一种气腿式凿岩机的支承、转动摩擦副构件的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种气腿式凿岩机的支承、转动摩擦副构件。本实用新型的技术要点是：导向体与导套中，导套与导向体过盈配合，导套内孔与活塞前部打击杆间隙配合；导套的正前下方设有超小孔出油口，该出油口与导向体的过油孔联通，在导套顶部钻有一个常吹气孔；导套采用低碳合金钢，其内孔表面经过表面改性复合处理；棘轮与螺旋母和转动套与花键套为二合一的整体结构时，材料采用低碳合金钢，其内孔表面经过表面改性复合处理；棘轮与螺旋母和转动套与花键套为单独构件并通过部分螺纹联接时，棘轮和转动套采用低碳合金钢，螺旋母和花键套采用锡青铜。本实用新型能对凿岩机主机机头各摩擦面提供良好润滑，并能节约国家紧缺资源。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于工程机械设备【技术领域】，具体涉及一种气腿式凿岩机的支承、转 动摩擦副构件。 一种气腿式凿岩机的支承、转动摩擦副构件
【背景技术】
[0002] 气腿式凿岩机，由于性能稳定、操作简便、使用可靠，加之它用空气做动力介质，因 此，在国内应用十分广泛，被喻为矿山采掘和石方工程中使用的"常规武器"。它广泛应用于 矿山巷道掘进和各种凿岩作业中钻凿爆破炮孔，是煤炭、冶金、铁路、交通、水利建设和国防 等石方工程中不可缺少的高效机具。气腿式凿岩机主要由主机、气腿、钎具等组成，钎具包 括钎杆和钎头，主机又由气缸部件、机头部件和柄体部件构成，气缸部件主要起配气、实现 活塞往复循环运动与冲击作用，机头主要起回转和传递扭矩的作用，柄体主要起操作、控制 作用。机具的基本运动是活塞冲程时作直线冲击运动，回程时由于机头内的棘轮被棘爪撑 住不动，迫使活塞带动适配在转动套上的钎具相应回转一角度，在活塞连续冲击下，实现钎 具旋转运动。
[0003] 在气腿式凿岩机中，由于活塞的频繁往复运动，与活塞适配的零部件，比如导向体 中的导套、棘轮螺旋母中的螺旋母、转动套中的花键套等，对零件材料要求较高，不但要有 一定强度、硬度，既耐磨又要减摩（摩擦因素小），既强硬又不碎裂等等，为此过去传统的做 法是选材上采用锡磷青铜，锡磷青铜虽有它的优势，但也有许多缺点：对自身材料的生产工 艺（特别是处理工艺）要求高，工艺质量难过关，由于质量不稳定或使用不当造成使用中的 不正常损坏比较严重，对国家资源浪费大；且青铜材料又是国家紧缺的资源，价格昂贵，不 管是生产厂家还是用户付出的经济成本和代价是很高的。
[0004] 与此密切相关的是气腿式凿岩机的润滑问题，由于注油器质量不好或因使用不 当，使许多零部件处于润滑不良的状态下"带病"运转，造成不正常的损坏，浪费很大，而且 严重影响机具性能的发挥。因此，对上述主要易损零件寻求其结构、材料、工艺技术方面的 改进、创新便尤为必要。
【发明内容】
[0005] 本实用新型的目的在于提供一种能对凿岩机主机机头各摩擦面提供良好润滑、节 约国家紧缺资源的改进型的气腿式凿岩机的支承、转动摩擦副构件。
[0006] 本实用新型气腿式凿岩机的支承、转动摩擦副构件，包括安装于主机活塞前部打 击杆部分的导向体与导套、棘轮与螺旋母、转动套与花键套；其特征在于：所述导向体与导 套中，导套在导向体内通过过盈配合与导向体联接，导套内孔与活塞前部打击杆间隙配合； 导套的正前下方设有超小孔出油口，该出油口与导向体的过油孔联通；在过该出油口轴线 的导套纵截面上、靠该出油口轴线之后10?15mm的导套顶部钻有一个常吹气孔，该常吹气 孔的轴线向左即向活塞后部偏离垂直线8度；
[0007] 所述棘轮与螺旋母为二合一的整体结构，即外齿棘轮与内齿螺旋母合为一体，整 体结构外圆上均匀分布三角形外齿，整体结构内孔加工两对梯形螺旋齿并与活塞前部打击 杆上螺旋槽适配；或者，所述棘轮与螺旋母为两个单独构件，螺旋母通过两对梯形螺旋齿套 装在活塞前部打击杆的螺旋槽上，棘轮与螺旋母之间通过部分螺纹联接，即螺旋母的右边 大头部分在棘轮内通过螺纹联接，左边小头部分端部在棘轮内通过90度锥面联接；
[0008] 所述转动套与花键套为二合一的整体结构，即整体结构左端大头内孔加工两对梯 形花键齿并与活塞前部打击杆上花键槽适配；或者，所述转动套与花键套为两个单独构件， 花键套通过两对梯形花键齿套装在活塞前部打击杆的花键槽上，转动套与花键套之间通过 部分螺纹联接，即花键套的左边大头部分在转动套内通过螺纹联接，右边小头部分端部在 转动套内通过90度锥面联接。
[0009] 所述棘轮与螺旋母、转动套与花键套为二合一的整体结构时，该整体结构的材料 采用低碳合金钢，其内孔表面经过表面改性复合处理；所述棘轮与螺旋母、转动套与花键套 为两个单独构件时，其中的棘轮和转动套采用低碳合金钢，螺旋母和花键套采用锡青铜；所 述导套采用低碳合金钢，其内孔表面经过表面改性复合处理。
[0010] 为了调控出油量，在所述导套正前下方的超小孔出油口的横截面上，从后往前看， 逆时针旋转90度的位置加工另一个超小孔出油口，该出油口的直径为0. 20-0. 30mm，导套 正前下方的出油口的直径为〇. 15-0. 25mm ;在导套的小头端面即右端面刻有与两个出油口 轴线平行的直线位标刻线。。
[0011] 本实用新型的工作原理及性能如下：
[0012] 本实用新型气腿式凿岩机的导套，其内孔是活塞的前支承并起着活塞运动导向作 用，因此要求既减磨（滑动摩擦因数小），又耐磨，过去大都采用锡磷青铜材料制造，但锡磷 青铜材料的制造工艺难于过关，使用中发生不正常损坏太多，既浪费资源，经济成本高，又 影响产品性能。本实用新型的导套采用低碳合金钢，其内孔表面经过表面改性复合处理。所 谓表面改性复合处理是几种表面化学热处理技术的复合，首先对处理表面进行碳氮共渗， 渗层深0. 8?1. 5mm，经淬火低温回火，要求表面硬度达到55?62HRC，在此基础上再进行 另一种表面热处理（减摩处理），在低温条件下200°C )表面生成多层固体润滑膜，使 零件表面可实现双态润滑，摩擦系数低，既可在良好润滑条件下工作，又可在缺油情况下， 靠固体润滑剂进行补偿。因此，本实用新型用表面改性复合处理技术解决了"以钢代青铜" 的问题。
[0013] 导套还有两个主要功能：一是补充配气的功能，二是配流（油）润滑。当凿岩机启 动运转后，气缸前室开始充气，前室的高压气同时进入导套内孔与活塞间的间隙，其中一部 分经导套上的出油口及导向体上的过油孔对前油室通气，当气缸前室充气停止后，压气膨 胀，压力下降到气缸前室开始排气后，压力降为0,间隙处与出油口压力与前气室同步压力 降低直至为〇,甚至出现负压，前油室上部气体压力对油施压，润滑油便经导向体上的过油 孔及导套的出油口流出。本实用新型的导套顶部有一向左倾斜8°的常吹气孔，使压气把出 油口流出的油吹送到前头各摩擦副表面进行润滑。因此，导套可以控制油的流向。本实用 新型导套常用的出油口是<2 〇. 15-(2 0.25_的超小孔，在导套内孔垂直轴线的下部，其对 应的位标刻线在导套右端面上（垂直轴线下方）；如遇特殊情况油量非调大不可时，则可将 导套（从后往前看）顺时针旋转90度换位，使导套上的另一个出油口0· 20-<2 0· 30mm) 与导向体上的过油孔联通。因此，导套又可调节控制出油量。
[0014] 现有气腿凿岩机的棘轮与螺旋母，大多采用两个单独构件，针对两个单独构件采 用锡磷青铜材料存在的问题，本实用新型应用表面改性复合处理技术，推出棘轮与螺旋母 为二合一的整体结构方案，选材上采用"以钢代青铜"。该结构可节约原材料、减少加工过 程、降低成本并为用户使用维修带来便利。同时，在过渡阶段，本实用新型还可采取过渡的 方案，即仍采用两个单独构件，在针对存在问题进行了改进，棘轮与螺旋母之间通过部分螺 纹联接，即螺旋母的右边大头部分在棘轮内通过螺纹联接，左边小头部分端部在棘轮内通 过90度锥面联接；右端采用螺纹联接，螺纹有效圈数减少了，目的是便于拆卸好更换配件， 左端用90°锥面联接，目的有二：一是保证装接对中，二是改善加载受力的分布，让轴向力 减少，不易损坏棘轮，同时，棘轮采用低碳合金钢，螺旋母采用锡青铜，还可以比原结构节约 材料。
[0015] 现有气腿凿岩机的转动套与花键套，也大多采用两个单独构件，本实用新型的转 动套与花键套，同上述棘轮与螺旋母相同，也采用了两种方案，转动套与花键套为二合一的 整体结构方案，优点是节约材料，减少加工过程，可靠性好，经试用比较成功。采用两个单 独构件方案，对零件的左端采用特形螺纹联接，螺纹有效圈数减少了，目的是为了便于使用 后拆卸，以更换配件；零件的右端（小头）采用90°锥面联接，目的在于保证装配联接对中 性，同时有利于改善承载受力的分布，使轴向力减小，不易损坏转动套。同时，转动套采用低 碳合金钢，花键套采用锡青铜，可节约材料、降低成本。
[0016] 综上所述，本实用新型的气腿式凿岩机支承、转动摩擦副构件，结构合理，功能增 强，并且成本降低，节约了国家紧缺资源。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1是本实用新型实施例气腿式凿岩机的整体结构示意图。
[0018] 图2是本实用新型实施例气腿式凿岩机主机的剖视图。
[0019] 图3是图2中导向体与导套部分的剖视图。
[0020] 图4是图3的配流（油）润滑工作原理示意图。
[0021] 图5是图2中导套的剖视图。
[0022] 图6是图5的B-B剖视图。
[0023] 图7是图5的A向视图。
[0024] 图8是图2中棘轮与螺旋母为二合一的整体结构的轴向视图。
[0025] 图9是图8的A-A剖视图。
[0026] 图10是图2中棘轮与螺旋母为单独构件联接时的剖视图。
[0027] 图11是图10中棘轮的剖视图。
[0028] 图12是图10中螺旋母的剖视图。
[0029] 图13是图2中转动套与花键套为二合一的整体结构的剖视图。
[0030] 图14是图2中转动套与花键套为单独构件联接时的剖视图。
[0031] 图15是图14中花键套的剖视图。
[0032] 图16是图14中转动套的剖视图。
【具体实施方式】
[0033] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的描述。
[0034] 参见图1，气腿式凿岩机主要包括主机1、气腿2、钎具3,4为岩体。参见图2,是图 1中主机1的剖视图，主机1主要包括气缸13与活塞12、阀体11与柄体31、机头21，本说 明书中，定义机头为主机前部，阀体为主机后部。本实施例主机前部的支承、转动摩擦副构 件，主要包括安装于主机机头21内及活塞前部打击杆12A部分的导向体15与导套16、棘 轮与螺旋母22、转动套24与花键套23,其中，22A表示螺旋母内孔的螺旋齿，23A表示花键 套内孔的花键齿。从图2中可看到，钎套25安装于转动套24的前部，在导向体15的空腔 内设有前油室15A，在阀体11的空腔内设有后油室11A1，前油室15A和后油室11A1互不联 通，18为前油室15A的加油口上的油堵，13A1为气缸前气室，13A2为气缸后气室。
[0035] 参见图3,导向体15与导套16中，导套16在导向体15内通过过盈配合与导向体 15联接，导套16内孔与活塞前部打击杆12A间隙配合；导套16的正前下方设有超小孔出 油口 16A，出油口 16A与导向体15的过油孔15A1联通，过油孔15A1与前油室15A联通；在 过出油口 16A轴线的导套16纵截面上、靠出油口 16A轴线之后10?15mm的导套16顶部 钻有一个常吹气孔16A2,常吹气孔16A2的轴线向左即向活塞后部偏离垂直线8度。图4是 图3中导向体与导套的配流（油）润滑工作原理示意图。
[0036] 参见图5、图6、图7,为了调控出油量，在导套16正前下方的超小孔出油口 16A 的横截面上，从后往前看，逆时针旋转90度的位置加工另一个超小孔出油口 16A1，出油口 16A1的直径为0· 20-0. 30mm，导套正前下方的出油口 16A的直径为0· 15-0. 25mm ;从图7中 可看到，在导套16的小头端面即右端面刻有与两个出油口轴线平行的直线位标刻线16A3。 本实施例中，导套采用低碳合金钢，其内孔表面经过表面改性复合处理。
[0037] 参见图8、图9,是本实用新型棘轮与螺旋母为二合一的整体结构的示意图，SP夕卜 齿棘轮与内齿螺旋母合为一体，整体结构外圆上均匀分布三角形外齿，整体结构内孔加工 两对梯形螺旋齿并与活塞前部打击杆上螺旋槽适配；这种方案中，棘轮与螺旋母整体结构 的材料采用低碳合金钢，其内孔表面经过表面改性复合处理。参见图10、图11、图12,是本 实用新型棘轮与螺旋母为两个单独构件时的结构示意图，螺旋母通过两对梯形螺旋齿套装 在活塞前部打击杆的螺旋槽上，棘轮与螺旋母之间通过部分螺纹联接，即螺旋母的右边大 头部分在棘轮内通过螺纹联接，左边小头部分端部在棘轮内通过90度锥面联接；这种方案 中，其中的棘轮采用低碳合金钢，螺旋母采用锡青铜。
[0038] 参见图13,是本实用新型转动套与花键套为二合一的整体结构的剖视图，即整体 结构左端大头内孔加工两对梯形花键齿并与活塞前部打击杆上花键槽适配；这种方案中， 转动套与花键套整体结构的材料采用低碳合金钢，其内孔表面经过表面改性复合处理。参 见图14、图15、图16,是本实用新型转动套与花键套两个单独构件时的结构示意图，花键套 通过两对梯形花键齿套装在活塞前部打击杆的花键槽上，转动套与花键套之间通过部分螺 纹联接，即花键套的左边大头部分在转动套内通过螺纹联接，右边小头部分端部在转动套 内通过90度锥面联接；这种方案中，其中的转动套采用低碳合金钢，花键套采用锡青铜。
【权利要求】
1. 一种气腿式凿岩机的支承、转动摩擦副构件，包括安装于主机活塞前部打击杆部分 的导向体与导套、棘轮与螺旋母、转动套与花键套；其特征在于：所述导向体与导套中，导 套在导向体内通过过盈配合与导向体联接，导套内孔与活塞前部打击杆间隙配合；导套的 正前下方设有超小孔出油口，该出油口与导向体的过油孔联通；在过该出油口轴线的导套 纵截面上、靠该出油口轴线之后10?15mm的导套顶部钻有一个常吹气孔，该常吹气孔的轴 线向左即向活塞后部偏离垂直线8度； 所述棘轮与螺旋母为二合一的整体结构，即外齿棘轮与内齿螺旋母合为一体，整体结 构外圆上均匀分布三角形外齿，整体结构内孔加工两对梯形螺旋齿并与活塞前部打击杆上 螺旋槽适配；或者，所述棘轮与螺旋母为两个单独构件，螺旋母通过两对梯形螺旋齿套装在 活塞前部打击杆的螺旋槽上，棘轮与螺旋母之间通过部分螺纹联接，即螺旋母的右边大头 部分在棘轮内通过螺纹联接，左边小头部分端部在棘轮内通过90度锥面联接； 所述转动套与花键套为二合一的整体结构，即整体结构左端大头内孔加工两对梯形花 键齿并与活塞前部打击杆上花键槽适配；或者，所述转动套与花键套为两个单独构件，花键 套通过两对梯形花键齿套装在活塞前部打击杆的花键槽上，转动套与花键套之间通过部分 螺纹联接，即花键套的左边大头部分在转动套内通过螺纹联接，右边小头部分端部在转动 套内通过90度锥面联接。
2. 根据权利要求1所述气腿式凿岩机的支承、转动摩擦副构件，其特征在于：所述棘轮 与螺旋母、转动套与花键套为二合一的整体结构时，该整体结构的材料采用低碳合金钢，其 内孔表面经过表面改性复合处理；所述棘轮与螺旋母、转动套与花键套为两个单独构件时， 其中的棘轮和转动套采用低碳合金钢，螺旋母和花键套采用锡青铜；所述导套采用低碳合 金钢，其内孔表面经过表面改性复合处理。
3. 根据权利要求1或2所述气腿式凿岩机的支承、转动摩擦副构件，其特征在于：在 所述导套正前下方的超小孔出油口的横截面上，从后往前看，逆时针旋转90度的位置加工 另一个超小孔出油口，该出油口的直径为〇. 20-0. 30mm，导套正前下方的出油口的直径为 0. 15-0. 25mm ;在导套的小头端面即右端面刻有与两个出油口轴线平行的直线位标刻线。
【文档编号】E21B1/30GK203891753SQ201420221651
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日
【发明者】尹健, 罗亮光 申请人:罗亮光, 罗晓峰