专利名称：全液压冲击反循环钻机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种桩孔施工的专用钻机，具体地说是一种全液压冲击反循环钻机。
2、背景技术目前，冲击反循环钻机主要有两种类型一类是卷扬机冲击反循环钻机；另一类是曲柄连杆游梁式冲击反循环钻机。这两种类型的冲击反循环钻机均以机械传动为主。卷扬机冲击反循环钻机通过卷扬机的正转和反转交替进行，经钢丝绳和钻塔提动钻头上升和下降，实现冲击工作。卷扬机的正、反转切换通过离合器来完成。由于离合器需要频繁的接合和脱离，离合器易发热烧损，卷筒和钢丝绳也较易磨损，钻机的冲击频率一般为5-10次/分，手动控制冲击工作；曲柄连杆游梁式冲击反循环钻机是通过曲柄连杆机构将齿轮的旋转运动变为游梁的上下摆动，经钢丝绳和钻塔带动钻头上下运动，实现冲击工作。钻头放入钻孔和提出钻孔由卷扬机来完成。该类钻机由于在传动中主要采用了齿轮、链轮和链条等机械零件，因此结构复杂，工作时噪音大，功率消耗高，易损件多，操作较费力，自动控制程度较低。这两种类型的钻机由于受结构的影响，工作能力受到限制。目前桩孔施工使用的这两种类型的冲击反循环钻机施工口径小于2m，所配备的冲击钻头重量都小于5吨。
发明内容本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种结构简单、传动效率高、功耗低、工作能力大、自动化程度高、工作平稳、噪音低、操作方便、安全可靠、冲击行程和冲击频率可无级调节的全液压冲击反循环钻机，该钻机首次将液压油缸冲击机构与卷扬机组合使用，利用液压油缸冲击机构的全液压传动方式和卷扬机的自动给进功能，解决了现有技术卷扬机冲击反循环钻机和曲柄连杆游梁式冲击反循环钻机的缺陷和不足。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是该全液压冲击反循环钻机是由底盘、钻塔、导绳架、液压油缸冲击机构、缓冲机构、冲击钻头、液压马达、卷扬机、液压动力站和操作台构成，底盘前部为钻塔及导绳架，钻塔下半部为门式结构，上半部分为桅杆式结构，在钻塔的顶部悬挂液压油缸冲击机构，该机构中冲击轮组的两个滑轮在钻塔桅杆部的左右两侧，缓冲机构为两件，安装在钻塔中间门式结构和桅杆式结构连接处的左右两侧，钻塔的底部为钻孔，钻孔内放入冲击钻头，底盘中部为液压马达及卷扬机，两根钢丝绳的一端分别缠绕在卷扬机的左卷筒和右卷筒上，另一端穿过导绳架和缓冲机构后侧滑轮，再绕过冲击轮组的滑轮，最后通过缓冲机构前侧滑轮下接冲击钻头，底盘后部为液压动力站、操作台，液压动力站为液压马达及液压油缸冲击机构等工作机构提供动力。
液压油缸冲击机构是顶端有销轴孔的缸体和缸体内的活塞杆、活塞组成单杆双作用油缸，油缸的上，下腔的一侧通过钢管接内有阀芯的液控阀，上腔的另一回油口T通过油管与外接油箱相通，下腔的另一进油口P通过油管外接换向阀，液控阀下端的控制油口K通过油管接先导阀，活塞杆下端接冲击轮组，工作时，先用卷扬机将冲击钻头放入孔底，并调整好钢丝绳的长度，打开先导阀，压力油经控制油口K进入液控阀，推动阀芯上移，关闭缸体上、下腔之间的通道，从主泵来的压力油通过换向阀进入油缸下腔，推动活塞上升并带动活塞杆和冲击轮组匀速上升，通过钢丝绳将冲击钻头提离孔底，同时，油缸上腔的油经回油口T排回油箱；当先导阀关闭时，控制油口K与油箱接通，阀芯在进油口P的压力油作用下向下移动，打开油缸上、下腔之间的通道，从主泵来的压力油与油缸下腔的液压油一同快速排入油缸上腔，油缸池荷状态，冲击钻头在重力作用下带动冲击轮组及活塞杆一同快速下降，冲击钻头冲击孔底。该液压油缸冲击机构的特点是缸体下、下腔之间能近距离接通，通经大，主泵及下腔的油能快速排入上腔，排油阻力非常小，而且缸体上腔能直接从油箱吸油进行补油，从而使活塞杆的运动速度大于一般的差动缸增速回路，满足了冲击反循环钻机希望冲击钻头能自由状态下落，冲击力越大越好的技术要求。其中的先导阀可以手动控制，也可以自动控制，因此该钻机具有自动冲击或手动冲击功能，活塞杆的工作行程可以任意选定，使冲击钻头的冲击行程可以根据工作要求任意选择，改变液压动力站的流量，可以改变的活塞杆运动速度，使冲击钻头的冲击频率可以任意调节。
上述的卷扬机为双卷筒机构，即在主轴上安装有左右对称的左卷筒与右卷筒，左、右卷筒上分别安装左齿圈、右齿圈，中间大齿轮上安装有分别与左齿圈、右齿圈相啮合左差动齿轮、右差动齿轮。其工作动力由中间大齿轮输入，由液压马达驱动，中间大齿轮可由抱闸制动。卷扬机与液压马达组成快速升降机构，可以用来长距离升降冲击钻头，其升降速度可无级调节。但在液压油缸冲击机构进行冲击时，卷扬机是由抱闸抱死的，左卷筒和右卷筒不能同向转动，而在左右差动齿轮的作用下，左卷筒和右卷筒能以相反方向转动，调节两根钢丝绳的拉力使其保持拉力平衡，以保证冲击钻头不发生倾斜。
该钻机的缓冲机构是在带圆角倒梯形中间有缺口的缓冲架间左右两端安装对称的滑轮，缓冲架底部为塔梁，缓冲架通过导向杆和弹簧与塔梁连接。其作用一是用来导正钻塔前后的钢丝绳，使钻塔垂直受力，二是在液压油缸冲击机构进行冲击工作时，当钢丝绳的长度合适时，冲击钻头的冲击力全部作用在孔底，随着冲击钻头的不断冲击，钻孔加深，钢丝绳的长度将相对变短，冲击钻头的冲击力通过液压油缸冲击机构将逐步作用在缓冲机构上，弹簧的压缩量随之发生变化，当弹簧压缩量增大到一定值时，缓冲机构将使换向阀动作，控制卷扬机间断转动，放出少量钢丝绳，使钢丝绳的长度恢复到合适程度，从而使该钻机具有自动给进功能，该功能可以明显地提高全液压冲击反循环钻机的钻进效率。
附图1为液压油缸冲击机构的结构示意图；附图2为全液压冲击反循环钻机的结构示意图；附图3为全液压冲击反循环钻机的俯视结构示意图；附图4为钻机液压系统原理图；附图5为缓冲机构结构示意图；附图6为卷扬机结构示意图。
图中，1、进油口P，2、缸体，3、活塞杆，4、活塞，5、回油口T，6、钢管，7、液控阀，8、阀芯，9、控制油口K，10、冲击轮组，11、液压动力站，12、操作台，13、底盘，14、液压马达，15、卷扬机，16、钢丝绳，17、导绳架，18、钻塔，19、液压油缸冲击机构，20、缓冲机构，21、冲击钻头，22、主泵，23、换向阀，24、抱闸，25、油箱，26、先导阀，27、滑轮，28、缓冲架，29、塔梁，30、弹簧，31、导向杆，32、左卷筒，33、左齿圈，34、大齿轮，35、左差动齿轮，36、右齿圈，37、右差动齿轮，38、右卷筒，39、主轴。
具体实施方式
以下结合附图1-6对本实用新型的全液压冲击反循环钻机作以下详细地说明。
如附图1-6所示，本实用新型的全液压冲击反循环钻机，其结构是由底盘13、液压动力站11、操作台12、钻塔18、液压油缸冲击机构19、钢丝绳16、缓冲机构20、冲击钻头21、导绳架17、液压马达14和卷扬机15构成，在底盘13上安装有钢制钻塔18，在钻塔18顶部悬挂液压油缸冲击机构19，油缸冲击机构19通过滑轮27与钢丝绳16连接缓冲机构20并吊接冲击钻头21，缓冲机构20的另一端通过钢丝绳16绕过导绳架17并连接在由液压马达14驱动的卷扬机15上。
液压油缸冲击机构19是顶端有销轴孔的缸体2，和缸体内的活塞杆3、活塞4组成单杆双作用油缸，油缸的上，下腔的一侧通过钢管6接内有阀芯8的液控阀7，上腔的另一回油口T5通过油管与外接油箱相通，下腔的另一进油口P1通过油管外接换向阀，液控阀7下端的控制油口K9通过油管接先导阀，活塞杆下端接冲击轮组10。
差动双卷筒卷扬机15在主轴39上安装左右对称的左卷筒32与右卷筒38，左、右卷筒上分别安装左齿圈33、右齿圈36，中间大齿轮34上安装有分别与左齿圈33、右齿圈36相啮合左差动齿轮35、右差动齿轮37。
缓冲机构20在带圆角倒梯形中间有缺口的缓冲架28间左右两端安装对称的滑轮27，缓冲架底部为塔梁29，导向杆31串过的弹簧30将缓冲架28和塔梁29连接。
液压马达14和液压油缸冲击机构19由液压动力站11提供液压油，整个钻机由操作台12操纵控制。
本实用新型的全液压冲击反循环钻机其加工制作简单方便，按说明书附图所示加工制作即可。钢材经铸造、锻造、焊接等方法形成零部件毛坯及钻塔、底盘等结构件，各零部件毛坯经车、铣、刨、磨、热处理等加工手段形成合格零件，外购主泵、液压马达、换向阀、先导阀、液控阀、胶管等液压元件及钢丝绳、螺钉等标准件。
全液压冲击反循环钻机和现有技术相比，具有设计合理、冲击方式独特、全液压传动、自动化程度高、冲击行程和冲击频率可无级调节、操作方便、工作平稳、噪音低、冲击钻头重量大、冲击力能完全作用于孔底、钻进效率高、施工口径大、在冲击工作中运动件少、工作惯性小、钻机易损件少、工作寿命长等特点，因而，具有很好的推广使用价值。
除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。
权利要求1.一种全液压冲击反循环钻机，其特征在于在底盘(13)上安装钢制钻塔(18)，在钻塔顶部悬挂液压油缸冲击机构(19)，油缸冲击机构通过滑轮与钢丝绳(16)连接缓冲机构(20)并吊接冲击钻头(21)，缓冲机构的另一端通过钢丝绳绕过导绳架(17)并连接在由液压马达(14)驱动的卷扬机上(15)。
2.根据权利要求1所述的全液压冲击反循环钻机，其特征在于液压油缸冲击机构是顶端有销轴孔的缸体(2)，和缸体内的活塞杆(3)、活塞(4)组成单杆双作用油缸，油缸的上，下腔的一侧通过钢管(6)接内有阀芯(8)的液控阀(7)，上腔的另一回油口T(5)通过油管与外接油箱相通，下腔的另一进油口P(1)通过油管外接换向阀，液控阀(7)下端的控制油口K(9)通过油管接先导阀，活塞杆下端接冲击轮组(10)。
3.根据权利要求1所述的全液压冲击反循环钻机，其特征在于差动双卷筒卷扬机在主轴(39)上安装左右对称的左卷筒(32)与右卷筒(38)，左、右卷筒分别安装左齿圈(33)、右齿圈(36)，中间大齿轮(34)上安装有分别与左齿圈(33)、右齿圈(36)相啮合左差动齿轮(35)、右差动齿轮(37)。
4.根据权利要求1所述的全液压冲击反循环钻机，其特征在于缓冲机构在带园角倒梯形中间有缺口的缓冲架(28)间左右两端安装对称的滑轮(27)，缓冲架底部为一组塔梁(29)，塔梁的双框内的中间为导向杆(31)串过的弹簧(30)。
专利摘要本实用新型全液压冲击反循环钻机属桩孔施工的专用钻机。它由底盘(13)上安装钢制钻塔(18)，在钻塔顶部悬挂液压油缸冲击机构(19)，油缸冲击机构通过滑轮与钢丝绳(16)连接缓冲机构(20)并吊接冲击钻头(21)，缓冲机构的另一端通过钢丝绳绕过导绳架(17)并连接在由液压马达(14)驱动的卷扬机上(15)。它方式独特，自动化程度高，操作方便，工作平稳，噪音低，钻头重，冲击行程和冲击频率可无级调节，自动给进，钻进效率低，施工口径大，机件寿命长。
文档编号E21B1/00GK2649762SQ0321709
公开日2004年10月20日 申请日期2003年5月13日 优先权日2003年5月13日
发明者侯庆国, 唐爱国, 李大放, 柴治国, 冯文汉 申请人:山东省地质探矿机械厂