专利名称：一种改进的新型电动凿岩机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及凿岩机，具体说是一种改进的新型电动凿岩机。
背景技术：
在本发明所适用的技术领域中，目前被广泛使用占据统治地位的 仍然是风动凿岩机。但由于风动凿岩机的效率低(尤其在距离稍远时)， 能耗极高。并且粉尘污染和噪音污染严重。第一次投资以及包括空气 压縮机在内的维修费用高昂，多少年来人们都在积极寻找替代品。近 年来偶有电动凿岩机介绍见于文字，同时有个别产品问世欲取代风动 凿岩机。这无疑是件有意义的事。如果能有一种电动凿岩机，既能克 服风动凿岩机的缺点，同时对生产者和使用者都十分有利，那么，可 以预见这种电动凿岩机将会在较短的时期内全面取代风动凿岩机。而 全面取代风动凿岩机正是国内外被广泛重视而亟待解决的大问题。
然而，近十年来，国内已经有或曾经有几款电动凿岩机面世过， 但却不成气候。究其原因，大致包括如下几个方面
1. 重量过大，有的重达近40KG，搬移与准备工作困难，操作者 不愿使用；
2. 电动机与曲轴机构并列排列，导致大批量生产加工较为困难。
3. 电动凿岩机一般分为活塞屏气式结构、凸轮式结构和活塞弹簧 式结构。其中活塞屏气结构由于工作效率低而不被用户认可。凸轮式 结构不仅复杂笨重难于加工而且极易损坏。而活塞弹簧结构又因重量 及几何位置的限制以及运动速度太高，而弹簧在反弹时更高的加速度， 导致其中某些要件容易损坏。而且这种个别损坏会引起连锁效应。因 此使用和维护都有很大的困难；
4. 电动凿岩机一般都自带油箱，当连杆推动活塞及冲击零件前行 时造成曲轴腔负压而从油箱中吸入润滑油(同时吸入空气)。但从整体体积重量考虑，油箱都不可能做得很大。否则会大大增加机器的重量。
这样一来，由于曲轴的高速运行(通常在一分钟2000转以上，因为这
种平行排列方式中如果从动齿轮太大，会大大增加整机重量。因此不
能减速太多。)油箱中的油一般不会超过10分钟甚至更短的时间内就
被吸干净，它们将从机身前部的出气孔排出。这样，在一天的工作时 间内就要求频繁加油。另外经过估算(按每吸一次中1%的份额是用来
吸油计算)、这会使机器在每一个小时内耗掉润滑油1.5 2升左右，而
这对一般用户是无法接受的。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种能够减轻整体重量，减化结构又能 够克服现有机型的薄弱环节和不足，减少整机故障，延长使用寿命、 降低润滑油耗损的改进的新型电动凿岩机。
所述改进的新型电动凿岩机的电动机通过减速齿轮连接到曲轴连 杆组件，冲击器在中机壳内，前端有隔离器，前机壳内有单向圈、转
钎器、钎杆、钎卡座、钎卡，其特征是所述电动机与曲轴同轴向设 置，并通过减速齿轮连接到曲轴连杆组件，与所述电动机输出轴连接 的小齿轮和与曲轴相连接的大齿轮相互内啮合，成为减速齿轮组。
所述曲轴连杆组件所在的曲轴腔为一其内预存有润滑油的密闭腔 体，在曲轴腔壳体上设有一个由非金属软体材料制成的胶囊。
在所述前机壳与转钎器中设置有撞击块组件，撞击块组件由模块 尾、连接杆、内圈弹簧、外圈弹簧、连接芯和模块撞击头组成。
本实用新型的有益效果-
1、 减轻了整体重量，方便了操作使用。
2、 减化了结构利于大批量生产，同时方便售后服务和用户自身的 简单维护。
3、 克服了现有机型的薄弱环节和不足，减少了整机故障，延长了
使用寿命。
4、 改善了润滑，最大限度地降低了润滑油耗损。
图1是本实用新型结构示意图，
图2是撞击块组件结构示意图。
图中l一电动机，2—水套，3—电动机壳，4—小齿轮，5—大齿 轮，6—曲轴壳，7_胶囊，8—曲轴连杆组件，9一中机壳，10—曲轴 组件油封，11—冲击器，12—隔离器，13—储油毛毡，14一摩擦片， 15—单向圈，16—撞击块组件，17—转钎器，18—前机壳，19一钎杆， 20_油封，21—支撑点，22—注油孔，23—钎卡座，24—钎卡，25— 圆柱销，26—模块尾，27—连接杆，28—内圈弹簧，29—外圈弹簧， 30—连接芯，31—模块撞击头。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进一步说明本实用新型发明人根据 自己多年来的生产制造、安装调试、用户使用情况和要求等实践经验， 同时进行深入的理论分析后作出如下对生产制造，使用维护都切实可 行的技术方案
如图1中所示新型电动凿岩机，其电动机1通过减速齿轮连接到 曲轴连杆组件8、冲击器11在中机壳9内、前端有隔离器12，前机壳 18内有单向圈15、转钎器17、钎杆19、钎卡座23、钎卡24，本实用 新型的特征是所述电动机与曲轴同轴向设置，并通过减速齿轮连接 到曲轴连杆组件，与所述电动机1输出轴连接的小齿轮4和与曲轴相 连接的大齿轮5相互内啮合，成为减速齿轮组。所述曲轴连杆组件8 所在的曲轴腔为一其内预存有润滑油的密闭腔体，在曲轴腔壳体上设 有一个由非金属软体材料制成的胶囊7。所述冲击器11通过圆柱销25 直接与曲轴连杆相连接。在所述隔离器12和单向圈15之间设有储油 毛毡13。如图1、 2示，在所述前机壳18与转钎器17中设置有撞击块 组件16，撞击块组件16由模块尾26、连接杆27、内圈弹簧28、外圈 弹簧29、连接芯30和模块撞击头31组成。在所述撞击块组件内设内 圈弹簧28与外圈弹簧29，呈左右旋双弹簧形式，模块撞击头31部分 置于内圈弹簧28之中。在所述中机壳9外设置"工"字形或槽形的支 腿支撑点21。电动机1旋转经由小齿轮4带动内齿圆柱大齿轮5转动，驱动曲 轴连杆组件8中的曲轴旋转，由圆柱销25带动冲击器11和与之相连 的撞击块组件作往复直线运动。当曲轴转动将近半周时，撞击块组件 16前端的模块撞击头31直接撞击钎杆19尾部进行凿岩，然后冲击器 11和撞击块组件16继续向前运动，压縮撞击块组件16中的内圈弹簧 28和外圈弹簧29而完成一次凿岩过程。旋转180°之后，冲击器11和 撞击块组件16开始作返回运动。返回运动时通过单向圈15的单向旋 转功能带动转钎器17转动一个角度，进而带动钎杆19同时转动一个 角度。准备下一个凿岩循环。向前运动时，也是由于单向圈15的单向 转动功能，转钎器17是不转动的。
水从进水嘴进入水套2和电动机壳3之间对电机进行冷却。从出 水嘴流过后到达前机壳18的进水嘴，该进水嘴设在油封20两个之间 的位置上，然后进入钎杆19 一直到钎杆19前端，由钻头的孔中流出 排粉。
曲轴两端的密封条件和油封IO共同构成密闭的曲轴腔，腔体空间 体积改变时，由胶囊7补偿。
冲击器前端的螺旋键槽与单向圈15之间的润滑由储油毛毡13保 证，并由前机壳上的注油孔22为储油毛毡13补油。
从图1可见，在本实用新型设计方案中，电动机1和曲轴采用"同 轴"排列。与并列结构比较，其优点是-
由于采用水冷电机并用水排粉，这样排列就会避免发生水流倒灌 进电机定子中。
由于电机部分和曲轴部分可以分离，只要进行适当设计，曲轴可 获得对电机不同功率的覆盖。例如同一曲轴可适用于3KW以下各种功 率和转速的电机以用于不同的场合，这对生产配套十分有利。
由于使用圆柱齿轮内啮合方式，不仅改善了齿轮的啮合状态提高 齿轮使用寿命降低齿轮体积重量，尤其重要的是，可使用高速电动机 以降低电机重量，而且可使曲轴获得较高的输出扭矩，这对提高凿岩 机凿孔深度和凿孔速度是非常有利的。
6与并列排列相比，机壳减少了中间环节，这样可获得较小的机壳重量。
由于电动机壳3和曲轴壳6是各自分开的个体，这样各自壳体的 形位公差没有联系，这样对加工设备和产品精度要求的实现十分有利。
在本实用新型发明中，采用了与现有机型完全不同的润滑方式。 在面市的机型中，无一例外的采用在曲轴腔外附带一个油箱，当曲轴 连杆推动活塞作往复直线运动时，在曲轴腔内会形成负压，这个负压 就会从一个"单向阀"式的孔内吸进空气并同时从油箱中吸进润滑油。 其缺点是耗油量极大并且需要频繁加油。
由图1可见，本发明由曲轴两端的密闭条件以及图1中的油封10， 使得曲轴腔成为一个密闭的腔体，在出厂前即装好一定数量的润滑油， 这样，既可确保使用过程中的润滑，而且极大地降低了润滑油的损耗 ——即实现了 "一次性润滑"。
围绕本发明中这种"一次性润滑"设计的实现，本实用新型发明
采用了如下重要而富实际意义的设计
发热与散热在本发明中，由于采用齿轮内啮合，即可得到较大 的减速比。通常可使得曲轴转速在1800转或以下，这样，就会降低其
发热量。同时，曲轴壳6使用传热性能良好的铝合金制成。这样便足
以满足使用要求。为确保散热要求，本发明同时考虑在工作过程中利 用排粉水源并联一个雾状水流专供曲轴腔散热。
在密闭的曲轴腔体中，由于连杆直接带动的冲击器11的往复运动， 会使曲轴腔体积大小反复变化。由图1可见，本发明中采用了一个特
殊的耐油耐温的非金属软体材料做成的胶囊7来实现对腔体体积变化 的补偿。(同时，胶囊7的位置也是注油口所处的位置。)
转钎部分的润滑
由图1可见，除了曲轴腔体内的润滑，在冲击器11与单向圈15 之间，即转钎部分也存在润滑问题。在本设计中专门在隔离器12和单 向圈15之间设有储油毛毡13并从前机壳18上的注油孔22定期向储 油毛毡13注油。储油毛毡13的作用有两个，其一是对冲击器11前端的螺旋键槽与单向圈15进行润滑，其二是隔离前机壳18中有可能倒 灌的石屑水浆和有可能损坏的弹簧碎屑。
在目前面世的电动凿岩机设计结构中，曲轴连杆一活塞弹簧的结 构形式，在凿岩效率上明显优于曲轴连杆一屏气活塞的结构形式。但 曲轴连杆一活塞弹簧的结构形式存在几个突出的问题其一是弹簧被 置于冲击器ll中，由于直径空间的约束，使得弹簧在恶劣的旋绕比条 件下工作，导致弹簧极容易损坏。其二是由于弹簧所处空间与曲轴腔 相通，导致损坏的弹簧碎屑会进入曲轴旋转腔内损坏曲轴和轴承。其 三、活塞和冲击器11之间由活塞销连接。因冲击钎杆19的需要，冲 击器上必然设计成长腰圆形孔，以保证活塞销在其中有足够的移动距 离，但当冲击器11完成一次冲击作返回运动或者钎杆被冲击后前移形 成空位时，弹簧的瞬间复位线加速度大大超过冲击速度，这使得活塞 销对冲击器11上长腰圆形孔的后部产生极大的撞击力，而冲击器11 在该部位的壁厚由于受到空间和重量的限制而相对较薄弱。因此，在 活塞销极大的撞击力作用下，冲击器ll的相应部位极易破裂。
为了解决上述三个问题，由图l可见本发明作了针对性的设计。 去掉活塞和弹簧，圆柱销25直接把连杆和冲击器11连接起来， 这样有几个优点其一是由于去掉活塞，则冲击器ll的直径可以相应
变小，其二，由于没有活塞，与连杆和圆柱销25连接时冲击器11上
插进连杆的槽可做成长腰圆形。则销两端的冲击器11部位壁厚可相应
增加许多而大大提高强度。其三，这时的冲击器11上的孔与圆柱销25 之间没有了相对运动，也就是说圆柱销25在其中的线加速度几近于零。 这样圆柱销25对孔的撞击力也就近于零。足可保护凿岩机中这一相对 复杂重要的零件——冲击器11。
然而，在这种曲轴连杆一次性能量转换的凿岩机结构中，必须有 这种弹簧或屏气构件来实现曲轴构件的正常工作。由图1可见，本发 明中在前机壳18的转钎器17中设计了一种撞击块组件16 (见图2)。 撞击块组件16与冲击器11之间采用小角度锥度连接以保证其牢固可 罪。由图2可见，撞击块组件16由模块尾26、连接杆27、内圈弹簧 28、外圈弹簧29、连接芯30和模块撞击头31组成。本发明中这种设 计的优点是
其一、整个撞击块组件16被置于前机壳18中，维修拆换更加方 便可靠。既可单独更换弹簧也可整体更换撞击块组件16。
其二、由于充分利用了弹簧的内径空间。在相同的直径空间内， 弹簧的直径可以做得更大些以改善其旋绕比参数。从而提高弹簧寿命。
其三、本发明中，撞击块组件16采用内外左右旋双弹簧形式。这 样不仅进一步改善了弹簧的旋绕比参数。同时保证了弹簧的刚度，这 对提高凿孔速度，无疑是十分有利的。
其四、分别使用左右旋内外双弹簧，不仅保证了两个弹簧互不干 涉，就整机可靠性而言，实现了 "冗余"设计理念，即当其中一个弹 簧损坏时，另一弹簧仍能"坚持"工作，以保证在不损坏其他零件的 情况下进行维修或更换。机器的平均无故障工作时间得以大大延长， 可靠性得以大大提高。
其五、由于整个撞击块组件被完全隔离在前机壳中，因此，即使 两个弹簧完全破碎，其碎屑也不会进入曲轴腔损坏曲轴和轴承以及冲 击器ll这些较为重要的零件。
其六、由图2可见，连接杆27与连接芯30是采用稍大锥度连接 以保证脱滑方便，同时可降低返弹时的撞击噪音，也就是降低了整机 的噪音。模块撞击头31与连接芯30之间采用较小角度锥度连接，以 保证其连接牢固可靠。
众所周知，无论哪种凿岩机在工作时都需使用支腿支撑，以往的 凿岩机支腿全部是固定部位或方向的支撑位置。这种支撑方式常常不 能满足用户在隧道中作业时，在靠近上、下、左、右四个边壁附近的 近壁凿孔要求。本发明作了一种特殊的设计。即在中机壳9上设计成 图1中支撑点21的形状。然后在支腿的顶端作相应的连接设计。这样， 凿岩机可根据开采作业面的环境要求在360°方向位置上随意转动于支 腿顶端。本实用新型的这种设计，可保证在凿上、下、左、右任意近壁孔时，孔中心近壁距离不会超过70 80mm。
这种支撑点21的形状可以设计成图1中的"工"形，也可设计成 槽形或任何其他方便安装的形状。
权利要求1. 一种改进的新型电动凿岩机，电动机通过减速齿轮连接到曲轴连杆组件、冲击器在中机壳内、前端有隔离器，前机壳内有单向圈、转钎器、钎杆、钎卡座、钎卡，其特征是所述电动机(1)与曲轴同轴向设置，并通过减速齿轮连接到曲轴连杆组件(8)，与所述电动机(1)输出轴连接的小齿轮(4)和与曲轴相连接的大齿轮(5)相互内啮合，成为减速齿轮组。
2. 根据权利要求1所述的新型电动凿岩机，其特征是所述曲轴连杆组件(8)所在的曲轴腔为一其内预存有润滑油的密闭腔体，在曲 轴腔壳体上设有一个由非金属软体材料制成的胶囊(7)。
3. 根据权利要求l所述的新型电动凿岩机，其特征是在所述前机壳(18)与转钎器(17)中设置有撞击块组件(16)，撞击块组件(16) 由模块尾(26)、连接杆(27)、内圈弹簧(28)、外圈弹簧(29)、连 接芯(30)和模块撞击头(31)组成。
4. 根据权利要求l所述的新型电动凿岩机，其特征是所述冲击 器(11)通过圆柱销(25)直接与曲轴连杆相连接。
5. 根据权利要求l所述的新型电动凿岩机，其特征是在所述隔 离器(12)和单向圈(15)之间设有储油毛毡(13)。
6.根据权利要求l所述的新型电动凿岩机，其特征是在所述中 机壳(9)外设置"工"字形或槽形的支腿支撑点(21)。
7.根据权利要求3所述的新型电动凿岩机，其特征是在所述撞 击块组件(16)内设内圈弹簧(28)与外圈弹簧(29)，呈左右旋双弹 簧形式，模块撞击头(31)部分置于内圈弹簧(28)之中。
专利摘要一种改进的新型电动凿岩机，前端有隔离器，前机壳内有单向圈、转钎器、钎杆、钎卡座、钎卡，其特征是其电动机与曲轴同轴向设置，并通过减速齿轮连接到曲轴连杆组件，与电动机(1)输出轴连接的小齿轮(4)和与曲轴相连接的大齿轮(5)相互内啮合，成为减速齿轮组；所述曲轴连杆组件(8)所在的曲轴腔为一其内预存有润滑油的密闭腔体，在曲轴腔壳体上设有一个由非金属软体材料制成的胶囊(7)；在所述前机壳(18)与转钎器(17)中设置有撞击块组件(16)。本实用新型减轻了整体重量，方便了操作使用；减化了结构利于大批量生产；克服了现有机型的薄弱环节和不足，减少了整机故障，延长了使用寿命；改善了润滑，最大限度地降低了润滑油耗损。
文档编号E21B1/00GK201236621SQ20082006707
公开日2009年5月13日 申请日期2008年5月12日 优先权日2008年5月12日
发明者凌 李 申请人:凌 李