專利名稱：鉆巖機及軸向軸承模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鉆巖機，其包括本體、設(shè)置在本體內(nèi)的沖擊元件以及還有鉆柄，工具能被連接到鉆柄上以用于破碎巖石。沖擊裝置包括通過柄對工具產(chǎn)生應(yīng)力脈沖的沖擊元件。而且，鉆巖機包括具有一個或多個壓力介質(zhì)操作的軸向活塞的軸向軸承，利用該軸向軸承可在軸向方向上相對于本體朝擊打方向?qū)⒈苿宇A(yù)定的行進長度。柄的沖擊表面隨后可被設(shè)定在期望的軸向點，用于接收應(yīng)力脈沖。軸向活塞借助壓力介質(zhì)進行操作，其中軸向活塞包括定位在屬于軸向軸承的工作壓力空間中的工作壓力表面，壓力介質(zhì)的壓力可被從進給通道進給到工作壓力空間。隨后，力可在擊打方向上被引導(dǎo)到軸向活塞。另外，本發(fā)明涉及鉆巖機的軸向軸承模塊，其包括一個或多個壓力介質(zhì)操作的軸向活塞。本發(fā)明的領(lǐng)域更詳細地限定在本專利申請的獨立權(quán)利要求的前序部分中。
背景技術(shù)：
鉆巖機裝備有軸向軸承是已知的，屬于鉆巖機的鉆柄能在鉆鑿期間借助于軸向軸承來移動到計劃好的沖擊點。然后，可通過調(diào)節(jié)鉆柄的位置來調(diào)節(jié)擊打力量。此外，軸向軸承可用來衰減從巖石反射回到鉆巖機的應(yīng)力脈沖。軸向軸承通常被定位在鉆巖機的前側(cè)本體和后側(cè)本體之間的中間凸緣中。已知軸向軸承的缺點是其維護是復(fù)雜的且緩慢的。另外，軸向軸承的組裝和部件的可能稍后的更換是困難的。軸向軸承解決方案的又一檢測到的問題是由軸向軸承的操作引起的支撐力在鉆巖機的結(jié)構(gòu)上引起不必要的應(yīng)變。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新穎且改進的鉆巖機和軸向軸承模塊。本發(fā)明的鉆巖機的特征在于軸向軸承包括至少一個軸向軸承模塊，軸向軸承模塊包括至少一個軸向活塞、至少一個密封件、至少一個軸承表面和模塊框架；軸向軸承模塊能整體地拆卸和安裝在適當位置，而不必拆開鉆巖機的本體；且與軸向軸承相關(guān)聯(lián)地存在至少一組支撐裝置，其用于將由軸向軸承引起的支撐力傳遞到鉆巖機的本體，而沒有任何力作用被引導(dǎo)到?jīng)_洗室。本發(fā)明的軸向軸承模塊的特征在于軸向軸承模塊包括至少一個軸向活塞、至少一個密封件、至少一個軸承表面和模塊框架；模塊框架包括用于獨立于鉆巖機緊固軸向軸承模塊的至少一組支撐構(gòu)件；并且軸向軸承模塊是能整體地拆卸和在適當位置安裝在鉆巖機中的均質(zhì)部件。本發(fā)明的構(gòu)思是鉆巖機的軸向軸承包括能整體地拆卸和在適當位置安裝在本體的空間中的一個或多個軸向軸承模塊。軸向軸承模塊包括一個或多個軸向活塞、一個或多個軸承表面和模塊框架。模塊框架配備有用于獨立于鉆巖機緊固模塊框架的必要的支撐構(gòu)件。模塊還具有必要的密封件。另外，由軸向軸承的操作引起的支撐力利用適合的支撐裝置和表面而被傳遞到鉆巖機的本體，使得支撐力不傳遞通過鉆巖機的前側(cè)部分中的沖洗室。而且，構(gòu)思是，軸向軸承模塊布置在適當位置，而不必拆開本體或其部分。本發(fā)明提供了如下優(yōu)點軸向軸承模塊在一個均勻?qū)嶓w中包括用于軸向軸承的操作的所有必要的部件。軸向軸承模塊可方便地以一個實體拆卸且用新的更換。另外，磨損的密封件和可能地還有軸承可在修理車間內(nèi)在良好狀態(tài)下拆卸和更換。當軸向軸承的支撐力通過使用布置到軸向軸承的裝置而傳遞到本體時，支撐力將不使沖洗室產(chǎn)生應(yīng)變，且沖洗室的結(jié)構(gòu)不必基于支撐力來設(shè)計。于是，沖洗室的結(jié)構(gòu)可較輕且在尺寸上較小，這在更換鉆柄時有利于其拆卸和安裝。此外，來自支撐力的額外的應(yīng)變不指向沖洗室的接合表面且沖洗室保持密閉。當指向鉆巖機的關(guān)鍵前端的應(yīng)變被減小時，鉆巖機的強度和可靠性提高。 另外，因為在安裝軸向軸承模塊時不必拆開鉆巖機的本體，因此可在現(xiàn)場進行的軸向軸承的維護、部件更換和其他的修理較少，且不必將鉆巖機從進給梁拆下。一個實施方式的構(gòu)思是軸向軸承模塊從鉆巖機的前端布置在適當位置而不必拆開本體。一個實施方式的構(gòu)思是軸向軸承模塊被從鉆巖機的后端布置在適當?shù)奈恢枚槐夭痖_本體。一個實施方式的構(gòu)思是軸向軸承模塊包括至少一個套筒狀軸向活塞。一個實施方式的構(gòu)思是軸向軸承模塊僅包括一個軸向活塞。一個實施方式的構(gòu)思是軸向軸承模塊包括在軸向方向上具有不同行進長度的兩個軸向活塞。一個實施方式的構(gòu)思是鉆巖機的本體是至少在軸向軸承處的、沒有接合表面的均質(zhì)部件。如果本體由以接縫連接起來的多個部件構(gòu)成，則接縫被定位成使得沒有由軸向軸承的操作引起的支撐力被引向接縫。一個實施方式的構(gòu)思是鉆巖機的本體是沒有接合表面的一個均質(zhì)部件?？赡芏ㄎ辉诒倔w前端的沖洗室和在后端處的蓄壓器或后蓋不是本體的一部分。整體式的本體不具有在其部件之間的接合表面和系緊螺栓，載荷通過由軸向軸承引起的支撐力而被引導(dǎo)到本體。因而，一體式的鉆巖機可比之前的鉆巖機堅固且更不需維護。此外，其可為較輕的且較短的。一個實施方式的構(gòu)思是借助一個或多個形成鎖緊的構(gòu)件將一個或多個軸向軸承模塊緊固到鉆巖機的本體。形成鎖緊的構(gòu)件可將支撐力從軸向軸承模塊傳遞到本體。一個實施方式的構(gòu)思是一個或多個軸向軸承模塊借助卡口緊固而緊固到鉆巖機的本體。一個實施方式的構(gòu)思是至少一個軸向軸承模塊配備有至少一個支撐表面、支撐肩部、支撐凸緣或?qū)?yīng)的構(gòu)件，由軸向軸承的操作引起的支撐力可利用上述至少一個支撐表面、支撐肩部、支撐凸緣或?qū)?yīng)的構(gòu)件而直接地傳遞到鉆巖機的本體。一個實施方式的構(gòu)思是軸向軸承包括兩個接連的軸向軸承模塊。一個實施方式的構(gòu)思是軸向軸承包括至少兩個接連的軸向軸承模塊，其中的離鉆巖機的前端最近的模塊布置成在軸向方向上將另一模塊鎖緊到適當位置。一個實施方式的構(gòu)思是鉆巖機包括能整體地從鉆巖機拆卸的沖擊裝置模塊。所述沖擊裝置模塊包括沖擊模塊框架、沖擊構(gòu)件、壓力通道、密封件、軸承表面和可能的軸承殼體，或沖擊裝置的操作所需要的上述部件中的至少一些。由于模塊化的結(jié)構(gòu)，沖擊裝置的磨損部件的更換容易和快速。沖擊裝置模塊可方便用新的模塊替換，且新的密封件和軸承可在修理車間內(nèi)在良好狀態(tài)下被改換到拆卸的沖擊裝置模塊。此外，能改換到具有用于不同應(yīng)用和工作地點的略微不同的操作和性能的鉆巖機沖擊裝置模塊。一個實施方式的構(gòu)思是在鉆巖機的后蓋或?qū)?yīng)的后側(cè)部件已經(jīng)打開之后，軸向軸承模塊和沖擊裝置模塊能經(jīng)由鉆巖機的后端更換。這樣的鉆巖機的維護是尤其快速且方便的。柄和沖洗室不必被移除，且傳動裝置系統(tǒng)不必被拆開。一個本發(fā)明實施方式的構(gòu)思是軸向軸承模塊和沖擊裝置模塊在軸向方向上相繼地布置，使得軸向軸承模塊自然地靠近鉆巖機的前端且沖擊裝置模塊靠近后端。在軸向軸承模塊和沖擊裝置模塊之間可具有軸向方向的壓力介質(zhì)通道或通道部分，在該情形中，至少在壓力介質(zhì)通道的位置處在模塊之間具有軸向密封件。當上述模塊被接連地安裝在本體內(nèi)時，所述一個或多個軸向壓力介質(zhì)通道相遇且軸向密封件密封了通道的接合表面，而不需要任何特定的動作。一個實施方式的構(gòu)思是通向軸向軸承模塊的一個或多個進給通道包括至少在軸向軸承模塊和鉆巖機本體之間的接觸位置處的互相連接的軸向部分。在接觸位置處，在軸向進給通道處有軸向密封件。由于軸向密封件，其比當使用徑向密封件時容易安裝在適當位置和將軸向軸承模塊拆開。此外，軸向方向密封件在安裝期間將不被破壞。一個實施方式的構(gòu)思是在軸向軸承模塊和鉆巖機本體之間的接觸位置處，在進給通道的連接位置處具有軸向密封件，且軸向軸承模塊配備有至少一個壓力表面，壓力介質(zhì)被布置成被引導(dǎo)到上述至少一個壓力表面，以產(chǎn)生朝向沖擊裝置作用的軸向力。該軸向力抵靠著鉆巖機本體推動軸向軸承模塊，由此在模塊和本體之間的接觸位置處的軸向密封件被布置成在軸向軸承模塊和本體之間壓縮，且因此布置成在接觸位置處密封進給通道。 這樣，能確保當鉆巖機被加壓時通向軸向軸承模塊的壓力介質(zhì)通道密閉?！獋€實施方式的構(gòu)思是在軸向軸承模塊和鉆巖機本體之間的接觸位置處，在進給通道的連接位置處具有軸向軸承，且軸向軸承模塊配備有預(yù)緊裝置用以保持所述軸向密封件在接觸位置處持續(xù)地壓縮。預(yù)緊裝置可以是比如定位螺釘、彈簧、可壓縮的彈性材料， 比如0形圈，或任何其他產(chǎn)生所需力的軸向彈性元件。利用預(yù)緊裝置，能確保通向軸向軸承模塊的壓力介質(zhì)通道甚至在鉆巖機不被加壓時也保持密閉。


本發(fā)明的一些實施方式在附圖中進行更詳細的說明，在附圖中圖1是設(shè)置在鉆臂上的鉆巖單元的示意性側(cè)視圖，圖2是根據(jù)圖3的鉆巖機的一部分的示意性剖視圖，圖3是裝備有軸向軸承模塊的鉆巖機的示意性剖視圖，圖4-7是軸向軸承模塊的結(jié)構(gòu)及其安裝且鎖緊到鉆巖機的本體上的示意性、剖視和透視圖。圖8是裝備有圖4-7的軸向軸承模塊的鉆巖機的示意性剖視圖，圖9和圖10是對用于壓力介質(zhì)的軸向進給通道的軸向軸承模塊進行預(yù)緊的一些布置結(jié)構(gòu)的示意性剖視圖，圖11是裝備有后裝式?jīng)_擊裝置模塊和軸向軸承模塊的鉆巖機的示意性、剖視和局部視圖，圖12是裝備有后裝式軸向軸承模塊和沖擊裝置模塊的鉆巖機的后端的示意圖， 且其中后側(cè)部件接收了支撐力，圖13是鉆巖機的結(jié)構(gòu)的示意性且高度簡化的視圖，其中軸向軸承模塊在返回方向上借助肩部來支撐且在擊打方向上借助分離的鎖緊件來支撐，圖14是其中包圍軸向軸承模塊的套管狀模塊框架接收擊打方向和返回方向的支撐力的實施方式的示意性且高度簡化的視圖，以及圖15是根據(jù)圖10的解決方案的實施方式的又一示意性剖視視圖。在圖中，本發(fā)明的一些實施方式為了清楚而簡化示出。在圖中相似部件用相同附圖標記標示。
具體實施例方式圖1示出可設(shè)置在鉆巖設(shè)備的鉆臂2等上的鉆巖單元1。鉆巖單元1可包括進給梁3，鉆巖機5設(shè)置在進給梁3上且借助于進給裝置4來移動。鉆巖機5可被緊固到托架 36且可在擊打方向A和返回方向B上移動。此外，鉆巖機5包括沖擊裝置6，該沖擊裝置6 用于對鉆柄7產(chǎn)生沖擊脈沖且使沖擊脈沖進一步通過工具8到達巖石9。工具8可包括一個或多個鉆桿以及鉆頭?？商娲兀ぞ?可為整體式鉆桿，在該情形中，類似鉆柄7的機器構(gòu)件可被認為能固定地連接到其鉆巖機這一側(cè)的端部。因此，在本專利申請中，鉆柄還可指整體式鉆桿等的后端，軸向軸承可作用于該整體式鉆桿。此外，鉆巖機5可包括用于使鉆柄7和工具8圍繞其縱向軸線旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)裝置10。鉆柄7被布置成將沖擊、旋轉(zhuǎn)和進給力傳遞到鉆鑿工具，鉆鑿工具則將它們傳遞到正鉆鑿的巖石9。沖擊裝置6可包括沖擊活塞，該沖擊活塞借助于壓力介質(zhì)前后移動且布置成在擊打方向A上擊打鉆柄7的沖擊表面。代替沖擊活塞的是，能使用用于產(chǎn)生沖擊脈沖的任何其他沖擊構(gòu)件或元件。沖擊脈沖不必由動能產(chǎn)生，而是其也可直接從壓能產(chǎn)生，例如。此外， 代替壓能的是，產(chǎn)生沖擊脈沖所需的能量也可由一些其他能量例如電能產(chǎn)生。因而，可以認為，沖擊裝置的結(jié)構(gòu)和操作原理不是所討論的本發(fā)明的基本問題。圖2和圖3顯示了鉆巖機5的剖視圖。鉆巖機5可具有一個本體，即其可包括單個均質(zhì)本體11。本體11可以是其中設(shè)置有沖擊裝置6、軸向軸承18、旋轉(zhuǎn)裝置的傳動裝置系統(tǒng)13和鉆柄7的管狀件。沖擊裝置6包括可以為沖擊活塞的沖擊構(gòu)件14，其布置成借助于壓力介質(zhì)在軸向方向上前后移動，使得在沖擊構(gòu)件14的前端處的沖擊表面15布置成撞擊在鉆柄7的后端處的沖擊表面16。應(yīng)提到，在本專利申請中，鉆巖機5的部件的前端指的是擊打方向A這一側(cè)的端部，且相應(yīng)地，部件的后端指的是返回方向B這一側(cè)的端部。屬于傳動裝置系統(tǒng)13的旋轉(zhuǎn)套筒17包圍鉆柄7，用于將由旋轉(zhuǎn)裝置10提供的旋轉(zhuǎn)扭矩傳遞到鉆柄7。鉆柄7和旋轉(zhuǎn)套筒17之間的連接允許鉆柄7在軸向方向上移動。在旋轉(zhuǎn)裝置10 和旋轉(zhuǎn)套筒17之間可設(shè)置中間齒輪70。鉆柄7的軸向方向位置可由軸向軸承18來作用，軸向軸承18可包括在軸向方向上可移動的一個、兩個或多個活塞。鉆柄7可借助于第一軸向活塞19而從其后側(cè)受到支撐。軸向活塞19可布置成直接或通過支撐套筒90而作用于鉆柄7。第一活塞19可以是可圍繞沖擊構(gòu)件14布置的套筒狀部件。而且，可圍繞第一活塞19設(shè)置套筒狀的第二軸向活塞20。當壓力流體壓力被引入其壓力室中時，活塞19和20可以在軸向方向上相對于彼此移動。第二活塞20在擊打方向A上的移動可短于第一活塞19在擊打方向A上的移動。第一活塞19在擊打方向A上的移動的尺寸可被確定成使得當進給阻力變得較小時，鉆柄的沖擊表面16可被移動成到達在所計劃的沖擊點的前面，由此與沖擊構(gòu)件14相關(guān)聯(lián)的阻尼器可減少例如當鉆鑿軟巖石時由工具8傳遞的沖擊力。此外，軸向活塞19、20在擊打方向A 上的共同力可被確定成大于進給力?？商娲?，一個軸向活塞的力效果被獨立地確定成大于進給力。利用軸向活塞19、20，不僅能影響沖擊點的軸向位置而且也能衰減由從巖石返回的應(yīng)力脈沖引起的返回運動。當上述的返回運動被引向軸向活塞19、20時，由活塞的壓力室釋放的壓力流體被引導(dǎo)穿過合適的節(jié)流裝置，以提供衰減作用。至于軸向軸承的一般操作原理和結(jié)構(gòu)，我們指的是公報FI 84 701、FI 20 030 016和US 6 186 246所述的內(nèi)容， 且我們聲明其所述的內(nèi)容也包括在本專利申請中。在圖2和圖3的解決方案中，軸向軸承18包括通過鉆巖機5的前端安裝在本體 11內(nèi)的軸向軸承模塊21，換句話說，該模塊是從前部裝載的。軸向軸承模塊21可包括伸長形的且形狀基本上為套筒狀的第一模塊框架部分22，在其前端上或沿其前端具有緊固凸緣 ^、肩部或?qū)?yīng)的支撐表面，軸向軸承模塊借此被緊固到本體11。此外，在模塊框架部分22 的后端處具有筒殼對，第二模塊框架部分25被設(shè)置在筒殼M中；該部分也為伸長形件且基本為套筒狀形狀。在擊打方向A上，筒殼M由肩部沈限定，第二模塊框架部分25抵靠著肩部26設(shè)置。還可以的是，固定的肩部沈由可更換的密封套筒來代替。第二模塊框架部分25包括任何必要的壓力介質(zhì)通道27，用于將壓力介質(zhì)引入在擊打方向A上作用的軸向活塞19、20的工作壓力室28。第二模塊框架部分25與軸向活塞19、20、軸承四、軸承殼體和密封件37 —起形成了軸向筒30，其在第一模塊框架部分22被布置在本體11的空間中之前被設(shè)置在筒殼M中。在鉆巖機5的前端處的沖洗室31、鉆柄7和旋轉(zhuǎn)套筒17以及中間齒輪70首先從軸向軸承模塊21的前側(cè)拆卸之后，由第一模塊框架部分22和軸向筒30形成的軸向軸承模塊21可被方便地作為整體拆卸。上述部件的拆卸和安裝不需要任何專門技術(shù)或?qū)ｉT工具。由于不需要拆開本體11，因此不必從進給梁上的托架36等拆卸鉆巖機 5。由軸向活塞19、20的操作所引起且在擊打方向上作用的支撐力通過肩部沈的軸向匹配表面81而從軸向筒30傳遞到第一模塊框架部分21，然后通過其緊固凸緣23等而傳遞到本體11。緊固凸緣23可利用緊固螺栓32來緊固到本體11。此外，沖洗室31的緊固螺栓33或?qū)?yīng)的緊固構(gòu)件參與了緊固第一模塊框架部分22。圖2和圖3還示出通向軸向軸承18的壓力介質(zhì)通道27可以至少在軸向筒30和本體11之間的接觸位置34處是軸向的。由于此，壓力介質(zhì)通道27可以裝配有軸向密封件35，當軸向軸承模塊21被推入本體 11內(nèi)的適當位置時，密封件35密封上述通道。軸向筒30還包括所有其他必要的密封件37。當軸向筒30被更換時，也將更換直接地影響軸向軸承18的操作的所有軸承四、軸承殼體和密封件37。圖2顯示了在肩部沈和第一活塞19之間可以有密封件37a，在第二模塊框架部分25和第一活塞19之間可以有密封件37b。沖擊構(gòu)件14的密封件37c也可被設(shè)置在軸向筒30處，在此情形中，其的更換也可在軸向軸承模塊21的更換的同時進行。清楚地是，軸向軸承18還可包括其他密封件， 并且密封件能以與圖2和圖3不同的方式設(shè)置。
圖2指示了由軸向軸承的操作引起的支撐力被傳遞到本體11的位置。在擊打方向上作用的支撐力FA借助于緊固凸緣23傳遞，而在返回方向上作用的支撐力FB借助于肩部74傳遞。在某些情形中，在圖2和圖3的實施方式中，能利用由兩個或更多個本體部分形成的本體代替整體式本體11。于是，本體部分之間的接觸位置優(yōu)選地定位成使得由軸向軸承18的操作引起的支撐力將不經(jīng)過本體部件之間的接觸位置。當接觸位置位于點FA和FB 之間的部分之外時，能避免對本體部件的接觸位置和緊固螺栓的負荷。圖4-8顯示了包括第一軸向軸承模塊21a和第二軸向軸承模塊21b的可替代的軸向軸承18，在沖洗室31、鉆柄7、旋轉(zhuǎn)套筒17和在軸向軸承18的前面的其他可能部件已經(jīng)被拆卸之后，從一個安裝方向，在該情形中是從鉆巖機5的前端，將第一軸向軸承模塊21a 和第二軸向軸承模塊21b在軸向方向上接連布置在本體11內(nèi)。在圖4-7中僅為了清楚起見而部分地示出的本體11是至少沿軸向軸承18的部分的、沒有接合表面的均質(zhì)部件，而由軸向軸承18引起的支撐力可能加載到接合表面。如圖8更清楚地看到的，第一軸向軸承模塊21a包括模塊框架38a、軸向活塞39a、軸承40a、軸承殼體41a和密封件42a。第一軸向軸承模塊21a可安裝在適當位置且以一個均質(zhì)部件的方式拆卸。在第一軸向軸承模塊21a被推到適當位置之后，可在相同的安裝方向上以圖4所示的方式布置第二軸向軸承模塊21b。 還能同時一起安裝和移除軸向軸承模塊21a和21b。第二軸向軸承模塊21b相對應(yīng)地包括模塊框架38b、軸向活塞39b、軸承40b、軸承殼體41b和密封件42b。因而，兩個軸向軸承模塊21a、21b都是易于操縱、拆卸和安裝的部件。如圖4所示，第二軸向軸承模塊21b的模塊框架38b可包括一個或多個鎖緊托架43，該一個或多個鎖緊托架43可在安裝期間被推入本體11中的開口 44內(nèi)。當?shù)诙S向軸承模塊21b隨后以圖5所示方式圍繞其縱向軸線轉(zhuǎn)動有限角度時，鎖緊托架43移動離開開口 44且鎖緊到本體11的鎖緊表面或肩部65。第二軸向軸承模塊21b的緊固可以因而通過卡口鎖緊來實現(xiàn)。自然地，還能使用其他的形成鎖緊或使用分離的緊固構(gòu)件。第二軸向軸承模塊21b還將第一軸向軸承模塊21a鎖緊在適當位置，由此第一軸向軸承模塊21a不必必需配備有緊固構(gòu)件，但是配備自然是可能的。由軸向軸承18的操縱引起的支撐力FA和FB借助鎖緊托架43或?qū)?yīng)的緊固裝置和肩部74而直接傳遞到鉆巖機的本體11。圖6和圖7顯示了第二軸向軸承模塊21b圍繞其縱向軸線的旋轉(zhuǎn)可被軸承套筒45 防止。軸承套筒45可在本體11的開口 44處包括軸向方向托架46。當軸承套筒45在軸向方向上被推到適當位置時，托架46推入開口 44且鎖緊第二軸向軸承模塊21b以防轉(zhuǎn)動。 在圖8的剖視圖中，該鎖緊布置結(jié)構(gòu)是不可見的。軸承套筒45可包括軸承，用于利用軸承裝配旋轉(zhuǎn)套筒17。圖4-8所示的軸向軸承18的一個實施方式可以是僅具有一個軸向軸承模塊21的實施方式。另外，另一實施方式可包括通過鉆巖機5的后端而安裝(即后裝式)在本體11 的空間中的一個或兩個軸向軸承模塊21。此外，兩個軸向軸承模塊21a、21b可配備有其自身的支撐表面，用于將支撐力傳遞鉆巖機的本體。軸向軸承模塊還能包括兩個軸向活塞和兩個模塊框架部分，兩個模塊框架部分能彼此拆開，以用于布置軸向活塞，且之后能被一起緊固成能在適當位置布置在本體11的筒殼或?qū)?yīng)的空間中的一個均質(zhì)部件。另一可能性是軸承套筒45包括用于將支撐力傳遞到本體11的鎖緊表面。
圖9所示的鉆巖機包括圖2和圖3所示類型的軸向軸承模塊21。從本體11延伸到軸向軸承模塊21的壓力通道27被布置成在軸向方向越過模塊21和本體11之間的接觸位置34，由此在連接的通道部分27、27a和27b之間可以有軸向密封件35。當鉆巖機5被加壓且壓力介質(zhì)從壓力介質(zhì)通道27b通到第二軸向活塞20和第二模塊框架25之間的壓力室時，此處有在返回方向B上作用的壓力表面47，在其中形成了試圖在返回方向B上將抵靠著本體11推動第二模塊框架25的力，結(jié)果是接觸位置34處的軸向密封件35緊緊壓靠著密封表面。而且，在第一模塊框架22和第二模塊框架25之間可存在使軸向筒30壓靠著本體11的軸向彈性構(gòu)件48。軸向彈性構(gòu)件48可例如為0形圈或?qū)?yīng)的由可壓縮的彈性材料制成的部件?？蛇x地，其可以是金屬彈簧。圖10顯示了鉆巖機5，其本體11可為沿軸向軸承的部分的均質(zhì)部件，但是其中鉆柄7和與其相關(guān)聯(lián)的傳動裝置系統(tǒng)13被布置在其自身的齒輪箱49中，齒輪箱49抵靠著在本體11的前側(cè)部分中的接合表面50布置且用緊固螺栓51等緊固。在沖洗室31和傳動裝置系統(tǒng)13的旋轉(zhuǎn)部件已經(jīng)被拆卸之后，將軸向軸承模塊21布置在本體11的前側(cè)部分的空間中。但是，齒輪箱49不必被拆卸。軸向模塊21可通過鉆巖機5的前端被移除和安裝而不必打開齒輪箱49和本體11之間的接合表面50。軸向軸承模塊21可在返回方向B上用預(yù)緊螺釘52壓靠著本體11，由此在壓力介質(zhì)通道27的連接位置處的軸向密封件35實現(xiàn)了良好的密封。圖10中所示的實施方式還可包括在本專利申請的其他圖中所示的特征。圖11顯示了包括后裝式軸向軸承模塊21和沖擊裝置模塊53的鉆巖機5。本體 11的后端具有空間或筒殼，軸向軸承模塊21和沖擊裝置模塊53在彼此之內(nèi)被布置到該空間或筒殼。在屬于沖擊裝置6的蓄壓器61被首先拆卸之后，模塊21、53可被拆卸和安裝。 當沒有蓄壓器或其定位在其他位置時，代替地是，有后蓋或一些其他的鉆機后側(cè)部件，其隨后被拆卸以使得能進入模塊。模塊21、53可因而從一個安裝方向被安裝在為它們在本體11 內(nèi)所保留的空間中。鉆巖機5的本體11可為呈一個部分形式的部件，如圖所示，或在一些情形，其可包括用接頭附接到彼此的兩個或更多個本體部分，其定位成使得由軸向軸承18 引起的支撐力將不對接頭加載。軸向軸承模塊21可包括沿其后端的部分具有緊固凸緣23、 肩部等的第一模塊框架部分22，其可利用緊固凸緣23、肩部等而被緊固到本體11。由軸向軸承18引起的支撐力可借助緊固凸緣23而直接地傳遞到本體11。軸向軸承模塊21可在其前側(cè)部分中具有密封套筒M，該密封套筒M可包括用于密封第一軸向活塞19的密封件 37。此外，本體11可具有肩部55，該肩部55限制筒殼，且軸向軸承模塊21可在擊打方向A 上支撐抵靠著肩部陽。沖擊裝置模塊53被布置在第一模塊框架部分22的后部內(nèi)，且在兩者之間可具有必要的密封件。沖擊裝置模塊53包括可為套筒狀的伸長形件的沖擊模塊框架56。此外，沖擊裝置模塊53可包括所要求的軸承57、密封件58、壓力介質(zhì)通道59和沖擊構(gòu)件14。沖擊裝置模塊53的后側(cè)部分可具有密封套筒60。當蓄壓器61或后蓋已經(jīng)通過打開緊固螺栓80而被拆卸時，然后能在需要時僅拆卸沖擊模塊53，用于例如更換沖擊構(gòu)件 14的密封件。另外，軸向軸承模塊21的緊固螺栓32可被打開，且將軸向軸承模塊21與沖擊裝置模塊53—起整體地從本體11中的筒殼拉出。在此之后，密封套筒60可被拆卸，且將沖擊構(gòu)件14和沖擊裝置模塊53拉出軸向軸承21。由軸向軸承18的操作引起的擊打方向支撐力FA借助肩部55傳遞到本體11，且返回方向支撐力FB借助緊固凸緣23傳遞到本體11，如圖11所示的。
圖11顯示了沖擊裝置模塊53被布置在軸向軸承模塊21內(nèi)部的實施方式。可替代的解決方案是在軸向方向上相繼地布置模塊21和53，使得軸向軸承模塊21在沖擊裝置模塊53的前面，如在擊打方向A上所見的。軸向軸承模塊21可隨后通過其自己的緊固構(gòu)件和支撐表面而緊固到本體11，或其可借助沖擊裝置模塊53的緊固和支撐表面而緊固并支撐到本體11。另外，在模塊21、53之間的接合表面中，可存在裝備有軸向密封件的軸向方向壓力介質(zhì)通道。當模塊21、53被推入適當位置時，壓力介質(zhì)通道隨后彼此自動地連接和密封。圖12顯示了具有相繼的后蓋71、沖擊裝置模塊53和軸向軸承模塊21的鉆巖機5 的后側(cè)部分。模塊53和21從后方裝載在適當位置。軸向軸承模塊21在擊打方向A上支撐抵靠著本體11上的肩部55。由軸向軸承的操作引起的擊打方向支撐力FA于是通過肩部55傳遞到本體11。沖擊裝置模塊53借助后蓋71和螺栓72而從其后側(cè)部分支撐到本體 11。后蓋71及其緊固被確定成是如此堅固，以至于使得其能夠?qū)⒂奢S向軸承的操作引起的返回方向支撐力FB傳遞到本體11。可替代地，沖擊裝置模塊53可借助用虛線表示的蓄壓器61等來支撐，以代替后蓋71。同樣，在該解決方案中，由軸向軸承的操作引起的支撐力不以任何方式使鉆巖機的前端的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)產(chǎn)生應(yīng)變。圖13顯示了這樣一種實施方式，在該實施方式中，軸向軸承模塊21從前方安裝在適當位置且借助特定的鎖緊件73 (例如鎖緊套筒)在擊打方向A上鎖緊，其可在軸向方向上相對于本體11緊固。由軸向軸承的操作引起的擊打方向支撐力FA于是借助于鎖緊件73 而被接收，而返回方向支撐力FB借助肩部74而接收到本體11。圖14顯示了這樣的實施方式，在該實施方式中，軸向軸承模塊21在擊打方向A和返回方向B上都由套筒狀模塊框架22支撐。為了支撐，模塊框架22具有肩部75、76或?qū)?yīng)的支撐表面，其接收由軸向軸承的操作引起的支撐力FA和FB。為了安裝軸向軸承模塊21， 模塊框架22可由兩個能相互連接和拆卸的部件組成，部件之間具有螺紋連接部77、卡口連接部或類似連接部。在該實施方式中，鉆巖機的本體11可包括在軸向軸承18處的接觸位置，而不必具有由支撐力FA和FB產(chǎn)生應(yīng)變的接頭。圖12-14所示的軸向軸承模塊能從一個方向整體安裝，且由其操作引起的支撐力被接收，而不會對鉆巖機的關(guān)鍵前側(cè)部件且尤其是沖洗室引起任何應(yīng)變。圖15顯示了根據(jù)圖10的解決方案的實施方式。鉆巖機5包括基體，即第一本體部分11a，而第二本體部分lib抵靠著在第一本體部分Ila的前側(cè)部分中的接合表面50布置。本體部分Ila和lib可利用緊固螺栓51彼此緊固。軸向軸承18被定位在第二本體部分lib中。由軸向軸承的操作引起的支撐力FA和FB被傳遞到第二本體部分lib且借助于第二本體部分lib傳遞到基體，即第一本體部分11a。第二本體部分lib是在點FA和FB 之間沒有接合表面的均質(zhì)部件。均質(zhì)的第二本體部分lib因此能夠接收在相反方向上作用的支撐力FA和FB。在第二本體部分lib的前端處，可具有凸緣或?qū)?yīng)的支撐表面92，第一模塊框架部分22可利用緊固螺栓32而支撐且緊固到凸緣或?qū)?yīng)的支撐表面92。在沖洗室31和傳動裝置系統(tǒng)13的旋轉(zhuǎn)部件被拆卸之后，軸向軸承模塊21被布置在第二本體部分 lib的空間中。軸向模塊21可通過鉆巖機5的前端被移除和安裝，而不必打開第二本體部分lib和第一本體部分Ila之間的接合表面50。軸向軸承模塊21可借助預(yù)緊螺釘52在返回方向B上壓靠著第二本體部分lib的接合表面34，由此在軸向壓力介質(zhì)通道27和93的連接位置處的軸向密封件3 實現(xiàn)了良好密封。接合表面50還可具有軸向密封件35b，當本體部分Ila和lib通過緊固螺栓51彼此壓靠時，軸向密封件3 密封了通道27和93。 另外，圖15所示的實施方式可包括在本專利申請的其他圖中所示的特征。應(yīng)提到，模塊框架可配備有由軸承金屬例如軸承青銅制成的且例如通過焊接或鑄造而布置在模塊框架中的軸承。模塊框架于是不具有用于分離的軸承構(gòu)件的實際軸承殼體，而是其具有整體結(jié)構(gòu)類型。另外，能通過使用合適的涂層而形成需要的軸承表面。軸向軸承模塊的軸承表面可因而由分離的軸承件、被一體結(jié)合到模塊框架的滑動軸承、或者軸承涂層形成。在一些情形，本專利申請中公開的特征可照所述的被使用而不管其他特征。另一方面，本專利申請中公開的特征可在必要時組合起來以形成各種組合。附圖和相關(guān)描述僅預(yù)期示出本發(fā)明的構(gòu)思。本發(fā)明可在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)在細節(jié)上改變。
權(quán)利要求
1.一種鉆巖機，包括 本體(11)；沖擊裝置(6)，所述沖擊裝置包括用于產(chǎn)生應(yīng)力脈沖的沖擊元件(14)； 鉆柄(7)，所述鉆柄是在擊打方向㈧上布置在所述沖擊元件(14)的前方的伸長形部件，所述鉆柄(7)具有用于接收所述應(yīng)力脈沖的沖擊表面(15)，且進一步，所述鉆柄(7)能在軸向方向上相對于所述本體(11)移動；沖洗室(31)，所述沖洗室設(shè)置在所述鉆巖機(5)的前部中且用于將沖洗介質(zhì)進給到所述鉆柄(7)；軸向軸承(18)，所述軸向軸承包括至少一個壓力介質(zhì)操作的軸向活塞(19、20)，借助于所述軸向活塞(19、20)，所述鉆柄(7)在所述軸向方向上相對于所述本體(11)被朝向所述擊打方向(A)推動預(yù)定的行進長度，由此所述鉆柄(1 的沖擊表面(1 能設(shè)定在所要求的軸向點處，以用于接收應(yīng)力脈沖，并且其中所述軸向活塞(19、20)包括定位在屬于所述軸向軸承(18)的至少一個工作壓力空間08)內(nèi)的至少一個工作壓力表面，壓力介質(zhì)的壓力從至少一個進給通道(XT)被進給到所述至少一個工作壓力表面，由此在所述擊打方向(A)上的力能被引導(dǎo)到所述軸向活塞(19,20), 其特征在于，所述軸向軸承(18)包括至少一個軸向軸承模塊(21、21a、21b)，所述軸向軸承模塊包括至少一個軸向活塞(19、20、39a、39b)、至少一個密封件(37、37a、37b、37c)、至少一個軸承表面 Q9、40a、40b)、和模塊框架(22、25、38a、38b)，所述軸向軸承模塊Ol、21a、21b)能整體地拆卸及安裝在適當位置，而不必拆開所述鉆巖機的所述本體(11)，且存在與所述軸向軸承(18)相關(guān)聯(lián)的至少一組支撐裝置，用于將由所述軸向軸承(18) 引起的支撐力(FA、FB)傳遞到所述鉆巖機的所述本體(11)，而沒有任何力作用被引導(dǎo)到所述沖洗室(31)。
2.如權(quán)利要求1所述的鉆巖機，其特征在于，所述鉆巖機(5)的所述本體(11)是至少在所述軸向軸承(18)處的、沒有任何接合表面的均質(zhì)部件。
3.如權(quán)利要求1或2所述的鉆巖機，其特征在于，所述軸向軸承(18)包括在所述擊打方向(A)上具有不同的行進長度的至少一個第一軸向活塞(19、39b)和至少一個第二軸向活塞(30、39a)。
4.如前述權(quán)利要求中任一項所述的鉆巖機，其特征在于，所述軸向活塞(19、20、39a、39b)為圍繞所述沖擊元件(14)布置的套筒狀部件。
5.如前述權(quán)利要求中任一項所述的鉆巖機，其特征在于，所述模塊框架02、38b)包括能直接鎖緊到所述鉆巖機的所述本體(11)的至少一組支撐構(gòu)件03、43)，所述模塊框架Q2、38b)布置成將由所述軸向軸承(18)引起的且在所述擊打方向(A)上作用的軸向支撐力直接傳遞到所述鉆巖機的所述本體(11)。
6.如權(quán)利要求5所述的鉆巖機，其特征在于， 所述模塊框架(38b)具有至少一個鎖緊托架G3)，所述鉆巖機的所述本體(11)具有至少一個鎖緊肩部(65)，且所述鎖緊托架^幻被布置成在所述軸向軸承模塊(21b)已經(jīng)在軸向方向上被推到適當位置且已圍繞其縱向軸線轉(zhuǎn)動有限角度之后鎖緊到所述鎖緊肩部(65)，利用卡口式緊固來防止所述模塊框架(38b)在所述擊打方向(A)上的移動。
7.如前述權(quán)利要求中任一項所述的鉆巖機，其特征在于，所述軸向軸承模塊Ol、21a、21b)能整體地從所述鉆柄(7)的方向拆卸及安裝在適當位置，而不拆開所述鉆巖機的所述本體(11)。
8.如權(quán)利要求7所述的鉆巖機，其特征在于，所述模塊框架包括第一模塊框架部分0 和第二模塊框架部分05)，所述第一模塊框架部分0 為伸長形的基本上套筒狀的部件，該部件在鉆柄(7)的這側(cè)部分上具有至少一個緊固凸緣且在沖擊裝置(6)的這側(cè)部分上具有筒殼04)，與所述緊固凸緣03)相關(guān)聯(lián)地存在用于將朝向所述擊打方向(A)作用的至少軸向力從所述第一模塊框架0 直接傳遞到所述鉆巖機的所述本體(11)的裝置，第二模塊框架部分0 布置在所述筒殼04)中，所述第二模塊框架部分0 與屬于所述軸向軸承(18)的所述軸承表面09)和所有的軸向活塞(19、20) —起形成軸向軸承筒 (30)，且在所述筒殼04)和所述軸向軸承筒(30)之間存在用于將在所述擊打方向(A)上作用的軸向力從所述軸向軸承筒(30)傳遞到所述第一模塊框架部分0 的至少一組軸向匹配表面(81)。
9.如前述權(quán)利要求1-6中任一項所述的鉆巖機，其特征在于，所述軸向軸承模塊Ol、21a、21b)能整體地從與所述鉆柄(7)相反的方向拆卸及安裝到適當位置。
10.如權(quán)利要求9所述的鉆巖機，其特征在于，所述軸向軸承模塊包括套筒狀的第一模塊框架部分0 和套筒狀的第二模塊框架部分(25)，所述第二模塊框架部分0 被布置在所述第一模塊框架部分0 的內(nèi)部，且所述第一模塊框架部分0 包括在其后端部分的至少一組支撐表面(23)，用于將由所述軸向軸承(18)的操作引起的力傳遞到所述鉆巖機的所述本體(11)。
11.如權(quán)利要求10所述的鉆巖機，其特征在于，所述軸向軸承包括沖擊裝置模塊(53)，所述沖擊裝置模塊(5 具有沖擊元件(14)、套筒狀的沖擊模塊框架(56)、至少一個軸承(57)、至少一個密封件(58)和至少一個壓力介質(zhì)通道(5 ，且所述沖擊裝置模塊(5 布置在所述軸向軸承模塊的內(nèi)部。
12.如權(quán)利要求10所述的鉆巖機，其特征在于，所述軸向軸承包括沖擊裝置模塊(53)，所述沖擊裝置模塊(5 具有沖擊元件(14)、套筒狀的沖擊模塊框架(56)、至少一個軸承(57)、至少一個密封件(58)和至少一個壓力介質(zhì)通道(5 ，且所述沖擊裝置模塊(5 和所述軸向軸承模塊在軸向方向上相繼地布置。
13.如前述權(quán)利要求中任一項所述的鉆巖機，其特征在于，屬于所述軸向軸承(18)的所有的軸承表面和所有的軸向活塞被一體結(jié)合于所述軸向軸承模塊中。
14.如前述權(quán)利要求中任一項所述的鉆巖機，其特征在于，通向所述軸向活塞(19、20)的工作壓力空間08)的所述至少一個進給通道、2Τ)包括至少在所述軸向軸承模塊和所述鉆巖機的所述本體(11)之間的接觸位置(34)處的匯合的軸向部分，且在所述接觸位置(34)處，在所述進給通道(XT)的所述部分處存在至少一個軸向密封件(35)。
15.如權(quán)利要求14所述的鉆巖機，其特征在于，所述軸向軸承模塊配備有至少一個壓力表面(47)，壓力介質(zhì)被布置成被引導(dǎo)到所述至少一個壓力表面(47)，以產(chǎn)生在朝向所述沖擊裝置(6)的方向上作用的軸向力，且所述軸向力被設(shè)置成抵靠著所述鉆巖機的所述本體(11)推動所述軸向軸承模塊 (21)，由此在所述接觸位置(34)處的所述軸向密封件(3 被布置成在所述軸向軸承模塊 (21)和所述本體(11)之間壓縮且因而布置成在所述接觸位置(34)處密封所述進給通道 、2 、。
16.如權(quán)利要求14或15所述的鉆巖機，其特征在于，所述軸向軸承模塊配備有預(yù)緊裝置G8、52)，用于保持在所述接觸位置(34)處持續(xù)地壓縮所述軸向密封件(35)。
17.如前述權(quán)利要求中任一項所述的鉆巖機，其特征在于，所述本體(11)為單個均質(zhì)部件。
18.如前述權(quán)利要求1-4中任一項所述的鉆巖機，其特征在于，所述軸向軸承(18)至少包括沖擊裝置模塊(53)，所述沖擊裝置模塊(5 具有沖擊元件(14)、套筒狀的沖擊模塊框架(56)、至少一個軸承表面(57)、至少一個密封件(58)和至少一個壓力介質(zhì)通道(59)，所述沖擊裝置模塊(5 和所述軸向軸承模塊在軸向方向上相繼地布置在所述本體(11)的后部的空間中，且安裝從后面進行，首先處在所述擊打方向(A)上的所述軸向軸承模塊被支撐抵靠著所述本體(11) 中的肩部(55)，位于后面的所述沖擊裝置模塊(53)借助于后側(cè)部件(61、71)支撐到所述本體(11)，且由所述軸向軸承(18)的操作引起的擊打方向支撐力(FA)被設(shè)置成由所述肩部(55) 接收，且相應(yīng)地，返回方向支撐力(FB)借助所述后側(cè)部件(61、71)被接收。
19.一種鉆巖機的軸向軸承模塊，包括至少一個壓力介質(zhì)操作的軸向活塞(19、20)，所述鉆巖機的鉆柄(7)借助于所述至少一個壓力介質(zhì)操作的軸向活塞(19、20)而在軸向方向上相對于所述鉆巖機的本體(11)被朝向擊打方向(A)推動預(yù)定的行進長度，所述鉆柄的沖擊表面(5)能設(shè)定在所要求的軸向點處，用于接收應(yīng)力脈沖，其特征在于，所述軸向軸承模塊Ol、21a、21b)包括至少一個軸向活塞(19、20、39a、39b)、至少一個密封件(37、37a、37b、37c)、至少一個軸承表面(18)、和模塊框架(22、25、38a、38b)，所述模塊框架02、38b)包括至少一組支撐構(gòu)件03、34)，用于獨立于所述鉆巖機(5) 緊固所述軸向軸承模塊(21、21b)，且所述軸向軸承模塊Ol、21a、21b)為能整體地拆卸和在適當位置安裝到所述鉆巖機 (5)的均質(zhì)部件。
20.如權(quán)利要求19所述的軸向軸承模塊，其特征在于， 所述模塊框架0 為伸長形的套筒狀部件，且沿所述模塊框架0 的一端具有緊固凸緣03)。
21.如權(quán)利要求19所述的軸向軸承模塊，其特征在于，所述模塊框架(38b)為套筒狀部件，且在其外邊緣上包括至少一個鎖緊托架03)。
全文摘要
本發(fā)明涉及鉆巖機和軸向軸承模塊。所述鉆巖機(5)配備有軸向軸承(18)，該軸向軸承(18)具有用于軸向定位鉆柄(7)并用于衰減由巖石返回的應(yīng)力脈沖的至少一個軸向活塞(19、20)。所述軸向軸承包括能整體地從一個安裝方向拆卸的模塊(21)。所述軸向軸承模塊包括必要的壓力介質(zhì)通道(27)、密封件(37、37a、37b、37c)、軸承表面(18)和模塊框架(22、25、38a、38b)，其具有與其相關(guān)聯(lián)的至少軸承殼體。
文檔編號E21B1/38GK102223986SQ200980146556
公開日2011年10月19日 申請日期2009年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月20日
發(fā)明者佩卡·紹科, 拉斯·坎德林, 蒂莫·穆托寧 申請人:山特維克礦山工程機械有限公司