一種液壓鉆機頂錘式?jīng)_擊旋轉(zhuǎn)動力頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種液壓鉆機頂錘式?jīng)_擊旋轉(zhuǎn)動力頭。
【背景技術(shù)】
[0002]液壓錨桿鉆機主要應(yīng)用于電站、公路及鐵路等山體邊坡治理錨索加固、隧道管棚超前支護、基坑斜拉粧錨索、抗浮錨桿、地源熱泵井、路基加固、水電工程大壩基礎(chǔ)及壩身防滲處理、排水孔、礦山及采石場爆破孔、微型粧孔等工程。傳統(tǒng)液壓錨桿鉆機動力頭是旋轉(zhuǎn)式液壓動力頭，不具備沖擊功能，在遇到巖層，砂卵石層時，需要借助潛孔沖擊器來進行破巖作業(yè)，需要匹配空壓機和沖擊器，施工費用高，作業(yè)效率低。一些廠家采用液壓破碎錘接到回轉(zhuǎn)式動力頭后面進行沖擊功能擴充，由于液壓破碎錘沖擊頻率低，單次沖擊力大，整體缺少打擊緩沖，所以容易損壞動力頭。通過對巖層破碎作業(yè)的研宄，采用沖擊回轉(zhuǎn)鉆進這種回轉(zhuǎn)和沖擊聯(lián)合破巖的鉆進方法，沖擊回轉(zhuǎn)鉆進方法主要是把高頻低能量的沖擊脈沖載荷傳給普通回轉(zhuǎn)鉆進的硬質(zhì)合金鉆頭或金剛石鉆頭，由不斷移動的軸向載荷和其它載荷綜合作用，進行切削，研磨或壓碎巖石，同時在有節(jié)奏的動載荷作用下，使巖石破碎，并在巖石內(nèi)部形成附加的疲勞應(yīng)力，而在巖土錨固工程中，大量遇到的是破碎巖石，砂卵石層。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供一種解決不同圍巖頂板條件下的錨桿支護問題，沖擊頻率快，大大減低了成本，提高了效率的液壓鉆機頂錘式?jīng)_擊旋轉(zhuǎn)動力頭。
[0004]本實用新型的目的通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn):
[0005]一種液壓鉆機頂錘式?jīng)_擊旋轉(zhuǎn)動力頭，包括沖擊機構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，所述沖擊機構(gòu)包括打擊組、頻率組和限位組，所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)組、倒打組、花鍵軸、倒打緩沖器，所述限位組通過油路分別與打擊組和頻率組連接，所述限位組控制打擊組的活塞運動，所述頻率組與打擊組連接并且控制打擊組的活塞的打擊頻率，所述打擊組包括基座和安裝在基座內(nèi)的活塞，所述旋轉(zhuǎn)組包括齒輪箱和支撐座，所述倒打組包括倒打外殼、固定環(huán)和倒打活塞，所述齒輪箱通過支撐座安裝在鉆機的托座上，所述齒輪箱通過液壓馬達帶動運行，所述齒輪箱中部設(shè)有內(nèi)腔，所述齒輪箱的內(nèi)腔中安裝有花鍵軸，所述花鍵軸由齒輪箱的內(nèi)齒輪帶動旋轉(zhuǎn)，所述基座安裝在所述齒輪箱上方，使得基座中的活塞置于齒輪箱內(nèi)腔的花鍵軸正上方，所述倒打外殼安裝在所述齒輪箱下方，所述固定環(huán)固定在倒打外殼內(nèi)，并且將設(shè)置在固定環(huán)中且套裝在所述花鍵軸外的倒打活塞與花鍵軸固定，所述花鍵軸的最大外徑的臺階限位在所述倒打活塞上，當(dāng)所述打擊組活塞向下運動時，沖擊花鍵軸，同時所述倒打活塞在所述花鍵軸受到?jīng)_擊時起到緩沖的作用。
[0006]所述齒輪箱內(nèi)設(shè)有大齒輪、內(nèi)齒輪和小齒輪，所述小齒輪安裝在所述液壓馬達轉(zhuǎn)軸上，所述小齒輪與大齒輪外齒嗤合，所述內(nèi)齒輪安裝在大齒輪內(nèi)，所述內(nèi)齒輪外齒與所述的大齒輪內(nèi)齒嚙合相配合，所述內(nèi)齒輪套裝在所述花鍵軸外并且與花鍵軸的鍵槽配合從而帶動花鍵軸旋轉(zhuǎn)，所述花鍵軸可在內(nèi)齒輪內(nèi)沿軸向滑動。
[0007]所述打擊組上安裝有高低切換閥，所述齒輪箱上安裝有兩個液壓馬達，所述高低速切換閥的兩個控制端分別與第一旋轉(zhuǎn)控制口和第二旋轉(zhuǎn)控制口連接，高低速切換閥的兩個進油口分別與第一旋轉(zhuǎn)進油口和第二旋轉(zhuǎn)進油口連接，第一液壓馬達分別與第一旋轉(zhuǎn)進油口和高低速切換閥連接，第二液壓馬達分別與第二旋轉(zhuǎn)進油口和高低速切換閥連接，當(dāng)?shù)谝恍D(zhuǎn)控制口控制時，第一旋轉(zhuǎn)進油口進油依次通過高低速切換閥、第一液壓馬達、第二液壓馬達、再通過高低速切換閥到第二旋轉(zhuǎn)進油口的油路上，此時兩個馬達串聯(lián)在一起并正轉(zhuǎn)，當(dāng)?shù)诙D(zhuǎn)進油口進油，依次通過高低速切換閥、第二液壓馬達、第一液壓馬達、再通過高低速切換閥到第一旋轉(zhuǎn)進油口的油路上，此時兩個馬達串聯(lián)在一起并反轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)诙D(zhuǎn)控制口控制時，第一旋轉(zhuǎn)進油口進油時，高壓油同時通過第一液壓馬達和第二液壓馬達，此時兩個馬達并聯(lián)在一起并正轉(zhuǎn)，反之反轉(zhuǎn)。
[0008]所述倒打活塞設(shè)有一個進油口和一個出油口，所述進油口與打擊進油口連接，出油口上安裝有節(jié)流接頭和倒打緩沖器。
[0009]所述限位組包括閥體和閥芯，所述打擊組包括前基座、活塞、前緩沖器、后緩沖器和后基座，所述限位組安裝在前基座上，所述前基座一端安裝在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)旋轉(zhuǎn)基座上，另一端卡裝有所述后基座，所述活塞安裝在所述前基座與后基座的內(nèi)腔中，所述前緩沖器安裝在所述的前基座上，所述后緩沖器安裝在所述后基座上，所述閥體設(shè)有進油口和出油口，所述閥芯安裝在所述閥體內(nèi)，所述閥芯上端與閥體之間設(shè)有第一油腔，所述閥芯中部與閥體之間設(shè)有第二油腔、第三油腔和第四油腔，所述閥芯底部與閥體之間設(shè)有第五油腔，所述活塞前端設(shè)有第一凹槽與前基座上的第六油腔連通，所述活塞后端設(shè)有第二凹槽與前基座和后基座之間形成的第七油腔連通，所述第一油腔通過油路與第六油腔連通，所述第六油腔通過油路與前緩沖器連接，所述第二油腔通過油路與第七油腔連通，所述第三油腔通過油路與后緩沖器連接，當(dāng)所述閥芯置于上位時，所述第一油腔與進油口連通，所述第二油腔和第三油腔連通，當(dāng)閥芯置于下位時，所述第六油腔通過所述活塞的第一凹槽與第四油腔連通，所述第二油腔和第三油腔不連通，所述第三油腔與出油口連通，所述第一油腔與第二油腔連通。
[0010]所述活塞在第六油腔內(nèi)的受力面小于活塞在第七油腔內(nèi)的受力面，所述閥芯在第四油腔內(nèi)的受力面積小于閥芯在第一油腔內(nèi)的受力面積，所述閥芯在第五油腔內(nèi)的受力面積大于閥芯在第一油腔內(nèi)的受力面積，所述閥芯在第一油腔內(nèi)的受力面與閥芯在第四油腔內(nèi)的受力面之和大于閥芯在第五油腔內(nèi)的受力面。
[0011]所述頻率組包括安裝在前基座上的頻率閥閥體，所述頻率閥閥體的活塞腔內(nèi)安裝有頻率活塞，所述頻率活塞的上端通過彈簧支撐在頻率閥閥體的上端蓋上，下端支撐在頻率閥閥體的下端蓋上，所述頻率活塞的下端側(cè)壁設(shè)有凹槽與頻率閥閥體之間形成第八油腔，所述第八油腔與控制油口連通，所述頻率閥閥體沿軸向設(shè)有四個頻率控制油口，所述頻率活塞的上端側(cè)壁設(shè)有凹槽與頻率閥閥體之間形成第九油腔，當(dāng)頻率活塞在初始位置時，四個所述頻率控制油口均與第九油腔連通，頻率活塞通過所述控制油口進油壓力控制頻率活塞上下運動，隨著頻率活塞向上運動直到最上端時，依次封閉下面三個頻率控制油口，另一個頻率控制油口始終與第四油腔連通。
[0012]所述倒打緩沖器和所述前、后緩沖器為一邊充高壓氮氣另一邊充液壓油的緩沖器。
[0013]由于采用上述方案，本裝置將沖擊機構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機構(gòu)結(jié)合，在現(xiàn)有的錨桿鉆機上增加一個沖擊功能，在正常頂板條件下，旋轉(zhuǎn)式錨桿鉆機仍以旋轉(zhuǎn)方式打孔，當(dāng)需要輔以沖擊時，把本裝置通過沖擊機構(gòu)的活塞對旋轉(zhuǎn)機構(gòu)上的花鍵軸進行沖擊，從而保證在旋轉(zhuǎn)鉆孔時超前沖擊破巖，使孔底巖石產(chǎn)生微觀裂縫，以使旋轉(zhuǎn)鉆孔更為有效，當(dāng)遇到局部堅硬巖層時，以沖擊鉆孔為主，充分發(fā)揮沖擊破的特點，并輔以旋轉(zhuǎn)切削，從而有效的解決不同圍巖頂板條件下的錨桿支護問題，大大減低了成本，提高了效率；
[0014]本裝置通過安裝在旋轉(zhuǎn)組上的倒打組，使得在工作倒打活塞在花鍵軸受到?jīng)_擊時起到緩沖的作用，防止剛性碰撞，提高動力頭使用壽命，在提升鉆桿同時可以反向沖擊，以使鉆桿松動，便于拆卸鉆桿；
[0015]本裝置通過安裝在打擊組上的頻率組來控制打擊組的打擊頻率，通過控制油口控制頻率活塞移動改變活塞與油腔的受力面積，從而可控制打擊頻率，同時也可以提高活塞打擊頻率，在巖土錨固工程中，可根據(jù)不同的巖層情況來調(diào)整頻率，提高打擊效率和打擊力度，降低成本；
[0016]本裝置通過高低切換閥，在工作中，通過旋轉(zhuǎn)控制口來切換閥口位置，改變所述的兩個液壓馬達的連接方式，并聯(lián)時，所述的旋轉(zhuǎn)組輸出為低速高扭矩，串聯(lián)時，所述的旋轉(zhuǎn)組輸出為高速低扭矩，
[0017]本裝置的打擊組采用了兩個緩沖器，通過緩沖器與閥芯配合從而控制活塞運動，提高了活塞運動的頻率，本裝置的倒打緩沖器和前、后緩沖器通過氣體的壓縮、膨脹來起到緩沖和提供瞬間動能的作用。
【附圖說明】
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