一种用于矿山开挖的劈裂机的制作方法

1.本发明涉及矿山设备技术领域，具体为一种用于矿山开挖的劈裂机。


背景技术：

2.液压劈裂机是利用普通物理尖劈和液压传动原理，将轴向液压推力变为横向劈裂力的一种装置。液压劈裂机由动力供给系统（泵站）、控制元件、液压管路、液压缸、楔块组件等构成。工作时，泵向系统提供高压油，经控制元件、液压管路而进入液压缸的无杆腔，推动活塞向下运动，通过楔块组件的放大将纵向推力转化为横向的劈裂力，使矿岩分开。楔块组件由中间楔块和两个半月形劈块组成。使用时预先在岩石表面上钻若干个钻孔，然后将劈裂头插入钻孔内，通过活塞的轴向运动将中间楔块顶出迫使两个半月形劈块横向扩张从而达到胀裂岩石的目的。
3.岩石的破裂一般包括通过对岩石施加拉伸力和剪切力，现有技术中通过劈块对钻孔内壁施加相反方向的推压力从而使得岩石胀裂，属于利用拉伸力实现岩石的破裂，而在劈块对岩石钻孔内壁施加作用力时，只在两个对称的方向上进行，而在其他位置，尤其是岩石预设的裂缝位置并没有施加作用力，因此裂缝形成的效率较慢；现有技术中在一个方向的裂缝成型后，需要调整劈块的位置从而调整裂缝的方向，但是由于劈块深入钻孔中，重量较大不易调整方向，且旋转劈块时会碰撞以及摩擦钻孔内壁，造成劈块表面的磨损。


技术实现要素：

4.针对背景技术中提出的现有矿山开挖的劈裂机在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种用于矿山开挖的劈裂机，具备调整裂缝方向简单快捷、裂缝成型的效率高以及劈块外壁磨损小的优点，解决了上述背景技术中提出的问题。
5.本发明提供如下技术方案：一种用于矿山开挖的劈裂机，包括座体和控制器，所述座体的内部安装有油缸，所述油缸的内部滑动连接有主轴杆，主轴杆的顶端连接有滑塞，所述主轴杆的底端连接有中间楔块，所述中间楔块的外周设有侧边楔块，所述座体的底端设有使侧边楔块复位的复位结构，所述座体的内部设有驱动中间楔块旋转的旋转装置，所述中间楔块的内部设有推压组件，所述油缸的内部设置有给推压组件施加作用力的驱动组件。
6.优选的，所述中间楔块的外壁上开设有内凹槽，所述内凹槽的数量不小于四个且为偶数个，所述推压组件的数量为两个且分别位于对称的两个内凹槽处。
7.优选的，所述侧边楔块包括主劈块和次劈块，所述主劈块和次劈块沿着座体的底面滑动，所述主劈块远离中心一侧的外壁为弧形，所述次劈块远离中心一侧的外壁为锥形，所述主劈块和次劈块交错分布，所述次劈块靠近中心的一侧与内凹槽相适配，所述次劈块与内凹槽的数量相同。
8.优选的，所述驱动组件包括中间磁铁滑塞、固定电磁铁、压力表和压力计，所述中间磁铁滑塞活动套接在主轴杆的外壁上，所述中间磁铁滑塞的外壁沿着油缸的内壁滑动，
所述固定电磁铁固定在油缸内部的下端，所述油缸的内壁上设置有限位块，所述压力表安装在油缸的内部且靠近限位块处，所述压力计设置于次劈块两侧的外壁上。
9.优选的，所述主轴杆的内部开设有中心油孔，所述主轴杆外壁的上端开设有侧油孔，所述中心油孔延伸至中间楔块的内部，所述油缸的内部填充有位于主轴杆顶端滑塞和中间磁铁滑塞之间的液压油。
10.优选的，所述推压组件的数量有两个，所述推压组件包括侧油槽、t型滑塞和推板，两个所述侧油槽开设于中间楔块的内部且以中间楔块的中轴线对称，所述t型滑塞滑动连接在侧油槽中，所述t型滑塞远离中间楔块中心的一端固定连接推板，所述推板呈弧形，所述推板与次劈块的外壁相匹配，所述侧油槽与中心油孔连通。
11.优选的，所述固定电磁铁、压力表、压力计均与控制器相连，所述控制器通过设定固定电磁铁的电流方向实现次劈块在往复运动和单向移动间的转换。
12.本发明具备以下有益效果：1、本发明通过设置可相对侧边楔块旋转的中间楔块，利用中间楔块的旋转替代侧边楔块的旋转，在次劈块与中间楔块的配合下可自由设定裂缝的位置，摒弃现有技术中通过旋转侧边楔块而设定裂缝位置的方式，避免侧边楔块旋转时与钻孔内壁碰撞和摩擦造成侧边楔块的磨损，配合推板推动次劈块不断击凿预设的裂缝处，利用剪切力促进裂缝的成型，提高了对岩石劈裂的效率。
13.2、本发明通过控制器调整通入固定电磁铁中的电流的方向，改变推板的移动方向，继而实现对位于推压组件处的次劈块的运动形式的转换，使得次劈块既达到了对岩石裂缝处的击凿而促使裂缝的成型的目的，又在裂缝出现后插入至裂缝内，同时实现防止裂缝闭合以及进一步促使裂缝在剪切力下成型的作用。
附图说明
14.图1为本发明结构示意图；图2为图1的a处仰视图；图3本发明中间楔块和侧边楔块位于钻孔内时动作示意图；图4为图1的b处俯视图；图5为1的c处俯视图；图6为本发明中间楔块的结构示意图；图7为本发明侧边楔块的主视图。
15.图中：1、座体；2、油缸；3、主轴杆；301、侧油孔；302、中心油孔；4、中间楔块；401、内凹槽；5、侧边楔块；501、主劈块；502、次劈块；6、复位结构；7、旋转装置；8、驱动组件；801、中间磁铁滑塞；802、固定电磁铁；803、压力表；804、压力计；9、推压组件；901、侧油槽；902、t型滑塞；903、推板；10、钻孔；1001、裂缝。
具体实施方式
16.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。
17.请参阅图1，一种用于矿山开挖的劈裂机，包括座体1，座体1内部的安装有油缸2，油缸2的内部滑动连接有主轴杆3，主轴杆3的一端贯穿油缸2的下端并连接有中间楔块4，座体1的下端滑动连接有侧边楔块5，中间楔块4沿着侧边楔块5的内部滑动，油缸2的内部设置有驱动组件8，驱动组件8包括中间磁铁滑塞801、固定电磁铁802、压力表803和压力计804，中间磁铁滑塞801活动套接在主轴杆3的外周，中间磁铁滑塞801的外壁沿着油缸2的内壁滑动，固定电磁铁802固定连接在油缸2的内壁上且位于中间磁铁滑塞801的下方，油缸2的内壁上设有限位块，限位块用于限定主轴杆3顶端连接的滑塞可下移的最低位置，主轴杆3顶端的滑塞上方充满液压油，中间磁铁滑塞801与主轴杆3顶端的滑塞之间也注满液压油，中间磁铁滑塞801在固定电磁铁802和限位块之间移动，本技术的劈裂机还包括控制器，图中未示出，固定电磁铁802与控制器相连接，控制器用于控制通入固定电磁铁802中的电流大小以及电流通断的频率，并记载电流通断的时间点，压力表803固定安装在油缸2的内壁上且位于限位块处，压力表803用于监测中间磁铁滑塞801与主轴杆3顶端滑塞之间的空腔内的液压油的压力大小；参阅附图2，侧边楔块5包括主劈块501和次劈块502，主劈块501和次劈块502交错分布，参阅附图1，侧边楔块5的内壁均呈倾斜的弧面，侧边楔块5的内壁与中间楔块4的部分内壁相贴合，中间楔块4整体呈锥形，在中间楔块4向下移动时，挤压侧边楔块5向两侧移动，从而挤压钻孔10的内壁，进而促使钻孔10上产生裂缝1001；本技术中，主劈块501远离中心一侧的外表面的面积较大，次劈块502远离中心一侧的外表面积较小，类似于锥形，主劈块501主要与钻孔10的内壁接触，从而利用对称的主劈块501向钻孔10的对称的两侧移动而将钻孔10胀开产生裂缝1001，次劈块502主要在主劈块501挤压钻孔10内壁时，在预设的裂缝1001处不断击凿，促使裂缝1001的产生，同时在裂缝1001产生后插入裂缝1001内，防止裂缝1001闭合且不断向裂缝1001内伸进，进一步促使裂缝1001扩大；参阅附图2、附图3和附图7，主轴杆3的内部开设有中心油孔302，参阅附图1，主轴杆3上端的侧壁开设有侧油孔301，参阅附图6，中心油孔302延伸至中间楔块4的内部，中间楔块4的内部开设有垂直与中轴线的侧油槽901，侧油槽901与中心油孔302、侧油孔301相连通，侧油槽901中滑动连接有t型滑塞902，t型滑塞902延伸至侧油槽901外侧的一端连接有推板903，推板903横截面呈弧形且与次劈块502的外壁相贴合，推压组件9的数量为两个且以中间楔块4的中轴线对称，中间楔块4的外壁上开设有位于次劈块502处的内凹槽401，推压组件9位于其中两个对称的内凹槽401处，中间楔块4可通过旋转装置7驱动其旋转，当设有推压组件9的内凹槽401旋转至与次劈块502对齐时，可以通过液压油在侧油槽901中的流动而驱动推板903伸缩，进而推动次劈块502往复移动形成震动，对裂缝1001处进行击凿；此时，位于上述两个次劈块502两侧的主劈块501在中间楔块4的作用下向两侧移动而挤压钻孔10的内壁，位于上述两个次劈块502两侧的次劈块502卡进内凹槽401中；参阅附图6，次劈块502的两侧壁设置压力计804，压力计804分别位于次劈块502上、中、下的位置；压力计804与控制器相连接；参阅附图3和附图4，复位结构6用于将向两侧移动的侧边楔块5拉动至原位，主劈块501和次劈块502的顶端均设有固定杆，固定杆贯穿座体1的底壁，座体1的底壁上开设有通槽，固定杆沿着通槽移动，座体1的中部设有向上的凸起，凸起和固定杆之间连接弹簧，主
劈块501、次劈块502在弹簧的拉力下恢复到初始的位置；现有技术中需要不断旋转侧边楔块5以调整侧边楔块5在钻孔10中的位置，从而调整裂缝1001的位置，但是在旋转侧边楔块5时，侧边楔块5的外壁难免与钻孔10的内壁摩擦，造成了侧边楔块5的损坏，因此本技术通过旋转中间楔块4实现调整裂缝1001的方向，参阅附图1，中间楔块4在旋转装置7的驱动下旋转，旋转装置7包括设置在中间楔块4顶端的齿轮，还包括设置在座体1内部的中间轮，该中间轮的内壁为卡齿，卡齿与齿轮相啮合，中间轮的外壁设有轮齿二，该轮齿二与电机驱动轴上套接的齿轮相结合，从而使得中间楔块4在上下移动的过程中均能够通过电机的旋转驱动其旋转，电机与控制器相连接，通过控制器设置电机的旋转角度。
18.本发明的使用方法如下：座体1卡在钻孔10的顶部，侧边楔块5放置在钻孔10内，参阅附图3，假设需要纵向的裂缝1001，则通过电机旋转使得中间楔块4上的推板903旋转至预设的纵向裂缝1001处，通过向油缸2内输入液压油，主轴杆3被向下挤压，从而推动中间楔块4向下移动，继而推动预设的裂缝1001两侧的主劈块501向两侧移动，挤压推动裂缝1001两侧的钻孔10的内壁移动，从而使得裂缝1001出现在纵向位置；当需要在钻孔10的其他位置开凿出裂缝1001时，只需要通过电机驱动中间楔块4旋转，使得中间楔块4上推板903与裂缝1001的方向齐平即可，从而不需要调整侧边楔块5的方向。
19.在上述箱油缸2内输入液压油促使主轴杆3向下被挤压的同时，在主轴杆3顶端滑塞的挤压下，中间磁铁滑塞801先向下移动至固定电磁铁802与限位块距离的二分之一处，通过控制器向固定电磁铁802内通入电流，电流产生磁场，并对中间磁铁滑塞801具有排斥作用，从而使得中间磁铁滑塞801停留在上述二分之一位置处，中间磁铁滑塞801至主轴杆3顶端滑塞之间的液压油通过侧油孔301、中心油孔302进入侧油槽901内，继而挤压推板903向侧油槽901的外部移动，然后推动与其对应的次劈块502向钻孔10内壁的预设裂缝1001处挤压，然后通过控制器断开固定电磁铁802的电流，液压油在内压力作用下回流至油缸2内，推板903向侧油槽901内部收回，或者通过控制器向固定电磁铁802内通入反向电流，利用磁场吸引中间磁铁滑塞801向下滑动，将中心油孔302中的液压油抽回，使得推板903向侧油槽901内部收回；然后固定电磁铁802不断充断电，使得推板903推动次劈块502形成震动，次劈块502不断击凿裂缝1001处，促使裂缝1001的形成，提高了劈裂的效率；同时控制器记录向固定电磁铁802内通入可使得磁场与中间磁铁滑塞801排斥的电流的时间点，以及该时间点的压力表803的压力值，以及压力计804的压力值，当裂缝1001形成时，次劈块502挤压钻孔10内壁的力度突然将小，压力表803的数值突然降低，然后继续上述通断电操作，使得次劈块502不断击凿已出现的裂缝1001，当次劈块502插入至裂缝1001中时，压力计804能够检测到数值，不再给固定电磁铁802断电，使得次劈块502不再从裂缝1001中抽出，且持续给固定电磁铁802通入电流，使得次劈块502沿着裂缝1001不断深入，通过次劈块502的剪切力进一步促使裂缝1001成型，且可以防止裂缝1001闭合。最后，当裂缝1001完全成型时，通过向固定电磁铁802通入反向电流，从而使得推板903回收至侧油槽901中，次劈块502与主劈块501在弹簧的作用下复位，将中间楔块4和侧边楔块5从钻孔10中取出即可。
20.在本技术中，中间磁铁滑塞801受到的压力并不是液压油对主轴杆3顶端滑塞的压力，中间磁铁滑塞801受到的压力取决于中间磁铁滑塞801至主轴杆3顶端滑塞之间的液压
油的油量，次劈块502只是用于辅助裂缝1001的形成，其并不一定需要与主劈块501挤压钻孔10内壁相同的压力，其主要功能是不断凿击，利用剪切力促使钻孔10的成型，因此裂缝1001的成型是在主劈块501的拉伸力和次劈块502的剪切力的共同作用下形成的，相对于现有技术中仅仅通过主劈块501的拉伸力促使钻孔10胀开形成裂缝1001的方式，提高了裂缝1001形成的速度。
21.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
22.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。