一种工程水钻机及其钻孔方法与流程

1.本发明涉及一种工程水钻机及其钻孔方法，属于工程施工中墙壁钻孔技术领域。


背景技术：

2.水钻机是工程中常用的钻孔工具。特别是在装修工程中，需要使用水钻机在墙壁钻孔。已有技术常用的水钻机主要分为手持式和支架式水钻机，都存在严重安全隐患，容易卡钻伤人，或者烧毁电机。手持式水钻机是最常见、最常用的一种水钻机，使用方法简单，携带方便，由主电机和钻头两部分组成，施力点全靠人力、手持、身靠、肩顶来完成作业。其作业过程体力消耗大，而且一旦施力不均，会造成水钻卡钻，严重的会造成水钻钻体旋转伤人事件，对人体造成伤害，还可能造成电机烧毁；另外，作业点如果过高或过低、或地方狭窄作业角度困难时，就对人体施工提出了考验和难题。支架式水钻机是由固定式支架、手摇式齿轮沿齿条运行带动钻体运动进行作业的一种水钻形式，需要在钻孔周围的墙壁上首先固定支架，然后通过推进水钻机进行钻孔；存在问题是：安装固定支架并没有解决水钻卡钻容易对人体造成伤害的问题，一旦造成卡钻，仍可能伤人或烧毁电机；另外，在墙壁上安装固定支架，必然先破坏墙体表面，例如：破坏瓷砖、装饰材料等等，给用户造成麻烦，另外，由于钻机支架过大，占用空间大，很容易造成施工及操作困难，消耗的体力也比较大。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种工程水钻机及其钻孔方法，即使出现卡钻也不会对人体造成伤害，彻底消除安全隐患，不会因卡钻烧毁电机；同时，采用螺杆固定定位，不会破坏墙体表面装饰，不给用户增添麻烦，减少占用空间，操作方便、减少体力消耗，解决背景技术中存在的上述技术问题。
4.本发明的技术方案是：一种工程水钻机，包含电机一、齿轮箱、钻头、推进装置和固定螺杆，电机一通过齿轮箱与钻头连接，固定螺杆从钻头的中心及齿轮箱中穿过，推进装置与固定螺杆匹配连接；所述齿轮箱内至少包含齿轮套管、螺旋伞齿轮一、螺旋伞齿轮二、齿轮轴、上部离合齿套和下部离合齿套；所述齿轮套管横穿齿轮箱布置，齿轮套管固定在螺旋伞齿轮一的中心并作为螺旋伞齿轮一的转动轴，齿轮套管的前端与钻头匹配连接，驱动钻头转动；垂直布置的螺旋伞齿轮一和水平布置的螺旋伞齿轮二相互匹配，上部离合齿套的中心设有轴孔，齿轮轴的上端与螺旋伞齿轮二固定连接，齿轮轴的下端设置在上部离合齿套的轴孔内，所述齿轮轴的下部外表面设有键槽一，所述轴孔的中部孔壁设有与键槽一位置相匹配的键槽二，键槽一与键槽二一起构成组合键槽；上部离合齿套上设有斜槽，斜槽下端与键槽二连通，上端开口于上部离合齿套的上表面，圆珠通过斜槽进入组合键槽底部，圆珠恰好卡在键槽一与键槽二之间，将齿轮轴与上部离合齿套连接，传递动力；上部离合齿套下表面设有连接齿一，与下部离合齿套上表面的连接齿二匹配连接，传递动力；下部离合齿套下部为螺旋齿轮套，螺旋齿轮套与所述电机一的输出轴齿轮连接；所述齿轮轴上设有压力弹簧，压力弹簧的
底部顶在上部离合齿套上表面，压力弹簧对上部离合齿套施加向下的压力，保证齿轮轴与上部离合齿套通过圆珠连接。
5.所述键槽一、键槽二、斜槽和圆珠的数量为多个，构成多组，沿圆周均布。
6.所述推进装置与齿轮箱之间设有压力轴承，所述齿轮套管的后端匹配压力轴承；所述固定螺杆的前端固定在墙壁上钻孔中心，固定螺杆穿过钻头的中心、齿轮套管和压力轴承，固定螺杆尾端与推进装置连接，通过推进装置压迫压力轴承推动齿轮箱及钻头向前移动，钻头围绕固定螺杆转动，在墙壁上完成钻孔；固定螺杆作为定位用支架，由于固定螺杆是固定在墙壁上钻孔中心，钻孔结束后，固定螺杆可以直接取下，不会对钻孔周围的墙体造成任何损坏。
7.所述推进装置包含电机二、传动齿轮组和外六方二，电机二通过传动齿轮组与外六方二传动连接，电机二固定在齿轮箱上，固定螺杆从外六方二的内孔穿过，外六方二的内孔内螺纹与固定螺杆的外螺纹相匹配，外六方二与齿轮箱之间设有压力轴承；电机二通过传动齿轮组驱动外六方二转动，沿固定螺杆向前压迫压力轴承，推动齿轮箱及钻头向前移动。
8.所述固定螺杆包含螺杆、垫片、螺丝孔和尾部外六方，螺杆的前端设有垫片和螺丝孔，通过在墙壁上安装膨胀螺栓与螺丝孔匹配，将螺杆垂直安装在墙壁上钻孔中心上，螺杆后端设有尾部外六方，使用扳手转动螺杆，安装或拆下螺杆。
9.所述钻头包含钻头体、外六方一和钻尾进水管，钻头体的尾部设有外六方一，所述齿轮套管的前端为内六方结构，与外六方一相配合，便于夹紧和松开钻头体，外六方一的尾部设有钻尾进水管，便于冷却水进入钻头。
10.所述齿轮轴中部设有螺母，螺母与上部离合齿套之间设置压力弹簧；压力弹簧的下端顶在上部离合齿套上表面，压力弹簧的上端顶在螺母下表面。
11.所述齿轮箱内设有底部轴承，螺旋齿轮套设置在底部轴承上转动。
12.所述电机一安装在主手柄内部，主手柄安装在齿轮箱底部，电机一的输出轴伸出主手柄进入齿轮箱底部，输出轴上安装输出轴齿轮；主手柄设有电机一开关和电源线，电机一开关控制电机一工作。
13.所述齿轮箱上设有副手柄安装孔，副手柄前端设有l型螺杆，l型螺杆端部栓有螺纹扣，通过螺纹扣将副手柄安装在副手柄安装孔内，副手柄上设有电机二开关；电机二开关控制电机二工作。
14.一种使用上述工程水钻机进行钻孔的方法，包含如下步骤：将固定螺杆垂直固定在墙壁上钻孔中心，施工人员一手握住主手柄，另一手握住副手柄；通过电机一开关控制电机一工作，带动螺旋齿轮套转动，通过相互配合的上部离合齿套和下部离合齿套传递动力，再通过上部离合齿套、圆珠、齿轮轴、螺旋伞齿轮二和螺旋伞齿轮一将动力传递到钻头，钻头围绕固定螺杆转动；通过推进装置推动钻头前进，在墙壁上完成钻孔；当出现卡钻时，螺旋伞齿轮二和齿轮轴的反向扭矩突然增加，克服压力弹簧的压力后，圆珠从组合键槽底部向上移动，上部离合齿套沿齿轮轴向上移动，上部离合齿套的连接齿一与下部离合齿套的连接齿二之间分离，不再传递动力，电机一空转，避免伤人；当消除卡钻后，螺旋伞齿轮二和齿轮轴的反向扭矩消失，在压力弹簧的作用下，上部离合齿套沿
齿轮轴向下移动，上部离合齿套的连接齿一与下部离合齿套的连接齿二再次啮合，圆珠重回到组合键槽底部，复位，继续传递动力。
15.本发明的积极效果：当出现卡钻时，通过上部离合齿套的连接齿一与下部离合齿套的连接齿二之间“跳齿”，瞬间切断动力传递，不会对人体造成伤害，彻底消除安全隐患，不会因卡钻烧毁电机；同时，采用螺杆固定定位，不会破坏墙体表面装饰，不给用户增添麻烦，减少占用空间，操作方便、减少体力消耗。
附图说明
16.图1为本发明实施例结构示意图；图2为本发明实施例内部剖视示意图；图3为本发明实施例主手柄内部结构示意图；图4为本发明实施例钻头结构示意图；图5为本发明实施例推进装置示意图；图6为本发明实施例固定螺杆结构示意图；图7为本发明实施例齿轮箱内部结构示意图；图8为本发明实施例跳齿传动结构示意图；图9为本发明实施例副手柄结构示意图；图10为本发明实施例上部离合齿套与齿轮轴之间结构示意图；图中：主手柄1、齿轮箱2、钻头3、推进装置4、固定螺杆5、电机一1
‑
1、输出轴1
‑
2、电机一开关1
‑
3、电源线1
‑
4、钻头体3
‑
1、外六方一3
‑
2、钻尾进水管3
‑
3、电机二4
‑
1、传动齿轮组4
‑
2、外六方二4
‑
3、螺杆5
‑
1、垫片5
‑
2、螺丝孔5
‑
3、尾部外六方5
‑
4、齿轮箱体6
‑
1、齿轮套管6
‑
2、水封盖6
‑
3、进水嘴6
‑
4、压力轴承6
‑
5、滚子轴承6
‑
6、螺旋伞齿轮一6
‑
7、油封6
‑
8、水封6
‑
9、齿轮轴7
‑
1、键和卡环定位7
‑
2、螺旋伞齿轮二7
‑
3、螺母7
‑
4、间隔垫片7
‑
5、压力弹簧7
‑
6、上部离合齿套7
‑
7、下部离合齿套7
‑
8、圆珠7
‑
9、副手柄8
‑
1、电机二开关8
‑
2、l型螺杆8
‑
3、螺纹扣8
‑
4、螺旋齿轮套6、输出轴齿轮7、斜槽8、副手柄安装孔9、墙壁10、墙壁上钻孔中心11、底部轴承12、轴孔13、连接齿一14、键槽一15、键槽二16。
具体实施方式
17.下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明：一种工程水钻机，包含电机一1
‑
1、齿轮箱2、钻头3、推进装置4和固定螺杆5，电机一1
‑
1通过齿轮箱2与钻头3连接，固定螺杆5从钻头3的中心及齿轮箱2中穿过，推进装置4与固定螺杆5匹配连接；所述齿轮箱2内至少包含齿轮套管6
‑
2、螺旋伞齿轮一6
‑
7、螺旋伞齿轮二7
‑
3、齿轮轴7
‑
1、上部离合齿套7
‑
7和下部离合齿套7
‑
8；所述齿轮套管6
‑
2横穿齿轮箱2布置，齿轮套管6
‑
2固定在螺旋伞齿轮一6
‑
7 的中心并作为螺旋伞齿轮一6
‑
7 的转动轴，齿轮套管6
‑
2的前端与钻头3匹配连接，驱动钻头3转动；垂直布置的螺旋伞齿轮一6
‑
7和水平布置的螺旋伞齿轮二7
‑
3相互匹配，上部离合齿套7
‑
7的中心设有轴孔13，齿轮轴7
‑
1的上端与螺旋伞齿轮二7
‑
3固定连接，齿轮轴7
‑
1的下端设置在上部离合齿套7
‑
7的轴孔13内，所述齿轮轴7
‑
1的下部外表面设有键槽一15，所述轴孔13的中部孔壁设有与键槽一15位置相匹配的键槽二16，键槽一15与键槽二16一起构成组合键槽；上部离合齿套7
‑
7上设有斜槽8，斜槽
8下端与键槽二16连通，上端开口于上部离合齿套7
‑
7的上表面，圆珠7
‑
9通过斜槽8进入组合键槽底部，圆珠7
‑
9恰好卡在键槽一15与键槽二16之间，将齿轮轴7
‑
1与上部离合齿套7
‑
7连接，传递动力；上部离合齿套7
‑
7下表面设有连接齿一14，与下部离合齿套7
‑
8上表面的连接齿二匹配连接，传递动力；下部离合齿套7
‑
8下部为螺旋齿轮套6，螺旋齿轮套6与所述电机一1
‑
1的输出轴齿轮7连接；所述齿轮轴7
‑
1上设有压力弹簧7
‑
6，压力弹簧7
‑
6的底部顶在上部离合齿套7
‑
7上表面，压力弹簧7
‑
6对上部离合齿套7
‑
7施加向下的压力，保证齿轮轴7
‑
1与上部离合齿套7
‑
7通过圆珠7
‑
9连接。
18.所述键槽一15、键槽二16、斜槽8和圆珠7
‑
9的数量为多个，构成多组，沿圆周均布。
19.所述推进装置4与齿轮箱2之间设有压力轴承6
‑
5，所述齿轮套管6
‑
2的后端匹配压力轴承6
‑
5；所述固定螺杆5的前端固定在墙壁上钻孔中心11，固定螺杆5穿过钻头3的中心、齿轮套管6
‑
2和压力轴承6
‑
5，固定螺杆5尾端与推进装置4连接，通过推进装置4压迫压力轴承6
‑
5推动齿轮箱2及钻头3向前移动，钻头3围绕固定螺杆5转动，在墙壁10上完成钻孔；固定螺杆5作为定位用支架，由于固定螺杆5是固定在墙壁上钻孔中心11，钻孔结束后，固定螺杆5可以直接取下，不会对钻孔周围的墙体造成任何损坏。
20.所述推进装置4包含电机二4
‑
1、传动齿轮组4
‑
2和外六方二4
‑
3，电机二4
‑
1通过传动齿轮组4
‑
2与外六方二4
‑
3传动连接，电机二4
‑
1固定在齿轮箱2上，固定螺杆5从外六方二4
‑
3的内孔穿过，外六方二4
‑
3的内孔内螺纹与固定螺杆5的外螺纹相匹配，外六方二4
‑
3与齿轮箱2之间设有压力轴承6
‑
5；电机二4
‑
1通过传动齿轮组4
‑
2驱动外六方二4
‑
3转动，沿固定螺杆5向前压迫压力轴承6
‑
5，推动齿轮箱2及钻头3向前移动。
21.所述固定螺杆包含螺杆5
‑
1、垫片5
‑
2、螺丝孔5
‑
3和尾部外六方5
‑
4，螺杆5
‑
1的前端设有垫片5
‑
2和螺丝孔5
‑
3，通过在墙壁10上安装膨胀螺栓与螺丝孔5
‑
3匹配，将螺杆5
‑
1垂直安装在墙壁上钻孔中心11上，螺杆5
‑
1后端设有尾部外六方5
‑
4，使用扳手转动螺杆，安装或拆下螺杆5
‑
1。
22.所述钻头3包含钻头体3
‑
1、外六方一3
‑
2和钻尾进水管3
‑
3，钻头体3
‑
1的尾部设有外六方一3
‑
2，所述齿轮套管6
‑
2的前端为内六方结构，与外六方一3
‑
2相配合，便于夹紧和松开钻头体3
‑
1，外六方一3
‑
2的尾部设有钻尾进水管3
‑
3，便于冷却水进入钻头。
23.所述齿轮轴7
‑
1中部设有螺母7
‑
4，螺母7
‑
4与上部离合齿套7
‑
7之间设置压力弹簧7
‑
6；压力弹簧7
‑
6的下端顶在上部离合齿套7
‑
7上表面，压力弹簧7
‑
6的上端顶在螺母7
‑
4下表面。
24.所述齿轮箱2内设有底部轴承12，螺旋齿轮套6设置在底部轴承12上转动。
25.所述电机一1
‑
1安装在主手柄1内部，主手柄1安装在齿轮箱2底部，电机一1
‑
1的输出轴1
‑
2伸出主手柄1进入齿轮箱2底部，输出轴1
‑
2上安装输出轴齿轮7；主手柄1设有电机一开关1
‑
3和电源线1
‑
4，电机一开关1
‑
3控制电机一1
‑
1工作。
26.所述齿轮箱2上设有副手柄安装孔9，副手柄8
‑
1 前端设有l型螺杆8
‑
3，l型螺杆8
‑
3端部栓有螺纹扣8
‑
4，通过螺纹扣8
‑
4将副手柄8
‑
1安装在副手柄安装孔9内，副手柄8
‑
1上设有电机二开关8
‑
2；电机二开关8
‑
2控制电机二4
‑
1工作。
27.一种使用上述工程水钻机进行钻孔的方法，包含如下步骤：将固定螺杆5垂直固定在墙壁上钻孔中心11，施工人员一手握住主手柄，另一手握住副手柄；通过电机一开关1
‑
3控制电机一1
‑
1工作，带动螺旋齿轮套6转动，通过相互配合
的上部离合齿套7
‑
7和下部离合齿套7
‑
8传递动力，再通过上部离合齿套7
‑
7、圆珠7
‑
9、齿轮轴7
‑
1、螺旋伞齿轮二7
‑
3和螺旋伞齿轮一6
‑
7将动力传递到钻头3，钻头3围绕固定螺杆5转动；通过推进装置4推动钻头3前进，在墙壁10上完成钻孔；当出现卡钻时，螺旋伞齿轮二7
‑
3和齿轮轴7
‑
1的反向扭矩突然增加，克服压力弹簧7
‑
6的压力后，圆珠7
‑
9从组合键槽底部向上移动，上部离合齿套7
‑
7沿齿轮轴7
‑
1向上移动，上部离合齿套7
‑
7的连接齿一14与下部离合齿套7
‑
8的连接齿二之间分离，不再传递动力，电机一1
‑
1空转，避免伤人；当消除卡钻后，螺旋伞齿轮二7
‑
3和齿轮轴7
‑
1的反向扭矩消失，在压力弹簧7
‑
6的作用下，上部离合齿套7
‑
7沿齿轮轴7
‑
1向下移动，上部离合齿套7
‑
7的连接齿一14与下部离合齿套7
‑
8的连接齿二再次啮合，圆珠7
‑
9重回到组合键槽底部，复位，继续传递动力。
28.在实施例中，所述齿轮箱2的齿轮箱体6
‑
1内的齿轮套管6
‑
2横穿齿轮箱， 齿轮套管6
‑
2的前端与钻头3配合连接，后端设有水封盖6
‑
3，齿轮套管6
‑
2与钻头3一起转动，齿轮套管6
‑
2和水封盖6
‑
3之间设有常规的油封6
‑
8和水封6
‑
9，水封盖6
‑
3不转动；齿轮套管6
‑
2与齿轮箱体6
‑
1之间设有滚子轴承6
‑
6，并设有常规的油封6
‑
8和水封6
‑
9。水封盖6
‑
3上设有进水嘴6
‑
4，水封盖6
‑
3与外六方二4
‑
3之间设有压力轴承6
‑
5，压力轴承6
‑
5的一侧固定在水封盖6
‑
3上，另一侧固定在外六方二4
‑
3上。所述齿轮轴7
‑
1与螺旋伞齿轮二7
‑
3之间通过键和卡环定位7
‑
2固定；所述螺母7
‑
4与压力弹簧7
‑
6之间设有间隔垫片7
‑
5。
29.所述齿轮套管6
‑
2的内部形状与钻头3的外六方一3
‑
2和钻尾进水管3
‑
3的外形相匹配，钻头3的外六方一3
‑
2和钻尾进水管3
‑
3安装在齿轮套管6
‑
2内并与齿轮套管6
‑
2连为一体；冷却水通过进水嘴6
‑
4进入钻尾进水管3
‑
3，进入钻头体3
‑
1冷却。