专利名称：偏心滑块式电动凿岩机高效冲击机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种新型高效冲击机构，用于以离心力作为冲击动力的偏心滑块式电动凿岩机上，属于采矿机械领域。
在采矿工程中，破取岩石的最有效途径之一是钻孔爆破法。而凿岩机便是钻凿炮孔的主要设备。在没有压风系统的场所，通常选用电动凿岩机。偏心滑块式电动凿岩机结构简单，维修方便，动力单一，操作灵活，应用较为普遍。典型的偏心滑块式电动凿岩机的冲击机构如
图1所示。它是由缸体1、主偏心块2、副偏心块3、冲锤4、轴套5、滚轮6、电机7、滑槽8、小轴9、缓冲气室10组成。
当电机7带动滑槽8转动时，滑槽8通过滚轮6拨动主偏心块2[注滚轮与主偏心块固联于一体]绕小轴9与电机7同步旋转，因副偏心块3与主偏心块2同轴联结，故副偏心块3也绕小轴9与电机7同步旋转。主、副偏心块在绕小轴9高速旋转的同时产生离心力，带动冲锤运动。由于冲锤4的前端有轴套5后端有缸体1支承，冲锤4向前运动时，即为冲击运动，锤头撞击钎尾，实现凿岩钻进。冲锤4向后运动时，即为回程运动，此时冲锤4后端活塞与缸体1组成的缓冲气室10处于压缩状态。被压缩的气体吸收冲锤4向后运动的冲力，并将该能量转换成弹性势能，储存于压缩的空气气垫中，待冲锤4向前运动时释放，以增加撞击钎尾的动能。当电机7旋转1圈时，主、副偏心块也转1圈，此时冲锤4完成一个工作循环。
现有技术的不足之处在于(参照图2加以说明)按牛顿定律导出离心力为P＝m·r·ω2(1)式中 m——偏心块质量，Kg；r——偏心块重心到回转中心半径，m；ω——偏心块角速度，弧度/S。
其X轴向分力为Px＝P·cosθ (2)式中 θ——偏心块转动角度。
y轴向分力为
Py＝P·sinθ(3)显然X轴向分力Px为冲击力，其大小是随偏心块转角θ变化而变化。
Y轴向分力Py正压于缸体和轴套上，其大小也随偏心块转角变化而变化，即Py＝f(θ)。冲锤运动时产生的摩擦力为Pf＝Py·f式中 f——摩擦系数摩擦力的方向与冲锤运动方向相反，阻碍冲锤往复运动，为运动阻力，因此，Py是有害分力。根据Py＝f(θ)，按照公式(3)Py＝P·sinθ，通过θ的变化，我们可以作出Py分力的周期变化曲线，见图3。此图说明Py分力以正弦规律变化，偏心块每转2π，分力Py正负变化一次，其最大绝对值为P。该力不但使机器产生强烈振动，而且还对冲锤两端的支承面造成不均匀磨损，使凿岩效率大大降低。
本实用新型的目的则是针对上述存在的问题，设计了一种可使Py有害力消失，从而保证电动凿岩机工作效率的偏心滑块式电动凿岩机高效冲击机构。
本实用新型的目的可以通过以下措施来达到一种偏心滑块式电动凿岩机高效冲击机构，包括冲锤、小轴、偏心块、滚轮、滑槽，其中冲锤中部有一横孔，横孔内穿有一根小轴，其特征在于小轴的两端装有可绕小轴转动的两个偏心块，在两个偏心块的边缘处各固定一个滚轮，该滚轮分别插入与两个锥齿轮相联的两个滑槽中。
本实用新型的目的还可以通过以下措施来达到两个锥齿轮共用一根轴心线，且两个锥齿轮的齿数相等；过桥伞齿轮同时与两个锥齿轮相啮合。
本实用新型的优点利用离心力的冲击原理，保留了有用的Px分力，抵消了有害的Py分力，对提高凿岩机的冲击效率，减少机器本身所产生的振动、噪音和磨损，具有积极的作用。
图1为现有技术结构示意图。
图2为现有技术冲击运动受力分析图。
图3为现有技术偏心块离心力垂直分力变化规律图。
图4为本实用新型原理图。
图5为本实用新型结构示意图。
图6为图5A-A剖视图。
以下结合附图对本实用新型作进一步描述在与主偏心块a同轴线的副偏心块b上增加一原动力，使两个偏心块均为主动件，但运动时同轴不同向，关键要同步。调整好起始点位置后，两偏心块旋转速度要一致，这样才能保证当偏心块a在逆时针旋转到π/2位置时，偏心块b则顺时针旋转到1.5π位置，在这期间两离心力P所产生的Py分力相互抵消；当a转到π位置时，b也到了π位置，两偏心块的离心分力Px同向，使冲锤作回程运动；当a转到1.5π时，b转到了π/2，两离心分力Py又相互抵消；a继续转动至2π位置，b就转到了0位置，两离心分力Px合起来作用于冲锤之上，使冲锤作加速冲击运动。
本机构由冲锤、小轴、左右偏心块、左右滚轮、左右滑槽、左右锥齿轮及过桥伞齿轮组成。冲锤4两端有支承约束，使冲锤4仅能作前后运动而不能转动。冲锤4的中部有一小轴9横穿而过，小轴9两端各带一个可绕小轴转动的偏心块2、3，在偏心块2、3的各自边缘位置上，固定有滚轮6、13，滚轮6、13分别按设定的位置插入滑槽8、11靠近端部的槽中，滑槽8、11本体与锥齿轮14、12相连。电机的动力是通过一个过桥伞齿轮15将旋转运动传递给两齿数相同的锥齿轮12、14上，锥齿轮12、14再通过滑槽11、8拨动滚轮6、13，从而带动两个偏心块2、3高速同步但不同向旋转，高速旋转的偏心块2、3由此产生的足够大的离心力带动了冲锤4，使其在有约束的条件下，只能作前后往复运动，由于两个偏心块2、3的起始位置是予先设计调整好的，其旋转方向要相反，旋转速度必须一致，因而可实现保留并充分利用偏心块的有用离心分力Px、消除有害分力Py的目的，进而保证使本机构具有较高的冲击能量。
权利要求1.一种偏心滑块式电动凿岩机高效冲击机构，包括冲锤、小轴、偏心块、滚轮、滑槽，其中冲锤中部有一横孔，横孔内穿有一根小轴，其特征在于小轴的两端装有可绕小轴转动的两个偏心块，在两个偏心块的边缘处各固定一个滚轮，该滚轮分别插入与两个锥齿轮相联的两个滑槽中。
2.根据权利要求1所述的偏心滑块式电动凿岩机高效冲击机构，其特征在于两个锥齿轮共用一根轴心线，且两个锥齿轮的齿数相等。
3.根据权利要求1所述的偏心滑块式电动凿岩机高效冲击机构，其特征在于过桥伞齿轮同时与两个锥齿轮相啮合。
专利摘要本实用新型设计了一种可使Py有害力消失,从而保证电动凿岩机工作效率的偏心滑块式电动凿岩高效冲击机构,它包括冲锤、小轴、偏心块、滚轮、滑槽,其中冲锤中部有一横孔,横孔内穿有一根小轴,其特征在于:小轴的两端装有可绕小轴转动的两个偏心块,在两个偏心块的边缘处各固定一个滚轮,该滚轮分别插入与两个锥齿轮相联的两个滑槽中。
文档编号B25D11/00GK2291267SQ97207390
公开日1998年9月16日 申请日期1997年3月20日 优先权日1997年3月20日
发明者薛玉专 申请人:煤炭科学研究总院南京研究所