專利名稱:一種液壓鉆機沖擊錘的制作方法
【專利摘要】一種液壓鉆機沖擊錘，包括限位組、閥芯、前基座、后基座、活塞、前緩沖器、后緩沖器，所述的限位組安裝在前基座上，所述閥芯套裝在所述的限位組中，所述的前基座一端安裝在液壓鉆機動力頭旋轉(zhuǎn)基座上，另一端卡裝有所述的后基座，所述的活塞放置在所述前基座與所述的后基座內(nèi)腔中，所述的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的后基座上，所述的閥芯與所述的活塞上開有相對應的凹槽，形成了相對應的受力面積。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單，沖擊頻率快、沖擊功大、適應面廣、壽命長等優(yōu)點，可實用于液壓錨桿鉆機上，而在巖土錨固工程中,大量遇到的是破碎巖石，砂卵石層,沖擊回轉(zhuǎn)鉆進方法是最優(yōu)選擇之一。
【專利說明】_種液壓鉆機沖擊錘
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種液壓鉆機沖擊錘。
【背景技術】
[0002]液壓錨桿鉆機主要應用于電站、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。舊式的錨固鉆機動力頭多數(shù)只有旋轉(zhuǎn)功能，需配套的設備有空壓機、沖擊器、跟管鉆具等，在實際應用時，由于巷道圍巖的結(jié)構(gòu)的復雜性、煤巷頂板常存在夾層等局部堅硬巖層，其硬度超過旋轉(zhuǎn)式錨桿鉆機的適應范圍，致使旋轉(zhuǎn)錨桿鉆機使用受到了限制，降低了效率。
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沖擊錘。
[0004]本實用新型的目的通過下述技術方案予以實現(xiàn):
[0005]一種液壓鉆機沖擊錘，包括限位組、閥芯、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液壓鉆機動力頭旋轉(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，所述限位組包括閥體和閥芯，所述閥體設有進油口和出油口，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有第一油腔，所述閥芯中部與閥體之間設有第二油腔、第三油腔和第四油腔，所述閥芯底部與閥體之間設有第五油腔，所述活塞前端設有第一凹槽與前基座上的第六油腔連通，所述活塞后端設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，所述第一油腔與第七油腔連通。
[0006]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。
[0007]本裝置還可以包括頻率組，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有四個頻率控制油口，所述頻率活塞的上端側(cè)壁設有凹槽與頻率閥閥體之間形成第九油腔，當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。
[0008]由于采用上述方案，本裝置由于采用了兩個緩沖器，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，本裝置設置有頻率組，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，本新型裝置在可以與現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)式錨桿鉆機配套使用，相當于在現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)式錨桿鉆機上增加一個沖擊機構(gòu)，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，當需要輔以沖擊時，把本裝置通過前基座安裝在液壓鉆機動力頭旋轉(zhuǎn)基座上，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。
[0009]本裝置與現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)式錨桿鉆機配套使用，特別適合在漂、卵、礫石地層及破碎強風化巖覆蓋地層中的深孔跟管鉆進，尤其能夠體現(xiàn)它高效、優(yōu)質(zhì)的性能，能達到快速鉆穿復雜地層的目的，在各類巖土錨固工程中具有廣闊的應用背景。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型活塞處于初始位置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2為本實用新型閥芯換向、活塞回程的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖3為本實用新型與頻率組連接的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖，來說明液壓鉆機沖擊錘的【具體實施方式】。
[0014]如圖1和圖2所示，一種液壓鉆機沖擊錘，包括限位組1、閥芯12、前基座2、活塞4、前緩沖器5、后緩沖器6和后基座3，所述限位組I安裝在前基座2上，所述前基座2 —端安裝在液壓鉆機動力頭旋轉(zhuǎn)基座上，另一端卡裝有所述后基座3，所述活塞4安裝在所述前基座2與后基座3的內(nèi)腔中，所述前緩沖器5安裝在所述的前基座2上，所述后緩沖器6安裝在所述后基座3上，所述限位組I包括閥體和閥芯12，所述閥體設有進油口 11和出油口13，所述閥芯12安裝在所述閥體內(nèi)，所述閥芯12上端與閥體之間設有第一油腔14，所述閥芯中部與閥體之間設有第二油腔15、第三油腔16和第四油腔17，所述閥芯底部與閥體之間設有第五油腔18，所述活塞4前端設有第一凹槽與前基座上的第六油腔7連通，所述活塞后端設有第二凹槽與前基座和后基座之間形成的第七油腔8連通，所述第一油腔14通過油路與第六油腔7連通，所述第六油腔7通過油路與前緩沖器5連接，所述第二油腔15通過油路與第七油腔8連通，所述第三油腔16通過油路與后緩沖器6連接，當所述閥芯12置于上位時，所述第一油腔14與進油口連通，所述第二油腔15和第三油腔16連通，當閥芯12置于下位時，所述第六油腔7通過所述活塞4的第一凹槽與第四油腔17連通，所述第二油腔15和第三油腔16不連通，所述第三油腔16與出油口 13連通，所述第一油腔14與第二油腔15連通。所述活塞4在第六油腔7內(nèi)的受力面小于活塞在第七油腔8內(nèi)的受力面，所述閥芯12在第一油腔內(nèi)14的受力面與閥芯12在第四油腔17內(nèi)的受力面之和大于閥芯12在第五油腔18內(nèi)的受力面。
[0015]如圖3所示，本裝置還可以設置頻率組9，所述頻率組9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93，所述頻率活塞93的上端通過彈簧92支撐在頻率閥閥體的上端蓋9上，下端支撐在頻率閥閥體的下端蓋上，所述頻率活塞93的下端側(cè)壁設有凹槽與頻率閥閥體之間形成第八油腔99，所述第八油腔99與控制油口98連通，所述頻率閥閥體沿軸向設有四個頻率控制油口，所述頻率活塞93的上端側(cè)壁設有凹槽與頻率閥閥體之間形成第九油腔，當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 93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。
[0016]本裝置的工作原理說明如下:
[0017]a、最初情形:
[0018]活塞4在最下端(自重作用)，閥芯12在最上端(液壓力作用)，閥芯12在第四油腔17內(nèi)的受力面積小于閥芯12在第一油腔14內(nèi)的受力面積，所述閥芯12在第一油腔內(nèi)14的受力面與閥芯12在第四油腔17內(nèi)的受力面之和大于閥芯12在第五油腔18內(nèi)的受力面，所述活塞4在第六油腔7內(nèi)的受力面小于活塞在第七油腔8內(nèi)的受力面。
[0019]b、活塞4回程:
[0020]高壓油從進油口 11進入限位組I，通過油道進入第六油腔7，第七油腔8與出口連接，活塞4向上運動，同時前緩沖器5受壓蓄能，第七油腔的液壓油從出口流出，由于出口孔徑截面積與后緩沖器進口孔徑截面積小于第七油腔的孔徑截面積，導致后緩沖器受壓，起到緩沖和背壓的作用，防止活塞4撞擊后基座3的端蓋；
[0021]C、閥芯12換向:
[0022]當活塞4向上運動到第六油腔7與第四油腔連通時，此時第一油腔14、第四油腔17和第五油腔18都受高壓，由于所述閥芯12在第一油腔內(nèi)14的受力面與閥芯12在第四油腔17內(nèi)的受力面之和大于閥芯12在第五油腔18內(nèi)的受力面，從而使得閥芯12向下運動；
[0023]d、活塞4沖程:
[0024]當閥芯12向下運動到一定的距離后，進油口 11的高壓油同時進入第六油腔7和第七油腔8，由于所述活塞4在第六油腔7內(nèi)的受力面小于活塞在第七油腔8內(nèi)的受力面，使得活塞4向下運動，同時前緩沖器5提供一個瞬間動能，推動活塞4迅速向下運動，沖擊做功；
[0025]e、閥芯12換向；
[0026]當活塞4向下運動的同時，會使第六油腔7與第四油腔17斷開，此時第一油腔14和第五油腔18受高壓，由于所述閥芯12在第五油腔18內(nèi)的受力面積大于閥芯12在第一油腔14內(nèi)的受力面積，閥芯12會閥上運動；
[0027]這樣完成一個工作循環(huán)，當停鉆機時，控制動力頭的液壓閥的中位技能為O形，進出口油路都封閉，前緩沖器5提供高壓，使閥芯12 —直保持初始狀態(tài)。
[0028]頻率組工作時，高壓油從進油口進入限位組1，通過油道進入第六油腔7中，油壓推動活塞4向上運動，當活塞4向上運動到與第一頻率控制油口 97連通時，高壓油通過第四頻率控制油口 94進入限位組I中，當限位組I中閥體切換方向時，入口高壓油同時進入第六油腔7和第七油腔8，由于第七油腔8的受力面積小于第六油腔7的受力面積，使得活塞4向下運動，往復運動。當控制油口 98的油壓增大時，頻率活塞93克服彈簧92力向上運動，頻率活塞93會堵住第一頻率控制油口 97，活塞4向上運動到第二頻率控制油口 96時才連通，切換方向，從而改變了活塞4的運動行程，依次類推，活塞4向上運動到第三頻率控制油口 95時連通，切換方向，從而使得活塞行程越長打擊頻率越慢，打擊力越大，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。
【權利要求】
1.一種液壓鉆機沖擊錘，包括限位組和打擊組，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液壓鉆機動力頭旋轉(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，其特征在于: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有第一油腔，所述閥芯中部與閥體之間設有第二油腔、第三油腔和第四油腔，所述閥芯底部與閥體之間設有第五油腔，所述活塞前端設有第一凹槽與前基座上的第六油腔連通，所述活塞后端設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。2.根據(jù)權利要求1所述的液壓鉆機沖擊錘，其特征在于: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。3.根據(jù)權利要求1或2所述的液壓鉆機沖擊錘，其特征在于:還包括頻率組，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有四個頻率控制油口，所述頻率活塞的上端側(cè)壁設有凹槽與頻率閥閥體之間形成第九油腔，當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。
【文檔編號】E21B4-14GK204266914SQ201420692046
【發(fā)明者】吉偉 [申請人]長沙天和鉆具機械有限公司