圓孔(34)內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無油霧節(jié)能氣腿式鑿巖機，其特征在于所述活塞(4)中部的活塞大頭(44)與氣缸體(1)適配處為無油潤滑區(qū)，活塞(4)尾部的活塞配氣桿(45)直徑A5為Φ32mm f6-7級精度配合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無油霧節(jié)能氣腿式鑿巖機，其特征在于所述活塞(4)的質(zhì)量為2.65kg-2.80kg，其中中孔直徑A1為Φ10mm-Φ13mm，所述活塞(4)中孔是前段孔小于后段孔，前段直徑Φ8.5mm，后段直徑Φ10mm-Φ13mm，活塞配氣桿(45)右端大頭的左端至活塞配氣桿(45)右端距離A2為30mm-35.9mm，活塞大頭(44)凹槽槽腔(46)深A(yù)4為18mm-19mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無油霧節(jié)能氣腿式鑿巖機，其特征在于所述閥體前止口(71)外徑Φ95mm的長度B3為12mm，閥體前止口(71)右端至閥體(7)閥圈(76)底面距離B1為14mm-15mm，閥體(7)閥圈(76)底面大徑壁厚B2為4mm-4.5mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無油霧節(jié)能氣腿式鑿巖機，其特征在于所述的導(dǎo)套(6)、鍵套(42)、螺旋母(61)是采用鋼質(zhì)材料作基體，銅合金作內(nèi)襯的雙金屬結(jié)構(gòu)，其導(dǎo)套(6)還可采用鋼質(zhì)材料作基體，內(nèi)孔表面鍍多孔性硬鉻的雙金屬結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無油霧節(jié)能氣腿式鑿巖機，其特征在于所述的氣針(40)是采用側(cè)壁無孔管。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無油霧節(jié)能氣腿式鑿巖機，其特征在于所述氣腿(5)的氣缸缸體采用玻璃鋼制造，其氣腿氣缸(52)兩端連接處(53)采用鋼套(54)與玻璃鋼管(55)相結(jié)合的膠粘工藝。
全文摘要
一種無油霧節(jié)能氣腿式鑿巖機，該主機的氣缸體內(nèi)配置活塞，活塞與閥體適配，閥體經(jīng)閥體前止口與氣缸體固聯(lián)，經(jīng)閥體后止口與柄體固聯(lián)，柄體空腔與進(jìn)氣彎管連通，其中連通柄體空腔的進(jìn)氣彎管直接與輸送壓縮空氣的氣管接頭連接，在閥體與導(dǎo)向體的空位處增設(shè)儲油室。本發(fā)明采用在閥體與導(dǎo)向體的空位處增設(shè)儲油室替代外掛油壺將油氣分開代替?zhèn)鹘y(tǒng)的油氣混合潤滑和同時對部分結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化的技術(shù)方案，克服了現(xiàn)有傳統(tǒng)氣腿式鑿巖機即頻率高、振動大、耗油大、零件損耗大、工作環(huán)境污染大的缺陷，使其具有節(jié)能、高效、環(huán)保、安全的特點；普遍適用于各種無閥鑿巖機，特別適用于礦山開采和石方工程鑿巖作業(yè)的各種無閥鑿巖機。
文檔編號E21B1/00GK1920237SQ200610032259
公開日2007年2月28日 申請日期2006年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月18日
發(fā)明者羅亮光 申請人:羅亮光