岩钻机中的布置结构及安装岩钻机的方法与流程

本发明涉及包括岩钻机(rockdrillingmachine)的布置结构，该岩钻机被安装在可支撑到岩钻钻机(rockdrillingrig)进给梁的滑架上。岩钻机包括传动装置模块和冲击模块，这些模块布置在相同的轴线上并且借助于连接装置连接到彼此。

本发明还涉及安装岩钻机的方法。

本发明的领域更具体地在独立权利要求的前序部分中限定。

背景技术：

在矿场和其它工作场所，岩钻机用于在岩石表面和土壤内钻凿出钻孔。岩钻机包括用于在钻凿期间围绕钻凿工具的纵向轴线旋转钻凿工具的旋转装置。岩钻机还包括用于对钻凿工具产生冲击脉冲的冲击装置。岩钻机典型地连接到被支撑于岩钻钻机的进给梁的滑架。在岩钻机的操作期间，轴向力被引导到布置在旋转装置和冲击装置之间的连接装置。目前的方案已经显示出包含关于连接装置的耐用性的一些问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供新颖的和改进的布置结构及用于安装岩钻机的方法。

根据本发明的布置以独立设备权利要求的特征为特征。

根据本发明的方法以独立方法权利要求的特征为特征。

公开的解决方案的思想是岩钻机包括传动装置模块和冲击模块。传动装置模块包括用于传输旋转的传动元件，比如齿轮，并且冲击模块包括用于产生冲击脉冲的冲击元件，比如冲击活塞。传动装置模块和冲击模块布置在相同的轴线上，并且它们借助于产生第一连接力的第一连接装置在轴向上朝向彼此压紧。除第一连接装置和产生的第一连接力之外，传动装置模块和冲击模块借助于产生第二连接力的第二连接装置朝向彼此压紧。第二连接装置还具有另外的目的，即：提供将岩钻机紧固到滑架的支撑表面。滑架包括本体部分，该本体部分是相对于岩钻机纵向地布置的伸长基部元件。本体部分意图布置在岩钻机下方并且设有用于将其安装在进给梁上的轴承。滑架还包括从本体部分向上延伸的两个横向紧固凸耳，并且这两个凸耳布置成距彼此一段横向距离。据此，在滑架的中心线处，在紧固凸耳之间存在自由空间。岩钻机安装在滑架的纵向中心线处，据此，冲击模块布置在紧固凸耳之间。换句话说，传动装置模块和冲击模块可以在安装到滑架之前联接到彼此，并且到滑架的联接产生另外的连接力，该另外的连接力确保尽管在岩钻机的操作期间有引导到模块的分离力，但位于传动装置模块和冲击模块之间的接头表面仍被适当地紧固。因此，在公开的解决方案中，尽管有将接头表面背离彼此拉动的操作力，第一连接装置和第二连接装置一起确保轴向接头表面朝向彼此压紧。换句话说，被引导到模块的连接的轴向力从而与两个连接系统共享。

本公开的解决方案的优点是：因为利用两个连接系统，所以在传动装置模块和冲击模块之间的一个或多个接头是更可靠的。将传动装置模块和冲击模块拉动分开的操作力被第一连接装置和第二连接装置接收，据此应力与两个不同的连接系统而不是一个连接系统共享。由于这样，连接装置的使用寿命可以更长并且失效可以减少。这对岩钻机的生产力具有正面影响。另外的优点是：因为模块借助于公开的双连接系统牢固地安装，所以模块的接头表面的磨损和变形可以被减少。因为布置在传动装置模块和冲击模块之间的接头表面连续地且牢固地抵靠彼此压紧，所以在相对的接头表面之间没有相对运动发生并且磨损减少。而且，因为传动装置模块和冲击模块借助于第一连接系统被预联接到彼此，所以岩钻机可以被容易地拆卸，用于维护和修理。

根据实施方式，滑架设有面向岩钻机的前端部的一个或多个轴向第一支撑表面。冲击模块包括面向岩钻机的后端部的一个或多个轴向第二支撑表面。当预组装的岩钻机被安装到滑架时，滑架的轴向第一支撑表面和冲击模块的轴向第二支撑表面抵靠彼此布置。第二连接力使支撑表面抵靠彼此压紧并且保持岩钻机牢固地连接到滑架。滑架的向前指向的轴向第一支撑表面因为其提供用于将向前指向的进给力从滑架传输到岩钻机的本体的牢固的轴向元件而是有利的。滑架的向前指向的轴向第一支撑表面还可以提供支撑，以抵抗由沿着钻凿工具从所钻凿的材料向后反射的应力脉冲引起的向后指向的力。因此，进给力和反射应力脉冲不会对第二连接装置造成额外的负载。在此实施方式中，第二连接装置被构造用以：当岩钻机在进给梁上反向时，将向后指向的力从滑架传输到岩钻机的本体。

根据实施方式，滑架和冲击模块之间的连接包括轴向支撑表面，该轴向支撑表面与上面公开的前述实施方式相比以相反的方式指向。从而，滑架设有面向后的一个或多个轴向第一支撑表面，并且冲击模块包括面向前的一个或多个轴向第二支撑表面。面向相反方向的这些支撑表面抵靠彼此布置并且借助于第二连接力固定。在此解决方案中，当岩钻机在进给梁上反向并且钻凿设备从钻孔退回时，第二连接装置不受到额外的负载。当长的钻孔被竖直地钻凿出来并且受支撑的钻凿设备的重量大时，或者当钻凿设备的退回由于任何其它原因是有问题时，该解决方案可能是有利的。

根据实施方式，第一和第二连接装置包括若干轴向指向的连接螺栓。连接螺栓和螺纹紧固的使用是有利的，因为它们良好地承受疲劳负载，并且也因为它们是简单的和低价的。

根据实施方式，第一和第二连接装置包括若干轴向指向的连接螺栓。而且，第一连接装置即第一连接螺栓和第二连接装置即第二连接螺栓布置在距岩钻机的中心线不同的距离处。从而，在第一连接螺栓的纵向轴线和中心线之间的横向第一距离比在第二连接螺栓的纵向轴线和中心线之间的第二距离更小。由于该实施方式，存在用于放置连接螺栓的更大空间，据此不需要限制第一和第二连接螺栓的数量，并且进一步确保了容易进出，据此方便了连接螺栓的安装和拆卸。

根据实施方式，第一和第二连接装置包括若干轴向指向的连接螺栓。第一连接装置包括若干带销螺栓并且第二连接装置包括若干贯穿螺栓。带销螺栓或侧螺栓被紧固到布置在传动装置模块的向后指向的第一轴向接头表面处的螺纹盲孔。冲击模块的向前指向的第二轴向接头表面包括匹配带销螺栓的位置的若干通孔，据此带销螺栓的自由端可以穿过通孔。带销螺栓的自由端设有允许紧固螺母拧紧到带销螺栓以用于产生第一连接力的螺纹。带销螺栓方便冲击模块的安装，因为它们可以在安装措施期间引导冲击模块。因为带销螺栓被紧固到盲孔，所以不需要在传动装置模块这一侧的用于任何螺栓头的保留空间。另外的优点是：带销螺栓可以靠近岩钻机的中心线放置，其中与支撑在距中心线更长的距离处指向的情形相比，它们为接头表面提供更好的支撑。而且，该布置结构包括用于第二连接螺栓的若干通孔。第二连接螺栓穿过传动装置模块的第一连接表面的第一通孔、穿过冲击模块的第二连接表面的第二通孔并且进一步穿过滑架的支撑表面的第三通孔。第一、第二和第三通孔是平行的，使得第二连接螺栓可以穿过它们。第二连接螺栓具有在其第一端处的螺钉头并且第二端设有用于接纳紧固螺母的螺钉螺纹。第二连接力由借助于紧固螺母紧固第二螺栓而产生。

根据实施方式，传动装置模块的向后指向的第一轴向接头表面和冲击模块的向前指向的第二轴向接头表面直接抵靠彼此布置。相对的接头表面借助于两个紧固系统抵靠彼此压紧，据此第一连接力和第二连接力保持接头表面牢固地抵靠彼此。因此，在该实施方式中，没有其它机器元件、装置或本体部分布置在这些模块的第一和第二接头表面之间。

根据实施方式，传动装置模块的向后指向的第一轴向接头表面和冲击模块的向前指向的第二轴向接头表面未直接地抵靠彼此布置。代替模块之间的直接接触，该布置结构包括布置在它们之间的至少一个中间元件。中间元件可以是机器部件或本体部分，例如。中间元件包括面向传动装置模块的向前指向的第三轴向接头表面和面向冲击模块的向后指向的第四轴向接头表面。因为中间元件布置在传动装置模块和冲击模块之间，所以传动装置模块的向后指向的第一接头表面和中间元件的向前指向的第三接头表面抵靠彼此布置。相应地，冲击模块的向前指向的第二接头表面和中间元件的向后指向的第四接头表面抵靠彼此布置。所提到的相对的接头表面借助于第一和第二连接装置抵靠彼此压紧。中间元件可以是辅助装置或模块，比如轴向轴承模块。可替代地，中间元件可以是可安装到滑架的支撑凸缘。

根据实施方式，传动装置模块和冲击模块两者都包括设有轴向接头表面的凸缘。然后，传动装置模块的后端部包括设有第一轴向接头表面的第一连接凸缘，并且冲击模块的圆柱形主体的前端部包括设有第二轴向接头表面的第二连接凸缘。由于凸缘，为这些模块的主体部分提供了足够的接头表面区域。凸缘的使用对于连接螺栓的放置和连接螺栓的放置所需的开口也是有益的。凸缘允许冲击模块的主体是相对薄壁的圆柱形元件，例如。第二连接螺栓布置在凸缘处，使得它们距沿着圆柱形的本体部分的外表面而过的外线一段横向距离。

根据实施方式，紧固凸耳设有向前指向的轴向支撑表面，并且进一步的是，它们也包括用于接纳第二连接螺栓的通孔。冲击模块的向后指向的轴向支撑表面抵靠紧固凸耳的向前指向的支撑表面紧固，并且该连接借助于第二连接螺栓固定。由于所公开的紧固凸耳，传动装置模块和冲击模块之间的接头可以没有属于滑架的结构的支撑元件。

根据实施方式，传动装置模块的前端部借助于前支撑而被支撑到滑架，并且相应地，冲击模块的后端部借助于后支撑而被支撑到滑架。传动装置模块和冲击模块的本体的远端部可包括支撑凸缘。滑架的前支撑和后支撑可包括向上指向的表面，支撑凸缘可以通过使用横向安装螺栓抵靠向上指向的表面而被支撑和紧固。所公开的端部支撑具有用于接纳竖向载荷的主要目的，因为轴向力由滑架的轴向支撑表面接收。

根据实施方式，岩钻机包括在传动装置模块的前部的冲洗壳体。冲洗壳体可以包括借助于轴向紧固螺钉抵靠传动装置模块的前凸缘连接的后凸缘。冲洗壳体还包括至少一个进给孔口，该至少一个进给孔口用于将冲洗流体供给到冲洗壳体内并且进一步经由钻凿工具到达钻孔的底部。冲洗壳体可用作岩钻机的一种前盖。当岩钻机安装在滑架上时，冲洗壳体可以已经组装到位。

根据实施方式，在岩钻机的前端部处是轴向柄部，其借助于与传动装置模块的传动装置系统接合的轴向花键或相应的旋转传输元件来旋转。柄部的最后端包括用于接收来自冲击模块的冲击脉冲的冲击表面。柄部被允许在钻凿期间在轴向上移动。为了影响柄部和冲击表面的轴向位置，岩钻机设有轴向轴承模块。轴向轴承模块包括在轴向上可移动并且被布置为影响柄部的轴向位置的一个或多个轴向活塞。轴向活塞可以是围绕冲击活塞布置的套筒状物体并且它们可以被液压地移动。可替代地，若干轴向轴状活塞可以围绕冲击活塞放置。轴向轴承模块被布置在冲击模块的前端部，据此轴承模块的轴向活塞直接地或借助于一个或多个轴向传输元件到达柄部。当轴向轴承模块的轴向活塞在向前方向上推动柄部时，轴向轴承模块产生用以推动传动装置模块背离冲击模块的力。由轴向轴承模块的操作产生的力被第一和第二连接螺栓接收。

根据实施方式，岩钻钻机包括轴向轴承，该轴向轴承不同于上面公开的实施方式，因为它不布置在冲击模块内。代替地，该布置结构包括布置在冲击模块和传动装置模块之间的中间元件，并且中间模块包括轴向轴承。因此，设有轴向轴承的中间元件可以作为一个完整元件被容易地移除和替代。因为中间元件在传动装置模块和冲击模块的相对的接头表面之间，所以从轴向轴承的操作得到的轴向力被在本专利申请中公开的两个连接装置接收。中间元件可以是凸缘状元件。

根据实施方式，冲击模块的本体是包括有在冲击模块的前端部的横向连接凸缘的伸长的圆柱形件，并且连接凸缘设有轴向第二接头表面。而且，冲击模块的本体的后端设有后盖。

根据实施方式，冲击模块包括压力介质操作的冲击装置。于是，在高压下的压力介质被进给到冲击模块，以便借助于冲击活塞或利用任何其它类型的冲击元件产生冲击脉冲。进给的高压液压油或任何其它流体在岩钻机内产生轴向力，该轴向力推动传动装置模块和冲击模块朝向彼此相反的方向。产生的基于内部压力的力被第一和第二连接装置接收。因此，双连接系统提供抵抗产生的基于压力的内部力的反力。

根据实施方式，冲击模块包括被支撑在冲击模块的本体内的冲击活塞，并且冲击活塞被布置为在朝向岩钻机的前端部的冲击方向上且相应地在朝向后端部的返回方向上轴向地移动。在传动装置模块内是柄部，该柄部能够旋转地并且在轴向上可移动地支撑到传动装置模块的本体。传动装置模块还包括用于将旋转扭矩传输到柄部以便围绕其纵向轴线旋转柄部的齿轮传动装置。柄部包括在柄部的前端部的、用于借助于螺纹安装将钻凿工具连接到柄部的连接螺纹。在该实施方式中，冲击模块的操作基于往复冲击活塞，该往复冲击活塞在朝向冲击方向的移动的末端击打柄部的冲击表面，并且在冲击之后，在反向方向移动，直到移动方向再次从返回移动改变为冲击方向移动为止。冲击活塞的往复移动引起可以借助于公开的双连接装置接收的轴向力。冲击活塞的加速和减速造成轴向力，据此轴向连接装置受到轴向应力和疲劳。这些负载与两个连接系统共享，据此可以确保长的使用寿命。

根据实施方式，冲击模块包括不以往复方式移动的冲击元件。代替地，冲击元件的长度可以被缩短，并且当被突然地释放到原始长度时，产生冲击脉冲。从而，其它类型的冲击模块，而不是在本专利申请中更详细公开的冲击模块，也可以在公开的布置中使用。

根据实施方式，旋转装置包括布置在传动装置模块、紧固凸耳和冲击模块的轴向连接布置结构上方的旋转马达。旋转马达可从传动装置模块的后端朝向岩钻机的后端延伸。由于该实施方式，旋转马达不增加岩钻机的侧向尺寸。

根据实施方式，旋转装置包括布置在传动装置模块、紧固凸耳和冲击模块的轴向连接布置结构的侧面的旋转马达。由于该实施方式，旋转马达不增加岩钻机的高度尺寸。

根据实施方式，所公开的布置结构应用在岩钻钻机中，其包括可移动的载架、至少一根钻凿吊杆和处在该至少一根钻凿吊杆中的进给梁。

上面公开的实施方式可以被组合起来，以形成具有公开的必要特征的合适的解决方案。

附图说明

一些实施方式在附图中更详细地说明，在附图中：

图1是显示了布置在进给梁上的岩钻机的侧视图，

图2a-2c是显示了用于组装岩钻机的模块并且将岩钻机安装到滑架的当前解决方案的基本原理的俯视图，

图3是显示了包括传动装置模块和冲击模块并且设有在模块之间的双连接系统的岩钻机的示意性侧视图，

图4是图3显示的岩钻机的示意性俯视图，

图5是显示了设有公开的紧固系统和处在冲击模块的前端部的轴向轴承的岩钻机的示意性且部分截面侧视图，

图6是显示了可替代的连接布置结构的示意性俯视图，其中岩钻机抵靠滑架的紧固凸耳的向后指向的支撑表面紧固，

图7是包括在传动装置模块和冲击模块之间的中间模块的岩钻机的示意性侧视图，以及

图8是图7中显示的岩钻机的示意性俯视图并且其进一步示出中间模块或元件可以设有用于影响柄部的轴向位置的轴向轴承。

为了清楚起见，附图以简化方式显示了公开的解决方案的一些实施方式。在附图中，相似的参考数字表示相似的元件。

具体实施方式

图1显示了可以借助于吊杆2与岩钻钻机(其未显示)的可移动载架连接的可行的岩钻单元1。岩钻单元1可包括进给梁3和借助于滑架5支撑在进给梁3上的岩钻机4。岩钻机4可以在进给梁3上借助于进给装置6沿钻凿方向a以及反向方向b移动，该进给装置6连接到滑架5。岩钻机4包括在岩钻机4的前端部处的、用于连接钻凿工具8的柄部7。钻凿工具8可以包括一个或多个钻杆和位于钻凿工具8的远端处的钻头9。岩钻机4还包括用于旋转r柄部7和连接到柄部7的钻凿工具8的旋转装置10。岩钻机4还设有包括冲击元件的冲击装置11，冲击元件比如是用于对钻凿工具8产生冲击脉冲p的往复冲击活塞。

图1还公开了旋转装置10包括例如可以为液压马达的旋转马达12。由旋转马达12产生的扭矩经由传动装置模块13传输到柄部7。传动装置模块13包括在传动装置模块13的本体内的传动装置系统。传动装置模块的前端可包括冲洗壳体14，且传动装置模块13的后端连接到冲击模块15，用于产生冲击脉冲p的相应的冲击元件的冲击活塞16位于冲击模块15内。因此，冲击装置11可以是压力流体操作的，典型地是液压地操作，据此冲击模块15连接到岩钻钻机的液压回路。岩钻机4可以在将其安装到滑架5之前被预组装，或者至少传动装置模块13和冲击模块15直接地或者经由一个或多个中间元件连接到彼此。如可看到的，传动装置模块13和冲击模块15接续地布置在相同的轴线17上。滑架5可包括一个或多个紧固凸耳18，岩钻机4可以沿轴向支撑在该一个或多个紧固凸耳上。在模块13和15之间的接头19受到将模块背离彼此拉动的力。在高加压流体被进给到冲击模块时，在往复冲击活塞被加速和减速时，且还在冲击脉冲p从所钻凿的材料往回反射并且作为反射的冲击脉冲rp被接收时，这些力产生。当向前指向的进给力fa在钻凿期间产生并且当向后指向的进给力fb为了退回岩钻机4而产生时，轴向力被引导到在岩钻机4和紧固凸耳或滑架5的表面之间的轴向连接20。因此，接头19和轴向连接20受到轴向力，因此本专利申请中公开的双紧固系统是有益的。

应提到，钻凿方向a也表示前方向且反向方向b表示后方向。

在钻凿场所，利用岩钻单元1来钻凿一个或多个钻孔。钻孔可以在水平方向钻凿，如图1中显示的，或者在竖直方向。公开的解决方案已知为顶锤钻凿。本申请公开的特征可以在这种钻凿机中应用。

图2a-2c以简化方式示出将岩钻机4组装到滑架5的组装阶段。图2a显示了设有向后指向的第一接头表面21的传动装置模块13和设有向前指向的第二接头表面22的冲击模块15。传动装置模块13包括主体23，主体23的后端可以设有凸缘24，并且相应地，冲击模块15的主体25也可包括凸缘26。在图2b中，面向彼此的接头表面21、22抵靠彼此布置并且借助于产生第一连接力f1的第一连接装置27连接。因此，在图2b中，在模块13和15之间产生了接头19。这意味着岩钻机4可以被预组装或者在将其安装到滑架5之前至少部分地预组装。图2b还显示了紧固凸耳18包括向前指向的第一轴向支撑表面28，冲击模块15的向后指向的第二轴向支撑表面29可以借助于在图2c中显示的第二连接装置30紧固到向前指向的第一轴向支撑表面28上。由此，在岩钻机4和滑架5之间形成了轴向连接20。

在图3-5、图7和图8中，小箭头关于连接螺栓而公开，用于指示产生的连接力。

图3和图4公开了其中在接头19和轴向连接20中应用上述公开的安装原理的布置结构。传动装置模块13和冲击模块15的轴向接头表面借助于第一连接力f1和第二连接力f2压紧彼此。第一连接力f1借助于第一连接螺栓31产生，该第一连接螺栓31可以是拧紧到传动装置模块13的螺纹盲孔32的带销螺栓。带销螺栓的相对端可以设有紧固螺母33。第二紧固力f2可以借助于第二连接螺栓34产生，该第二连接螺栓可以穿过在凸缘24、26和紧固凸耳18上制出的孔。

图3和图4还公开了冲击模块15的主体25可以为基本上圆柱形状并且主体的后端可以设有端盖35。在冲击模块的主体25的后部和滑架5之间可以是竖向后支撑36，并且相应地，在传动装置模块13的主体23的前部和滑架5之间可以是竖向前支撑37。竖向支撑36和37可包括竖向支撑表面和螺纹紧固装置。

图5显示了在冲击模块15的前端设有轴向轴承模块38的岩钻机。轴向轴承模块38可以包括可以影响柄部7的轴向位置的套筒状轴向活塞39。由轴向活塞39产生的力可以直接地或经由传输元件40传输到柄部。轴向轴承模块38的操作对模块造成轴向支撑力并且这些力被第一连接螺栓31和第二连接螺栓34接收。图5公开的实施方式包括与前面图1-4中公开的基本上类似的其它特征。

图6公开了可替代的布置结构，其中传动装置模块13包括抵靠紧固凸耳18的向后指向的支撑表面布置的向前指向的支撑表面41。所有其它特征可以与上面公开的实施方式一致。

图7和图8显示了其中中间模块42位于传动装置模块13和冲击模块15之间的布置结构。中间模块42可以包括用于轴向轴承模块的空间43。于是，冲击模块没有任何轴向轴承模块。轴承模块可以对应于图5中公开的轴承模块。中间模块42的后端可以包括向后突出部分且冲击模块的前端可以包括用于接收向后突出部分的凹部。中间元件42包括面向传动装置模块13的第三轴向接头表面44和面向冲击模块15的第四轴向接头表面45。传动装置模块的第一接头表面21和中间模块42的第三接头表面44抵靠彼此布置，并且相应地，冲击模块的第二接头表面22和中间模块42的第四接头表面45抵靠彼此布置。第一连接螺栓31和第二连接螺栓34使所提到的轴向接头表面压紧彼此并且借助于由双连接系统产生的轴向连接力f1和f2将它们保持锁紧。

在图5和图8中，诸如往复冲击活塞16的冲击元件以虚线显示并且高度简化。

附图和相关说明仅预期示出本发明的思想。在其细节上，本发明可以在权利要求书的范围内改变。