一种改进的冲击钻机的制作方法与工艺

本发明涉及工程机械技术领域，尤其是一种改进的冲击钻机。

背景技术：
目前对于地表和浅井段岩石层的碎石和钻进，普遍使用的是冲击钻具或冲击器，这是因为冲击方式能对岩石产生明显的破碎效果，而仅用旋转的方式钻井，难以达到碎石的目的，因而钻进效率极低。中国发明专利CN102852455B公开了一种冲击钻具，通过液压机构的活塞运动实现对地层的冲击碎石效果。但是，这种结构的冲击钻是通过换向阀的转换实现液压装置进行活塞运动的，其频率较低，并且冲击力的释放方式较为单一，在遇到较为复杂的地质结构时通常需要多次调整液压换向阀的转换速度以适应实时的钻探需要。

技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种改进的冲击钻机，能够解决现有技术的不足，提高了冲击钻的冲击频率，并且可以实现同时释放多种冲击频率。为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。一种改进的冲击钻机，包括钻头机构，钻头机构连接有冲击机构，冲击机构连接有液压机构，所述钻头机构包括基座，基座上安装有钻头；冲击机构包括安装箱，安装箱内设置有液压腔室，液压腔室上连接有两个液压缸，液压缸的顶部连接至基座的底部，液压腔室上设置有与液压缸相连通的管道，管道的侧壁设置有旁路泄压管，管道的底部铰接有端盖，液压腔室内设置有两个第一驱动轮，第一驱动轮上轴接有第一连杆，第一连杆的顶部通过第一弹簧体连接至端盖，液压腔室通过第二弹簧体连接有弹性膜层，弹性膜层的外侧连接有硬质外边，液压腔室内设置有第二驱动轮，第二驱动轮的外侧边均匀设置有若干个卡槽，硬质外边与卡槽选择性接触；液压机构包括液压泵，液压泵的出液管连接至液压腔室，液压泵的回液管连接至旁路泄压管。作为优选，所述基座内设置有驱动电机，驱动电机连接至钻头，驱动电机安装在底板上，基座的底部设置有若干个柱体，柱体的外侧设置有第三弹簧体，底板的底部设置有连接套，连接套套接在柱体外侧，连接套内设置有气囊层，柱体的外侧设置有环形凸起，连接套的底部与第三弹簧体选择性压接。作为优选，所述相邻连接套之间设置有加强筋。作为优选，所述钻头包括尖端部和钻头主体，钻头主体上设置有螺旋形凹槽，螺旋形凹槽与尖端部的连接处设置有凸起部，凸起部的顶部设置有斜齿部，斜齿部与钻头轴线之间的夹角为25°。作为优选，所述液压腔室与基座之间还设置有两个第四弹簧体，两个液压缸的连接线与两个第四弹簧体的连接线相互垂直。作为优选，所述出液管和液压腔室之间设置有缓冲腔室。作为优选，所述液压缸与基座的连接处设置有加强套，加强套固定在基座的底部，加强套内同心设置有两个加强环，液压缸的顶部插接在加强套内，液压缸与加强环相互卡接。采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明通过改变现有技术中液压装置的结构，利用第一驱动轮对端盖的开闭作用，实现两个液压缸的进液控制，液压缸内的油液通过旁路泄压管进行自动泄压。这一结构解决了使用换向阀对液压缸进行伸缩控制的问题，由于油液可以通过旁路泄压管进行实时泄压，而液压缸内的压力大小仅仅通过端盖的开闭进行控制，这就大大缩短了液压缸内压力变化的周期，从而提高了冲击频率。与此同时，第二驱动轮通过与弹性膜层相互作用，实现了弹性膜层表面张力的周期性变化，在液压腔室内的油液发生流动时，弹性膜层会对这一流动趋势进行阻挡，通过改变第二驱动轮的转速，可以在端盖周期性开闭的基础上，给液压缸叠加一个其它频率的油液压力变化，从而实现冲击力中含有多个频率的振动分量。基座内部的结构可以对多频率的冲击振动进行有效的缓冲，避免整个冲击装置发生共振和不同频率冲击力的相互抵消。此外，还可以降低冲击力的径向分量，提高冲击效果。钻头的结构可以实现对于多频率冲击的充分利用，凸起部可以利用多频率振动对岩石表面进行有效破碎。第四弹簧体和液压缸之间形成十字结构，降低了基座的侧倾。缓冲腔室可以降低液压腔室内压力变化对液压泵的输出压力稳定性的影响。加强套用来对液压缸与基座的连接处进行加固，提高了冲击钻的耐用度。附图说明图1是本发明一个具体实施方式的结构图。图2是本发明一个具体实施方式中冲击机构的结构图。图3是本发明一个具体实施方式中钻头机构的结构图。图4是本发明一个具体实施方式中液压机构的结构图。图5是本发明一个具体实施方式中液压缸和第四弹簧体之间位置配合的结构图。图6是本发明一个具体实施方式中加强套的结构图。图7是本发明一个具体实施方式中第二连杆的结构图。图中：1、钻头机构；2、冲击机构；3、液压机构；4、基座；5、钻头；6、安装箱；7、液压腔室；8、液压缸；9、管道；10、旁路泄压管；11、端盖；12、第一驱动轮；13、第一连杆；14、硬质外边；15、第二驱动轮；16、卡槽；17、液压泵；18、出液管；19、回液管；20、驱动电机；21、底板；22、柱体；23、第三弹簧体；24、连接套；25、气囊层；26、环形凸起；27、加强筋；28、尖端部；29、钻头主体；30、螺旋形凹槽；31、凸起部；32、斜齿部；33、第四弹簧体；34、缓冲腔室；35、加强套；36、加强环；37、第二连杆；38、滑槽；39、万向节；40、弹性膜层；41、第一弹簧体；42、第二弹簧体。具体实施方式本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。参照图1-7，本发明一个具体实施方式包括钻头机构1，钻头机构1连接有冲击机构2，冲击机构2连接有液压机构3，所述钻头机构1包括基座4，基座4上安装有钻头5；冲击机构2包括安装箱6，安装箱6内设置有液压腔室7，液压腔室7上连接有两个液压缸8，液压缸8的顶部连接至基座4的底部，液压腔室7上设置有与液压缸8相连通的管道9，管道9的侧壁设置有旁路泄压管10，管道9的底部铰接有端盖11，液压腔室7内设置有两个第一驱动轮12，第一驱动轮12上轴接有第一连杆13，第一连杆13的顶部通过第一弹簧体41连接至端盖11，液压腔室7通过第二弹簧体42连接有弹性膜层40，弹性膜层40的外侧连接有硬质外边14，液压腔室7内设置有第二驱动轮15，第二驱动轮15的外侧边均匀设置有若干个卡槽16，硬质外边14与卡槽16选择性接触；液压机构3包括液压泵17，液压泵17的出液管18连接至液压腔室7，液压泵17的回液管19连接至旁路泄压管10。基座4内设置有驱动电机20，驱动电机20连接至钻头5，驱动电机20安装在底板21上，基座4的底部设置有若干个柱体22，柱体22的外侧设置有第三弹簧体23，底板21的底部设置有连接套24，连接套24套接在柱体22外侧，连接套24内设置有气囊层25，柱体22的外侧设置有环形凸起26，连接套24的底部与第三弹簧体23选择性压接。相邻连接套24之间设置有加强筋27。钻头5包括尖端部28和钻头主体29，钻头主体29上设置有螺旋形凹槽30，螺旋形凹槽30与尖端部28的连接处设置有凸起部31，凸起部31的顶部设置有斜齿部32，斜齿部32与钻头5轴线之间的夹角为25°。液压腔室7与基座4之间还设置有两个第四弹簧体33，两个液压缸8的连接线与两个第四弹簧体33的连接线相互垂直。出液管18和液压腔室7之间设置有缓冲腔室34。液压缸8与基座4的连接处设置有加强套35，加强套35固定在基座4的底部，加强套35内同心设置有两个加强环36，液压缸8的顶部插接在加强套35内，液压缸8与加强环36相互卡接。另外，在第二弹簧体42与硬质外边14之间设置有若干个第二连杆37，第二连杆37与第二弹簧体42铰接，硬质外边14的侧面设置有滑槽38，第二连杆37的另一端通过万向节39滑动卡接在滑槽38内。在第二弹簧体42发生弹性形变时，第二连杆37会随之产生角度变化，第二连杆37可以有效防止硬质外边14产生扭曲。本发明可以提供含有多个频率的高频冲击力，提高冲击破碎效果。而且本发明所提供的冲击钻结构对高强度的冲击振动具有良好的耐受度，使用寿命长。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。