专利名称：一种钎卡机构及一种凿岩机的制作方法
技术领域：
本发明涉及凿岩机领域，尤其涉及一种钎卡机构及一种凿岩机。
背景技术：
对于手持式液压凿岩机、支腿式液压凿岩机、导轨式液压凿岩机、气腿式风动凿岩机等多种轻型凿岩机，为了避免钎杆在凿岩过程中发生跳动，以及为了便于在钻完炮孔停止凿岩机时拔出钎杆，通常都设有配套的钎卡机构。该钎卡机构在凿岩过程中能够制约钎杆的运动范围以免过大的跳动，还能在钻完炮孔后对钎卡施加一定的作用力以便顺利拔钎。如图I和图2所示，一种现有的钎卡机构包括凿岩机的机头体I、钎卡2、柱销3、弹簧4、自锁螺母5、定位螺栓8、两个碟簧6和两个胶托7等部件。钎卡2通过定位螺栓8安 装在机头体I的上端，且利用自锁螺母5固定，两个胶托7呈锥状，都套在定位螺栓8上并分别从两侧支撑钎卡2，两个蝶簧6也套在定位螺栓上并分别与两个胶托7配合，弹簧4 一端通过柱销3抵住钎卡2，另一端抵住机头I。机头体I下端设置具有六方孔的转钎套，六方成品钎杆安装在该转钎套的六方孔内，钎杆的尾部通常为比钎杆主体略粗的裙部，对应地，钎卡2下端具有半径为R的凹部，R的大小与钎杆的裙部的圆角半径基本一致。正常凿岩过程时，由于钎卡2下端与钎杆中心之间的距离H大于钎杆横截面对角线最大值的一半，因此不会干扰钎杆的正常转动；当钻完炮孔凿岩机停机拔钎时，凿岩机向后回退使钎杆的裙部与钎卡2上的凹部相配合，钎卡2通过凹部对钎杆施加一定作用力，并借助凿岩机支腿的回退力将钎杆轻松拔出，与此同时，弹簧4通过柱销3紧紧地抵住钎卡2便于其施力。如果钎杆在拔钎过程中遇到较大阻力，则胶托7和碟簧6会发生一定弹性形变，使钎卡着力时得到力量缓冲而不会被憋死，有效避免了零件损坏。然而，这种钎卡机构中胶托7和弹簧6的弹性变形量有限，拔钎过程中如果因岩石裂缝等突发状况导致拔钎阻力过大时，可能使钎卡2无法对钎杆施加足够的作用力而起不到协助拔钎的作用，甚至可能导致钎卡受力过大而损坏。尤其对于液压式凿岩机，其凿岩冲击力和凿岩速度比同量级的风动凿岩机大，一旦出现非正常工作状态而使钎杆受到很大的卡紧力，现有的钎卡机构难以满足这类凿岩机的使用要求。
发明内容
本发明要解决的主要技术问题是，提供一种改善拔钎过程中的施力效果、不易损坏的钎卡机构及一种凿岩机。为解决上述技术问题，本发明提供一种钎卡机构，包括机头体和钎卡，还包括弹性件和浮动钎卡环，所述钎卡前端设置钎杆定位件，后端设有钎卡固定块，所述机头体的后端具有向前抵压所述钎卡固定块的支撑面，所述弹性件安装在所述机头体的前端，且将所述浮动钎卡环抵在所述弹性件与钎卡固定块之间。进一步地，所述钎卡还包括连接在所述钎杆定位件与钎卡固定块之间的弹性杆。
一种实施方式中，所述弹性杆具有两条、所述钎卡固定块具有两个且分别设置在所述机头体的两侧，所述机头体的后端两侧还分别设有凸耳，所述支撑面位于所述凸耳的前端；所述两条弹性杆分别固定在所述钎杆定位件的两侧，且向后延伸而与两个所述钎卡固定块对应地固定连接。优选地，所述弹性杆为金属弯折件。优选地，所述弹性件为方形弹簧，所述方形弹簧通过对开式弹簧座安装在所述机头体的前端；所述对开式弹簧座包括两个独立的座体，两个所述座体卡在所述机头体的前端且相互配合。另外，所述钎卡固定块的前端具有开口，所述浮动钎卡环自所述开口嵌入所述钎卡固定块，所述钎卡固定块后端具有垂直于所述钎卡的延伸方向、用于抵住所述机头体的支撑面的拔钎定位面。进一步地，所述浮动钎卡环与所述钎卡固定块形成以所述浮动钎卡环为旋转轴的·转动副，所述钎卡固定块还包括与所述拔钎定位面呈一定角度的安装定位面，和/或与所述拔钎定位面垂直的运输定位面。优选地，所述钎卡固定块的拔钎定位面、安装定位面与运输定位面与所述浮动钎卡环的旋转中心之间的距离相等。优选地，所述钎杆运输定位面上还设有与所述机头体的后端相匹配的嵌合部。本发明还保护了一种凿岩机，包括钎卡机构和钎杆，所述钎卡机构为以上所述的钎卡机构，所述钎杆穿过所述钎杆定位件安装在所述机头体的前端。本发明的有益效果是本发明的钎卡机构和凿岩机对现有钎卡的结构以及安装方式进行改进，与现有技术相比，不仅能够制约凿岩过程中钎杆的跳动，而且能够有效改善拔钎过程中的施力效果，使拔钎过程中如果因岩石裂缝等突发状况导致拔钎阻力过大时，在弹性件的缓冲和力量转移的作用下，改善了钎卡机构的受力状态，使钎卡能够对钎杆施加足够的作用力而便于拔钎，同时有效避免钎卡受力过大而造成设备损坏。
图I为一种现有的钎卡机构主视图；图2为一种现有的钎卡机构左视图；图3为本发明一种实施例的钎卡机构主视图；图4为本发明一种实施例的钎卡机构附视图；图5为本发明一种实施例的钎卡机构剖视图；图6为本发明一种实施例的钎卡主视图；图7为图6沿K方向的示意图；图8为本发明一种实施例的钎卡右视图；图9为本发明一种实施例的钎卡俯视图。
具体实施例方式下面通过具体实施方式
结合附图对本发明作进一步详细说明。请参考图3至图6,本发明一种实施方式的钎卡机构主要包括凿岩机的机头体50、钎卡、弹性件30、浮动钎卡环40等部件。钎卡从前向后延伸，前端设置钎杆定位件70,后端设有钎卡固定块60,机头体50的后端具有向前抵压钎卡固定块60的支撑面，弹性件30可为弹簧，安装在机头体50的前端且将浮动钎卡环40抵在弹性件30与钎卡固定块60之间。通过该钎卡机构,凿岩机在向后拔出钎杆时，钎卡将受到的向前的反作用力P通过钎卡固定块60向前传递至浮动钎卡环40，可前后运动的浮动钎卡环40向前挤压安装在凿岩机机头体50上的弹性件30，弹性件30立即产生弹性变形，其本身吸收一定能量起到力量缓冲作用，同时将剩余压力转移至机头体50以及与机头体相连的长螺杆，从而便于钎卡对钎杆着力。本发明通过对凿岩机中的钎卡机构进行改进，在拔钎过程中如果因岩石裂缝等突发状况导致拔钎阻力过大时，本发明的钎卡机构在弹性件的缓冲和力量转移的作用下，改善了钎卡机构的受力状态，使钎卡能够对钎杆施加足够的作用力而便于拔钎，同时有效避免钎卡受力过大而损坏。
钎杆定位件70的中部具有图8所示的U形定位槽71，六方成品钎杆或其他形状的钎杆可穿过定位槽71，并可在凿岩过程中随安装在机头体50上的转钎齿轮52和转钎套一同旋转，由于定位槽71对钎杆的活动范围形成一定限制，因此在正常凿岩过程中能够避免其跳动过大而影响精度；另外，钎杆还可在拔钎过程中利用其裙部抵住钎杆定位件70以便顺利拔钎。一种实施方式中，钎卡可为一体化成型的整体结构，即钎杆定位件70与钎卡固定块60之间采用弹性杆10相连或利用精铸等方式整体成型，例如这种钎卡可用于导轨式液压凿岩机；另一种实施方式中，钎卡可采用分体式结构，即弹性杆10可采用弹簧钢等材料弯折形成金属弯折件，且固定连接在钎杆定位件70与钎卡固定块60之间，例如可与钎杆定位件10胶接相连，与钎卡固定块60螺接相连。如图9所示的实施例中，钎卡具有两条弹性杆10，钎卡固定块60也具有两个且分别对称地设置在机头体50的两侧，机头体50的后端两侧还分别设有向外侧对称突出的凸耳51，支撑面位于凸耳51的前端，两条弹性杆10分别固定在钎杆定位件70的两侧,且向后延伸而与两个钎卡固定块60对应地固定连接。本实施方式的钎卡具有一定弹性，在凿岩或拔钎过程中钎杆发生振动时，弹性杆10随之发生一定的弹性变形而对钎杆的振动力形成一定抵消，稳定整个凿岩机的运动状态，如图6所示实施方式中，由金属弯折形成的弹性杆10包括两个方向相反的90°弯折部，每个弯折部的曲率半径为15cm 20cm，优选18cm，实验证明该曲率半径的弯折形状使弹性杆10具有适宜的弹性并进一步提高了其机械性能，避免受力过大而损坏。如图3至图5所示，弹性件30优选为方形弹簧，由于其具有矩形截面，刚性大于圆形弹簧，因此自身在发生弹性变形的过程中能够吸收较多能量，且由于其应力应变特性曲线接近于直线，因此能够进一步提高钎卡机构的整体寿命，避免设备损坏。为了避免普通弹簧座直接沿轴向套在机头体50外部而难以卡在机头体50上，本实施方式中，方形弹簧通过对开式弹簧座安装在机头体50的前端，该对开式弹簧座20包括两个独立的座体，安装过程中，这两个座体分别自机头体50的两侧卡住机头体50且相互配合，不仅便于装配，而且能够对方形弹簧形成更加稳定的支撑和轴向定位。如图3和图6所示，每个钎卡固定块60的前端都具有斜向设置的开口，浮动钎卡环40自开口嵌入钎卡固定块60，并在弹性件30的作用下抵住钎卡固定块60。例如本实施方式中，弹性杆10固定在钎卡固定块60的上部，开口设置在钎卡固定块60的下部，便于浮动钎卡环40从下向上嵌入钎卡固定块60且不易掉出。钎卡固定块60至少在后端具有垂直于钎卡的延伸方向、用于在凿岩和拔钎过程中抵住机头体50的支撑面的拔钎定位面B面，优选的实施方式中，钎卡固定块60的外壁还包含多个定位面,例如与B面呈一定角度(例如135° )的安装定位面A面，和/或与B面垂直的运输定位面D面，以及位于B面与D面之间的过渡面C面。钎卡固定块60的内壁还呈圆弧形，浮动钎卡环40也具有圆柱状外壁，其嵌入钎卡固定块60使二者形成以浮动钎卡环40为旋转轴的转动副，钎卡固定块60可围绕浮动钎卡环40旋转而使不同的定位面与机头体50上的支撑面贴合从而使钎卡机构转换至不同的工作状态。优选地，为了适应弹性件30的压缩量并避免其受力过大，A面、B面、C面、D面与浮动钎卡环40的旋转中心之间的距离L1、L2、L3、L4可根据需要设定且优选取相等值，使不同状态下弹性件30具有一致的压缩量。本实施方式中，当钎卡固定块60的A面与支撑面贴合时，钎卡顺时针转动而便于钎杆装入机头体50上的转钎套；当B面与支撑面贴合时，钎卡与钎杆的延伸方向一致而便于凿岩及拔钎；当0面与支撑面贴合时，整个钎卡翻转90°而与钎杆的延伸方向垂直，使整 个凿岩机处于长度尺寸最小的状态而便于包装运输，进一步地，还可设置A面位于B面上方，D面位于B面下方，使钎卡需要包装运输时向下翻转90°而更加节省空间。另外，D面上还设有与机头体50的后端相匹配的嵌合部，嵌合部的形状和嵌合方式具有多种，例如图6和图7所示，嵌合部为D面最前端的倾斜的尖角，该尖角的斜度与机头体50两侧的凸耳52侧面的斜度一致，例如都取10° 15°，优选10°，当钎卡向下翻转90°时，尖角与凸耳51紧贴并嵌合而对钎卡固定块60形成稳固定的定位。本发明还保护了一种凿岩机，包括钎杆和以上所述的钎卡机构，钎杆穿过钎卡机构中的钎杆定位件而安装在机头体50的前端，不仅能够制约凿岩过程中钎杆的跳动，而且改善了钎卡机构和凿岩机在拔钎过程中的受力状态，使钎卡能够对钎杆施加足够的作用力而便于拔钎，同时有效避免设备损坏。本发明的凿岩机可为手持式液压凿岩机、支腿式液压凿岩机、导轨式液压凿岩机、气腿式风动凿岩机等多种轻型凿岩机，因此钎卡机构的应用范围十分广泛。以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种钎卡机构，包括机头体和钎卡，其特征在于，还包括弹性件和浮动钎卡环，所述钎卡前端设置钎杆定位件，后端设有钎卡固定块，所述机头体的后端具有向前抵压所述钎卡固定块的支撑面，所述弹性件安装在所述机头体的前端，且将所述浮动钎卡环抵在所述弹性件与钎卡固定块之间。
2.如权利要求I所述的钎卡机构，其特征在于，所述钎卡还包括连接在所述钎杆定位件与钎卡固定块之间的弹性杆。
3.如权利要求2所述的钎卡机构，其特征在于，所述弹性杆具有两条、所述钎卡固定块具有两个且分别设置在所述机头体的两侧，所述机头体的后端两侧还分别设有凸耳，所述支撑面位于所述凸耳的前端；所述两条弹性杆分别固定在所述钎杆定位件的两侧，且向后延伸而与两个所述钎卡固定块对应地固定连接。
4.如权利要求2所述的钎卡机构，其特征在于，所述弹性杆为金属弯折件。
5.如权利要求I所述的钎卡机构，其特征在于，所述弹性件为方形弹簧，所述方形弹簧通过对开式弹簧座安装在所述机头体的前端；所述对开式弹簧座包括两个独立的座体，两个所述座体卡在所述机头体的前端且相互配合。
6.如权利要求I所述的钎卡机构，其特征在于，所述钎卡固定块的前端具有开口，所述浮动钎卡环自所述开口嵌入所述钎卡固定块，所述钎卡固定块后端具有垂直于所述钎卡的延伸方向、用于抵住所述机头体的支撑面的拔钎定位面。
7.如权利要求6所述的钎卡机构，其特征在于，所述浮动钎卡环与所述钎卡固定块形成以所述浮动钎卡环为旋转轴的转动副，所述钎卡固定块还包括与所述拔钎定位面呈一定角度的安装定位面，和/或与所述拔钎定位面垂直的运输定位面。
8.如权利要求7所述的钎卡机构，其特征在于，所述钎卡固定块的拔钎定位面、安装定位面与运输定位面与所述浮动钎卡环的旋转中心之间的距离相等。
9.如权利要求8所述的钎卡机构，其特征在于，所述钎杆运输定位面上还设有与所述机头体的后端相匹配的嵌合部。
10.一种凿岩机，包括钎卡机构和钎杆，其特征在于，所述钎卡机构为权利要求I至9中任一项所述的钎卡机构，所述钎杆穿过所述钎杆定位件安装在所述机头体的前端。
全文摘要
本发明公开了一种钎卡机构和凿岩机，钎卡机构包括机头体和钎卡，还包括弹性件和浮动钎卡环，所述钎卡前端设置钎杆定位件，后端设有钎卡固定块，所述机头体的后端具有向前抵压所述钎卡固定块的支撑面，所述弹性件安装在所述机头体的前端，且将所述浮动钎卡环抵在所述弹性件与钎卡固定块之间。与现有技术相比，本发明不仅能够制约凿岩过程中钎杆的跳动，而且能够有效改善拔钎过程中的施力效果，使拔钎过程中如果因岩石裂缝等突发状况导致拔钎阻力过大时，在弹性件的缓冲和力量转移的作用下，改善了钎卡机构的受力状态，使钎卡能够对钎杆施加足够的作用力而便于拔钎，同时有效避免钎卡受力过大而造成设备损坏。
文档编号E21B17/03GK102889060SQ20111020849
公开日2013年1月23日 申请日期2011年7月22日 优先权日2011年7月22日
发明者王造时 申请人:深圳市普隆重工有限公司