一種快沖耐磨損高壽命潛孔沖擊鉆具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于沖擊器制造技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種快沖耐磨損高壽命潛孔沖擊鉆具。
【背景技術(shù)】
[0002]氣動(dòng)潛孔沖擊器又稱氣動(dòng)潛孔錘，是一種利用壓縮空氣為動(dòng)力，推動(dòng)沖錘(活塞)撞擊鉆頭實(shí)施碎石成孔的工程用氣動(dòng)機(jī)械鉆具；沖擊器和鉆頭在鑿巖過程中，通過鉆桿連接同時(shí)潛入孔內(nèi)破碎巖石，工作效率不受孔深的影響；潛孔沖擊器因此而得名。氣動(dòng)潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)廣泛應(yīng)用于爆破孔施工，水文水井鉆鑿，地質(zhì)巖芯勘探，水庫壩基帷幕灌漿，工程地質(zhì)勘查，非開挖管線鋪設(shè)，建筑基礎(chǔ)及巖土工程等幾乎所有鉆孔施工領(lǐng)域。
[0003]我國(guó)現(xiàn)有氣動(dòng)潛孔沖擊器因以前受空壓機(jī)提供的風(fēng)壓限制(1.9Mpa以下)還是沿用過去我國(guó)從國(guó)外引進(jìn)的偏低風(fēng)壓的潛孔鉆機(jī)和鉆具如圖1，加之那時(shí)無閥沖擊器主要零件(如活塞、內(nèi)缸)加工工藝復(fù)雜，材料和熱處理工藝與國(guó)外也有很大差距；為了得到合適的沖擊功，當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)的沖擊器都是長(zhǎng)行程、較低沖擊頻率(20次/秒以下)的沖擊器，材料的使用也要求不高；隨著我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展，高風(fēng)壓(3.4Mpa以上)高性能空氣壓縮機(jī)的產(chǎn)生，我國(guó)現(xiàn)有沖擊器的使用常常出現(xiàn)沖錘斷裂、鉆孔速度不快及沖擊器在使用過程中出現(xiàn)卡滯現(xiàn)象等問題，已不能滿足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的需求。
[0004]通過專利檢索，存在以下已知的現(xiàn)有技術(shù)方案:
[0005]專利1:
[0006]申請(qǐng)?zhí)?201310077611.1，申請(qǐng)日:2013-03_12，公開公告日:2013-06_26，一種中低風(fēng)壓潛孔沖擊器，它包括后接頭、逆止閥、配氣桿、活塞、內(nèi)缸、外套管、卡圈、導(dǎo)向套、堵塞、第一彈簧、橡膠棒、橫銷、掛銷式鉆頭和掛銷式前接頭，所述逆止閥為單向閥，其具有閥座和第二彈簧，所述的活塞為開有孔道的細(xì)長(zhǎng)形活塞，所述的配氣桿和逆止閥后端的進(jìn)氣座為一體結(jié)構(gòu)，內(nèi)缸位于配氣桿、活塞的外部，在活塞運(yùn)動(dòng)過程中，活塞與配氣桿配合端始終處于內(nèi)缸內(nèi)部，活塞的部分和外套管之間形成空腔，活塞其余部分與內(nèi)缸配合。本發(fā)明配氣桿和逆止閥座合為一體，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可實(shí)現(xiàn)定位、減振、進(jìn)氣的功能，工作時(shí)穩(wěn)定可靠；活塞與內(nèi)缸接觸部位減少，內(nèi)缸更耐磨，沖擊器工作壓力范圍廣。
[0007]專利2:
[0008]申請(qǐng)?zhí)?201210125794.5，申請(qǐng)日:2012-04-26,公開公告日:2013-10-30, 一種高效潛孔沖擊器，它包括后接頭、逆止閥、配氣桿、活塞、缸體、卡環(huán)、鉆頭、前接頭，所述逆止閥為單向閥，其包括閥座、彈簧、鋼墊圈，所述的活塞為開有孔道的細(xì)長(zhǎng)形活塞，在閥端蓋后端設(shè)有定位套，配氣桿與一正一反抗振橡膠圈一起卡裝在定位套內(nèi)部。本發(fā)明沖擊器無內(nèi)缸結(jié)構(gòu)和配氣方式有重大創(chuàng)新，后接頭與配氣桿間設(shè)有抗振微調(diào)裝置能有效的吸收活塞運(yùn)動(dòng)的反作用力，并且能自動(dòng)微調(diào)配氣桿保持其裝配的垂直度，所配用的鉆頭為無尾管型，減少了高壓氣體的泄露，提高了工作效率，同時(shí)降低了生產(chǎn)成本。活塞有可靠的使用壽命。
[0009]專利3:
[0010]申請(qǐng)?zhí)?201410480814.X，申請(qǐng)日:2014-09-19,公開公告日:2015-01-07, 一種新型潛孔沖擊器，包括沖擊器主體，在沖擊器主體后部設(shè)有后接頭，前部設(shè)有前接頭，后接頭內(nèi)開設(shè)有中空孔道，鉆頭與前接頭連接，鉆頭內(nèi)開設(shè)有鉆頭中心孔，鉆頭中心孔與鉆頭的端面斜孔連通，在沖擊器主體內(nèi)的中空孔道出口處設(shè)有逆止閥，沖擊器主體內(nèi)的配氣桿和逆止閥閥座為一體式結(jié)構(gòu)，除了將壓縮空氣引入缸體外，還同缸體、活塞一起實(shí)現(xiàn)活塞運(yùn)動(dòng)的配氣動(dòng)作；活塞安裝在內(nèi)缸內(nèi)，在內(nèi)缸和外套管內(nèi)運(yùn)動(dòng)；活塞前部通過導(dǎo)向套導(dǎo)向，活塞前端與鉆頭相配合，活塞內(nèi)的中心氣孔與鉆頭中心孔相通。本發(fā)明采用了創(chuàng)新的活塞結(jié)構(gòu)，配氣桿、內(nèi)缸、后接頭裝配設(shè)計(jì)合，創(chuàng)新的卡環(huán)與前接頭裝配結(jié)構(gòu)，使整個(gè)沖擊器結(jié)構(gòu)合理，工作效率高，同時(shí)也降低了生產(chǎn)成本。
[0011]通過以上的檢索發(fā)現(xiàn)，以上技術(shù)方案不能影響本發(fā)明的新穎性；并且以上專利文件的相互組合不能破壞本發(fā)明的創(chuàng)造性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的是提供一種快沖耐磨損高壽命潛孔沖擊鉆具，其鉆速快，不易卡滯，故障率低，能耗低，大大提高了工作效率，節(jié)約了能源及成本。
[0013]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種快沖耐磨損高壽命潛孔沖擊鉆具，它包括外缸(6)及通過螺紋與其前后端相連的前接頭(10)和后接頭(I);所述外缸(6)內(nèi)設(shè)置有活塞(7)與內(nèi)缸(5)、襯套(8)套接；所述內(nèi)缸(6)另一端套接有配氣座(4);所述配氣座⑷與后接頭⑴之間設(shè)有逆止閥⑵；所述逆止閥⑵與配氣座⑷之間設(shè)置有逆止閥彈簧(3);所述前接頭(10)套接有鉆頭(11);所述襯套⑶與鉆頭(11)尾部套接；所述前接頭(10)與襯套⑶之間設(shè)有卡環(huán)(9);所述活塞(7)為空心圓柱體，其上設(shè)置有活塞大端(75);所述活塞大端(75)的一端設(shè)有活塞小徑(72)，另一端設(shè)有活塞尾徑(77);所述活塞大端(74)上，一段為光滑圓柱體，另一段均勻設(shè)置有過氣槽(76);所述活塞小徑(72)與活塞大端(75)之間設(shè)置有過氣多面體(73);所述過氣多面體(73)與活塞大端(75)之間設(shè)置有環(huán)形通氣槽(74);所述活塞尾徑(77)連接有圓柱端(78);所述圓柱端(78)末端設(shè)置有活塞尾端(79);所述活塞尾端(79)上均勻設(shè)置有弦切過氣槽(70);所述內(nèi)缸(5)上一端均勻設(shè)置有前部過氣孔(51)，另一端均勻設(shè)置有尾部斜過氣孔(54);所述內(nèi)缸(6)內(nèi)設(shè)置有內(nèi)缸內(nèi)腔(52);所述內(nèi)缸內(nèi)腔(52)上設(shè)置有隔氣凸臺(tái)(53)。
[0014]進(jìn)一步的，所述活塞小徑(72)靠近過氣多面體(73)處設(shè)置有環(huán)形凸臺(tái)(14);所述環(huán)形凸臺(tái)(14)外徑與活塞前端(71)相同；所述環(huán)形凸臺(tái)(14)與活塞大端(74)、外缸(7)及襯套(8)構(gòu)成緩沖氣腔(15)。
[0015]進(jìn)一步的，所述過氣多面體(73)為圓柱體，其外圓周表面均勻設(shè)置有弦切邊(731) ο
[0016]進(jìn)一步的，所述弦切邊(731)為五條。
[0017]進(jìn)一步的，所述活塞尾端(79)為光滑圓柱體，其外圓周表面上均勻設(shè)置有一段弦切過氣槽(70);所述活塞尾端79與內(nèi)缸5配合套接。
[0018]進(jìn)一步的，所述弦切過氣槽(70)均勻設(shè)置有五條。
[0019]進(jìn)一步的，所述卡環(huán)(9)為半圓環(huán)形狀，兩個(gè)卡環(huán)(9)組成一個(gè)整圓環(huán)；其外圓周上中心設(shè)置有環(huán)形凹槽；所述環(huán)形凹槽內(nèi)設(shè)置有橡膠圈(92);所述卡環(huán)(9)內(nèi)圓周橫截面為梯形結(jié)構(gòu)(91);所述卡環(huán)(9)兩端面與內(nèi)圓周交接處設(shè)有圓弧過氣凹槽(93)。
[0020]進(jìn)一步的，所述逆止閥彈簧(3)為中凹型螺旋彈簧。
[0021]本發(fā)明的有益效果:
[0022]1、本發(fā)明沖擊頻率高，穿孔速度相對(duì)于同類型的產(chǎn)品要快45%以上、耗氣量小，更經(jīng)濟(jì)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、零件可靠性好、鉆頭拆卸簡(jiǎn)單方便。
[0023]2、本發(fā)明的活塞小端上增加了環(huán)形凸臺(tái)，其與活塞大端、外缸及襯套構(gòu)成緩沖氣腔，提鉆時(shí)可形成封閉氣囊，可有效保護(hù)襯套、卡環(huán)等部件不損壞，降低故障率，提高使用壽命O
[0024]3、本發(fā)明中的活塞取消掉了傳統(tǒng)的長(zhǎng)過氣槽結(jié)構(gòu)，活塞大端與活塞小徑之間增設(shè)有過氣多面體，活塞底部設(shè)置有弦切過氣槽，使得活塞氣道更加暢通不存在氣路死角、熱處理時(shí)不易產(chǎn)生應(yīng)力集中，降低了加工難度，使用穩(wěn)定性更強(qiáng)，使得沖擊器使用壽命更長(zhǎng)，運(yùn)行更穩(wěn)定。
[0025]4、本發(fā)明中內(nèi)缸內(nèi)缸里設(shè)置有隔氣凸臺(tái)，取代傳統(tǒng)的環(huán)形腔，活塞在內(nèi)缸中的運(yùn)動(dòng)更加平穩(wěn)，更加有效的利用了壓氣的能量做功，壓氣的能量利用更高，經(jīng)濟(jì)性更好。
[0026]5、本發(fā)明中采用兩個(gè)半圓卡環(huán)通過O型圈套裝，使得提鉆時(shí)限制鉆頭的軸向運(yùn)動(dòng)，防止鉆頭掉出，保證其結(jié)構(gòu)及安裝的穩(wěn)定性，提高了使用壽命。
[0027]6、本發(fā)明適用范圍更寬廣，可適應(yīng)氣源氣壓為lMpa_4Mpa之間。
【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖2為本發(fā)明中活塞的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖3為圖2中B-B處導(dǎo)向下段的剖視圖。
[0031]圖4為圖2中C-C處花鍵的剖視圖。
[0032]圖5為圖2中D-D處導(dǎo)向上段的剖視圖。
[0033]圖6為本發(fā)明中內(nèi)缸的透視圖。
[0034]圖7為本發(fā)明中內(nèi)缸的結(jié)構(gòu)圖
[0035]圖8為本發(fā)明中卡環(huán)的全剖圖。
[0036]圖9為本發(fā)明中卡環(huán)的結(jié)構(gòu)圖。
[0037]圖10為本發(fā)明中逆止閥彈簧的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]圖中所示數(shù)字標(biāo)注表示為:1、后接頭，2、逆止閥，3、逆止閥彈簧，4、配氣座，5、內(nèi)缸，6、外缸，7、活塞，8、襯套，9、卡環(huán)，10、前接頭，11、鉆頭，14、環(huán)形凸臺(tái)，15、緩沖氣腔，51、前部過氣孔，52、內(nèi)缸內(nèi)腔，53、隔氣凸臺(tái)，54、尾部斜過氣孔，70、弦切過氣槽，71、活塞前端，72、活塞小徑，73、過氣多面體，74、環(huán)形通氣槽，75、活塞大端，76、過氣槽，77、活塞尾徑，78、圓柱端，79、活塞尾端，91、梯形結(jié)構(gòu)，92、橡膠圈，93、圓弧過氣凹槽，731、弦切邊。
【具體實(shí)施方式】
[0039]為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應(yīng)對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍有任何的限制作用。
[0040]如圖1-10所示，本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)連接關(guān)系為:一種快沖耐磨損高壽命潛孔沖擊鉆具，它包括外缸6及通過螺紋與其前