专利名称：一种气腿式凿岩机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于机械设备技术领域，具体涉及一种气腿式凿岩机。
背景技术：
气腿式凿岩机，由于性能稳定、操作简便、使用可靠，加之它用空气作动 力介质，因此，在国内应用十分广泛，被喻为矿山采掘和石方工程中使用的"常 规武器"。它广泛应用于矿山巷道掘进和各种凿岩作业中钻凿爆破炮孔，是煤炭、 冶金、铁路、交通、水利建设和国防等石方工程中不可缺少的高效机具。气腿 式凿岩机主要由主机、气腿、钎具等组成，钎具包括钎杆和钎头，主机又由气 缸部件、机头部件和柄体部件构成，气缸部件主要起配气、实现活塞往复循环 运动和冲击作用，机头主要起回转和传递扭矩的作用，柄体主要起操作控制作 用。机具的基本运动是活塞冲程时作直线冲击运动，回程时由于机头内的棘轮 被棘爪撑住不动，迫使活塞带动适配在转动套上的钎具也相应回转一个角度， 实现钎具旋转运动。安装在机头上的钎卡，主要起在凿岩打完炮孔时拔出钎杆 的作用。气腿主要起支承主机和在凿岩时推进、压紧(不让机具后振)的作用。
在气腿式凿岩机中，由于活塞的频繁往复运动，与活塞相接触的部件，比 如导向体与导套中的导套、棘轮与螺旋母中的螺旋母、转动套与键套中的键套， 都需要用到青铜合金材料，因为青铜合金具有摩擦系数小、发热量小、导热散 热性好的特点，但是，青铜合金是国家资源紧缺材料，价格昂贵。 发明内容
本实用新型的目的是提供一种改进型的气腿式凿岩机，该凿岩机不仅能减 少部件中的青铜合金材料用量，节约成本，而且性能得到提高。
本实用新型是通过如下的技术方案来实现上述目的的该气腿式凿岩机，包括主机、气腿、钎具，其中，主机包括气缸与活塞、导向体与导套、棘轮与 螺旋母、转动套与键套、钎卡；其特点是所述在导向体内通过过盈配合与导 向体联接的导套是双金属组合件结构，即在一个钢质导套体内嵌套一个薄层青 铜合金衬套；所述活塞圆柱上螺旋槽的收尾槽的形状为圆弧形；所述转动套内 的键套与转动套采用部分螺纹联接方式，即键套左边大头部分与转动套为螺纹 联接，键套右边小头部分端部与转动套为90。锥面联接；所述气腿的铝管气缸与 主机联接体之间通过一个钢质接头联接，即在铝管气缸靠近主机联结体的一端 通过螺纹联接外套-个钢质接头，钢质接头外部再与主机联结体之间通过螺纹 联接；与钎卡的钎卡轴相抵的橡胶垫上钻有两个圆孔，在圆孔内装有弹簧。
本实用新型的凿岩机，导套采用了双金属组合件结构，由导套整体青铜件 改为由钢质导套体内嵌套一个薄层青铜衬套，因导套是易损零件，使用中需要 经常更换，所以可节约大量价格昂贵且又紧缺的青铜合金材料，而且薄层铜合 金比整体铜合金零件的热膨胀变形小，因此具有避免在运动中因热变形而卡死 等优点。另外，本实用新型的其它部件的结构改变，也使零件体积减小，节省 了青铜合金材料，降低了生产成本，并且性能得到改善和提高。
图1是本实用新型的外形结构示意图； 图2是本实用新型主机的剖视图； 图3是图2中的A-A向剖视图； 图4是本实用新型气腿的剖视图； 图5是导向体与导套的原联结结构剖视图6是本实用新型导套的实施例一的结构剖视图7是图6的C-C向剖视图；图8是本实用新型导套的实施例二的结构剖视图； 图9、图10分别是图8中的钢质导套体和青铜合金衬套的剖视图； 图11是本实用新型导套的实施例三的导向体与导套的联结结构剖视图； 图12、图13、图14分别是图11中的导向体、钢质导套体和青铜合金衬套 的剖视图15是本实用新型活塞的剖视图； 图16是图15中螺旋槽的展开图17是棘轮与螺旋母的原联结结构剖视图18、图19是图17中棘轮和螺旋母的剖视图20是本实用新型的棘轮与螺旋母采用锥面联接的剖视图； 图21、图22是图20中棘轮和螺旋母的剖视图23是本实用新型的棘轮与螺旋母采用部分螺纹联接的剖视图24、图25是图23中棘轮和螺旋母的剖视图； 图26、图27是原键套和原转动套的剖视图； 图28、图29是本实用新型的键套和转动套的剖视图； 图30是气腿气缸的原结构剖视图31是本实用新型的气腿气缸的剖视图32、图33是图31中钢质接头和铝管气缸的剖视图 图34是钎卡原结构剖视图35、图36是图34中橡胶垫的主视图和左视图； 图37是本实用新型的钎卡结构剖视图； 图38、图39是图37中橡胶垫的主视图和左视图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的描述。
参见图1，气腿式凿岩机包括主机1、气腿2、钎具3，其中，钎具包括钎 杆和钎头，图中的图标4表示岩石。参见图2，主机包括气缸与活塞5、导向体 6与导套7、棘轮8与螺旋母9、转动套10与键套11、钎卡12，图3中13是棘 爪。
导向体、导套是一组合件，导套是以其外圆具有一定的过盈压紧到导向体 中，其中导套是易损零件，即在使用中容易磨损，需要经常更换，它主要是起 对活塞的支承、导向作用。导套原结构如图5所示，是采用整体青铜件，本实 用新型的导套采用双金属组合结构，下面列举其三种结构
实施例一如图6、图7所示，导套为双金属组合件，即以钢为基体的钢质 导套体7-l，内孔嵌铸或经特种粉末冶金烧结制成一薄层青铜合金衬套7-2，青 铜合金衬套厚度为lmm。采用此双金属件的结构方案，其优点是可以节省大量 价格昂贵且又是国家资源紧缺的青铜合金材料，并能保证其摩擦系数小，发热 量小，导热散热性好，加上采用薄层铜合金比整体铜合金零件的热膨胀变形小， 还可避免在运动中因热变形而卡死的情况发生。
实施例二如图8、图9、图10所示，其特点是导套体7-l为钢质件，内孔 ①42经热处理强硬化，后一部分用青铜合金衬套7-2压入到导套体孔0M8中。 采用此结构方案是在前一方案的基础上更进一步完善了 ，它不但具有前一方案 的卜.述优点，而且比它更加耐磨，因为导套体内孔有一部分用钢并经热处理强 硬化，耐磨性比青铜合金更好。
实施例二如图ll、图12、图13、图14所示，改进后导向体6与导套组 合起来，便使内孔①42前后两头即导向体6的前部和钢质导套体7-1的后部的 内孔表面都是钢质并经热处理强硬化，耐磨性能好，而内孔中部即衬套7-2则釆用青铜合金，它具有磨擦系数小，磨合性好，导热散热好，两者结合，对保证 产品性能更有利。
上述二种方案的共同特点在于，既为国家节约了大量紧缺的资源(铜合金)， 又为企业降低了经济成本，既提高了零件的耐磨性，又能确保产品具有优良的 技术性能。
参见图15、图16，活塞5上螺旋槽的收尾槽的原形状如图中5-l所示，为 较尖较长的梯形，而本实用新型的螺旋槽的收尾槽的形状如图中5-2所示，为圆 弧形。原来，在活塞0M2圆柱上铣4条螺旋槽是采用专用(盘状梯形)活塞槽 (槽形角为78° )铣刀，在卧式铣床上加工，由于圆盘状铣刀外圆大(大于50 毫米)，因此在活塞042圆柱上收尾槽很长(达17.5mm)，这部分尾槽在工作上 是无用的，而且具有较大的负面影响，即在活塞回程运动时，要求是必须准确 控制活塞大圆右端打开气缸排气口之后，槽尾再开始排出压气。但由于活塞上4 条螺旋槽尾部太长，活塞回程运动尚未打开气缸排气口，而槽尾已超前打开导 套的排气位置，压气己从导套与活塞槽尾的空缺处超前(4mm)把压气排泄出 去了，因而没有达到设计的预期效果。而本实用新型的螺旋槽，是采用立式铣 床，用圆柱截锥立铣刀(①14，锥角78° ，底部直径为02.3)，把螺旋槽尾部 加工出来，由于圆柱立铣刀直径小，因此槽尾也相应小了很多(约5mm)，达到 了要求，更好地保证了产品的技术性能。
参见图17、图18、图19，原螺旋母9和棘轮8是采用特54X3LH螺纹联 接的，并套装在活塞5的螺旋槽上，其作用是实现活塞5回程时的单向间歇回 转运动。
本实用新型的棘轮8与螺旋母9联结的第一种方案是采用锥面联接，锥度 6° 10° ，如图20、图21、图22所示。之所以用锥面联接取代螺纹联接是因为螺旋母是易损件，使用中需经常更换，但原采用螺纹联接，由于使用中受力 变形拆卸非常困难，而采用锥面联接后，拆卸比较方便了。
本实用新型的棘轮8与螺旋母9联结的第二种方案是采用部分螺纹联接， 如图23、图24、图25所示，其特点是采用特54X3LH螺纹联接(虽然螺纹与 原一样，但螺纹牙数减少)加锥面联接。其优点是把原来大头056的定位对 中改为小头90。锥面自动导正对中，螺旋母的尺寸和体积小了，可节约青铜， 降低成本，另一方面由于用90°锥面联接，使棘轮的受力情况得到了较大的改 善。
参见图26、图27，原转动套10与键套11是采用特54X3LH螺联接的，联 接装配时，采用大头056导正对中，保证同轴度。
参见图28、图29，本实用新型的转动套10与键套11，虽然仍是用同样的 螺纹联接，但螺纹牙数却减少了，由原来的全螺纹，改为部分(2/3)的螺纹， 装配时的导正对中，也由原来键套大头056改为键套的小头锥面(90° )。
本实用新型的转动套与键套的联结结构改变后，主要有以下几个特点(1) 强度提高，不易损坏，性能改善。比如，本实施例中，由于转动套螺纹退力槽 由原距左端51mm处，左移到35mm处，槽直径^55相应移动，原底部^55已 改变为^52，同时离右端由原7mm变为llmm，厚度增大了许多；更重要的是 转动套与键套联接后在工作中的作用力，原来是集中作用到退刀槽的底端面上， 因此，容易损坏。改进后，则作用在90°锥面上，产生轴向和径向分力，轴向 力的强度与原来相比就要小很多，受力状况有了大的改善，零件不易损坏了。 (2) 容易拆卸并降低了经济成本。键套由全螺纹变为部分(2/3)螺纹，螺扣少了，容 易拆卸了，装配时的导正对中由大头056改为小头锥面(90° )，零件(青铜) 尺寸、体积小了，节省材料、降低成本。参见图30，与凿岩机主机配套的气腿，它的气缸都是采用标准硬铝管材料， 之所以采用铝管，主要是考虑它的重量比钢管轻，铝管内孔也具有一定的耐磨 性，但它的最大缺点是靠近联接主机的一端外圆是用螺纹与钢质的主机联接体 联接，由于主机工作中振动大，因此很容易造成气缸螺扣垮丝(坏扣)，影响使 用寿命。
参见图4、图31、图32、图33，本实用新型的气腿气缸，在硬铝管接近主 机的一端，加接一个钢质接头14，接头与主机联接体相联接处的一端车外螺纹， 接头的另一端车内螺纹与气腿硬铝管15外螺纹联接，在后者装入时，采用螺纹 联接的基础上还对其螺纹及外圆涂胶粘接，使之两者成为一个整体件，使用时， 主机的钢质联接体便只与图31中的钢质接头14进行螺纹联接，这样两件皆为 钢质的螺纹联接，强度便好多了。对于另一种材质——玻璃钢的气缸而言的， 零件结构都与以上方案相同。
钎卡机构主要是保证在凿岩作业时，打完炮孔后，能够可靠地拔出钎杆。 参见图34、图35、图36，原来是利用钎卡橡胶垫16的橡胶弹性张力作用于与 钎卡12联接成一体的钎卡轴17上，保证在拔钎时钎卡不会弹起，实现可靠地 拔出钎具。但由于橡胶容易失效，弹力不足而造成拔钎不可靠。因此，本实用 新型的实施例是在原钎卡橡胶垫上钻出2个孔①12.5，如图37、图38、图39所 示，并在孔中相应装入了2个弹簧，①10 (中径)X29 (长)，这样便保证拔钎 时钎卡机构能够有效地起作用。
权利要求1、一种气腿式凿岩机，包括主机、气腿、钎具，其中，主机包括气缸与活塞、导向体与导套、棘轮与螺旋母、转动套与键套、钎卡；其特征在于所述在导向体内通过过盈配合与导向体联接的导套是双金属组合件结构，即在一个钢质导套体内嵌套一个薄层青铜合金衬套；所述活塞圆柱上螺旋槽的收尾槽的形状为圆弧形；所述转动套内的键套与转动套采用部分螺纹联接方式，即键套左边大头部分与转动套为螺纹联接，键套右边小头部分端部与转动套为90°锥面联接；所述气腿的铝管气缸与主机联接体之间通过一个钢质接头联接，即在铝管气缸靠近主机联结体的一端通过螺纹联接外套一个钢质接头，钢质接头外部再与主机联结体之间通过螺纹联接；与钎卡的钎卡轴相抵的橡胶垫上钻有两个圆孔，在圆孔内装有弹簧。
2、 根据权利要求1所述的气腿式凿岩机，其特征在于套装在活塞螺旋槽 上的螺旋母与棘轮之间采用部分螺纹联接方式，即螺旋母的右边大头部分与棘 轮之间为螺纹联接，螺旋母左边小头部分端部与棘轮之间为90。锥面联接。
3、 根据权利要求1所述的气腿式凿岩机，其特征在于套装在活塞螺旋槽 上的螺旋母与棘轮之间采用锥面联接方式，锥度为6° 10°。
4、 根据权利要求1或2或3所述的气腿式凿岩机，其特征在于在所述导 向体中导套的钢质导套体内全段嵌套一个厚度为lmm的青铜合金衬套。
5、 根据权利要求1或2或3所述的气腿式凿岩机，其特征在于所述导向 体中导套的钢质导套体左段内圆表面经过强硬化热处理，在钢质导套体右段内径稍大处则嵌套一个薄层的青铜合金衬套，青铜合金衬套的内径与钢质导套体 左段内径相等。
6、 根据权利要求1或2或3所述的气腿式凿岩机，其特征在于所述导向体中导套的钢质导套体右段内圆表面经过强硬化热处理，在钢质导套体左段内 径稍大处则嵌套一个薄层的青铜合金衬套；与导套联接的导向体的左段内圆表 面经过强硬化热处理，其内径与钢质导套体右段内径和青铜合金衬套内径相等。
专利摘要本实用新型涉及一种气腿式凿岩机。本实用新型针对原凿岩机中易损件的青铜合金用量较大等缺陷，提供一种如下的技术方案该技术方案的主要特点是，在导向体内通过过盈配合与导向体联接的导套是双金属组合件结构，即在一个钢质导套体内嵌套一个薄层青铜合金衬套；以及转动套内的键套与转动套采用部分螺纹联接方式等。本实用新型的导套可节约大量价格昂贵且又紧缺的青铜合金材料，而且薄层铜合金比整体铜合金零件的热膨胀变形小，因此具有避免在运动中因热变形而卡死等优点；并且，本实用新型的其它部件的结构改变，也使零件体积减小，节省了青铜合金材料，降低了生产成本，并且性能得到改善和提高。
文档编号E21B6/00GK201241616SQ20082005428
公开日2009年5月20日 申请日期2008年8月26日 优先权日2008年8月26日
发明者罗亮光 申请人:罗亮光