專利名稱：一種恒功率變速變扭矩氣動(dòng)鉆孔裝置的制作方法
一種恒功率變速變扭矩氣動(dòng)鉆孔裝置技術(shù)領(lǐng)域本實(shí)用新型涉及一種恒功率變速變扭矩氣動(dòng)鉆孔裝置，屬煤巖、礦 山機(jī)械化鉆孔的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在開(kāi)山修路、煤炭開(kāi)采中，要經(jīng)常進(jìn)行鑿巖鉆孔作業(yè)，所使用的工 具可分為兩大類(lèi)， 一是電動(dòng)工具，用電動(dòng)機(jī)械直接帶動(dòng)沖擊鉆頭在巖石和煤壁上鉆孔，易漏電，安全隱患多，勞動(dòng)強(qiáng)度大；二是風(fēng)動(dòng)工具，例 如風(fēng)煤鉆、錨桿鉆，采用的是柱基式風(fēng)馬達(dá)，雖然風(fēng)動(dòng)鉆機(jī)的轉(zhuǎn)速依靠 改變進(jìn)氣量的大小來(lái)改變速度，但隨著進(jìn)氣量的改變，也改變了輸入功 率，這樣就使得輸出扭矩沒(méi)有發(fā)生變化，不能達(dá)到變扭矩的目的，工作 效率低，遇有地質(zhì)條件惡劣，超強(qiáng)硬巖石、煤壁，鉆孔十分困難，極大 的影響了風(fēng)動(dòng)鉆機(jī)的效率和鉆孔質(zhì)量。發(fā)明內(nèi)容發(fā)明目的本發(fā)明的目的就是針對(duì)背景技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)一種新型的恒功率變 速變扭矩的氣動(dòng)鉆孔裝置，在氣動(dòng)齒輪箱的外部增加一個(gè)變速變扭矩的 變速齒輪箱，在輸入氣量不變的情況下，功率恒定，變速箱變速后，使 扭矩發(fā)生改變，實(shí)現(xiàn)真正意義的變速變扭矩，以適應(yīng)在超硬巖石、煤壁 上鉆孔，提高鉆孔質(zhì)量和效率。技術(shù)方案本發(fā)明主要結(jié)構(gòu)由氣動(dòng)齒輪箱、變速齒輪箱、進(jìn)氣閥組、消音器、 左手柄、右手柄、進(jìn)氣手柄、變速手柄、傳動(dòng)齒輪、大雙輪齒輪組、小雙聯(lián)齒輪組、鉆卡頭組成；在氣動(dòng)齒輪箱l的前部設(shè)有變速齒輪箱2，并 由螺栓42固定，變速齒輪箱2的前部為鉆卡頭8，氣動(dòng)齒輪箱1的左部 為左手柄3，并由螺栓43固定，氣動(dòng)齒輪箱1的右部為右手柄4，并由 螺栓44固定，左手柄3的下部為消音器5，右手柄4的下部為進(jìn)氣接口 6，并聯(lián)接進(jìn)氣閥組30、進(jìn)氣手柄29;在變速齒輪箱2的側(cè)部設(shè)有變速手 柄7;進(jìn)氣接口6通過(guò)氣道37、 45與氣動(dòng)齒輪箱1聯(lián)通；消音器5通過(guò) 左手柄3內(nèi)的氣道與氣動(dòng)齒輪箱1聯(lián)通。所述的氣動(dòng)齒輪箱1與變速齒輪箱2為整體聯(lián)接結(jié)構(gòu)；在氣動(dòng)齒輪 箱1內(nèi)設(shè)有主齒輪軸9、從動(dòng)齒輪軸10，在主齒輪軸9上裝有主動(dòng)齒輪 11，并由鍵20聯(lián)接，在從動(dòng)齒輪軸10上裝有從動(dòng)齒輪12，并由滑動(dòng)軸 承18、 19聯(lián)接，主動(dòng)齒輪11與從動(dòng)齒輪12規(guī)格相同并嚙合聯(lián)接，主齒 輪軸9兩端由軸承13、 14固定在箱壁47及公共箱壁46上，從動(dòng)齒輪軸 10兩端由軸承15、 16固定在箱壁47及公共箱壁46上；在變速齒輪箱2 內(nèi)設(shè)有大雙聯(lián)齒輪組23、小雙聯(lián)齒輪組24，大雙聯(lián)齒輪組裝在花鍵軸22 上，花鍵軸22左端聯(lián)接從動(dòng)齒輪軸10、右端聯(lián)接箱壁48上的鉆卡頭8， 大雙聯(lián)齒輪組23左部為小齒輪26、右部為大齒輪25，中間為變速撥槽 38，變速撥槽38內(nèi)裝有變速手柄7,花鍵軸22、鉆卡頭8由軸承16、 17 固定定位；小雙聯(lián)齒輪組24裝在齒輪軸49上，齒輪軸49左端與主齒輪 軸9聯(lián)接，齒輪軸49與小雙聯(lián)齒輪組24由鍵21聯(lián)接，小雙聯(lián)齒輪組24 左部為大齒輪27、右部為小齒輪28，大齒輪27、小齒輪28由變速手柄 7撥動(dòng)后交替與大雙聯(lián)齒輪組23上的小齒輪26、大齒輪25嚙合聯(lián)接， 形成齒輪聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)變速變扭矩；氣動(dòng)齒輪箱1內(nèi)為氣動(dòng)腔并密封；變 速齒輪箱2內(nèi)為潤(rùn)滑油箱并密封。所述的進(jìn)氣閥組30在右手柄4上安裝，進(jìn)氣接口 6聯(lián)接氣閥芯34， 并由彈簧35定位，氣閥芯34聯(lián)接齒條31，并由密封圈53密封,齒條31 與齒輪32嚙合聯(lián)接，齒輪32裝在齒輪軸33上，齒輪軸33與進(jìn)氣手柄 29聯(lián)接，氣閥芯34與氣道37、 45聯(lián)通，氣道37右端部由氣閥堵36堵 住，進(jìn)氣接口6與外接的空氣壓縮機(jī)聯(lián)接。所述的大雙聯(lián)齒輪組23為整體結(jié)構(gòu)，左部為小齒輪26、右部為大齒 輪25、中間為變速撥槽38，內(nèi)部為花鍵軸孔39。所述的小雙聯(lián)齒輪組24為整體結(jié)構(gòu)，左部為大齒輪27、右部為小齒 輪28、中間為隔臺(tái)41、內(nèi)部為平鍵軸孔40。所述的花鍵軸22，左部為聯(lián)接部52、右部為旋合部左旋螺紋51、中 間為花鍵齒50。所述的主動(dòng)齒輪ll、從動(dòng)齒輪12、大齒輪閥組23的大齒輪25、小 齒輪26、小齒輪閥組24的大齒輪27、小齒輪28規(guī)格相同，均為模數(shù) 2m，主動(dòng)齒輪11與從動(dòng)齒輪12的傳動(dòng)速比為1:1，大齒輪閥組23的小 齒輪26與小齒輪閥組24的大齒輪27的直徑、齒數(shù)相同，傳動(dòng)速比為1:1， 大齒輪閥組23的大齒輪25與小齒輪閥組24的小齒輪28的直徑、齒數(shù) 不同，傳動(dòng)速比為2:1。所述的進(jìn)氣閥組30的氣閥芯34表面涂覆聚氨酯劑。有益效果本發(fā)明與背景技術(shù)相比具有明顯的先進(jìn)性，它是針對(duì)氣動(dòng)鉆機(jī)不能 變速變扭矩的弊端，使氣動(dòng)鉆孔裝置在氣壓恒定恒功率狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)了 變速變扭矩功能，使風(fēng)動(dòng)鉆機(jī)能夠進(jìn)行超硬巖石、煤壁的鉆孔，它是在 氣動(dòng)齒輪箱的側(cè)部增加了一套變速齒輪箱，壓縮空氣進(jìn)入氣動(dòng)齒輪箱帶 動(dòng)主動(dòng)、從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)、并傳遞給變速齒輪箱，變速齒輪箱有1:1、 2:1
兩種速比，普通鉆孔可用l:l速比鉆孔，當(dāng)遇到超硬巖層時(shí)，可選用2:1 速比鉆孔，實(shí)現(xiàn)在同一氣動(dòng)功率下，減小輸出轉(zhuǎn)數(shù)，實(shí)現(xiàn)真正意義的恒 功率變速變扭矩，使鉆機(jī)在低速、大扭矩狀態(tài)下進(jìn)行鉆孔作業(yè)，此裝置 結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕，氣動(dòng)、消音、變速變扭矩、鉆孔一次完成，操作方便，極適且在超硬巖層上鉆孔作業(yè)，是十分理想的恒功率變速變 扭矩鉆孔設(shè)備。


圖1為整體結(jié)構(gòu)主視2為整體結(jié)構(gòu)側(cè)視3為圖1的A—A剖面4為進(jìn)氣閥組結(jié)構(gòu)5為大雙聯(lián)齒輪組主視6為大雙聯(lián)齒輪組側(cè)視7為小雙聯(lián)齒輪組主視8為小雙聯(lián)齒輪組側(cè)視9為花鍵軸主視IO為花鍵軸側(cè)視中所示，附圖標(biāo)記清單如下1、氣動(dòng)齒輪箱，2、變速齒輪箱，3、左手柄，4、右手柄，5、消音 器，6、進(jìn)氣接口， 7、變速手柄，8、鉆卡頭，9、主齒輪軸，10、從動(dòng) 齒輪軸，11、主動(dòng)齒輪，12、從動(dòng)齒輪，13、軸承，14、軸承，15、軸 承，16、軸承，17、軸承，18、滑動(dòng)軸承，19、滑動(dòng)軸承，20、鍵，21、 鍵，22、花鍵軸，23、大雙聯(lián)齒輪組，24、小雙聯(lián)齒輪組，25、大齒輪， 26、小齒輪，27、大齒輪，28、小齒輪，29、進(jìn)氣手柄，30、進(jìn)氣閥組， 31、齒條，32、齒輪，33、齒輪軸，34、氣閥芯，35、彈簧，36、氣閥 堵，37、氣道，38、變速撥槽，39、花鍵軸孔，40、平鍵軸孔，41、隔 臺(tái)，42、螺栓，43、螺栓，44、螺栓，45、氣道，46、公共箱壁，47、 箱壁，48、箱壁，49、齒輪軸，50、花鍵齒，51、左旋螺紋，52、聯(lián)接
部，53、密封圈。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明-圖1、 2所示，為整體結(jié)構(gòu)圖，左、右兩側(cè)為左手柄3、右手柄4、 中間為氣動(dòng)齒輪箱1和變速齒輪箱2，并由變速手柄7操縱變換速度和扭 矩，右手柄4的端部為進(jìn)氣閥組30，并由進(jìn)氣接口 6聯(lián)接空氣壓縮機(jī)， 進(jìn)氣接口6由進(jìn)氣閥組30聯(lián)通氣道37、 45,氣道37聯(lián)通氣動(dòng)變速箱1， 壓縮空氣推動(dòng)氣動(dòng)齒輪箱齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)聯(lián)通左手柄3內(nèi)的氣道及消音 器5，由消音器5消除壓縮空氣的噪音，進(jìn)氣閥組30由進(jìn)氣手柄29控制。圖3所示，為齒輪傳動(dòng)及恒功率變速變扭矩結(jié)構(gòu)圖，氣動(dòng)齒輪箱1 與變速齒輪箱2連為一體，中間為公共箱壁46，主齒輪軸9穿過(guò)公共箱 壁46聯(lián)接變速齒輪箱2內(nèi)的小雙聯(lián)齒輪組24的齒輪軸49，從動(dòng)齒輪軸 10穿過(guò)公共箱壁46與花鍵軸22連為一體，花鍵軸22聯(lián)接鉆卡頭8進(jìn)行 鉆孔作業(yè)，主齒輪軸9通過(guò)主動(dòng)齒輪11聯(lián)接從動(dòng)齒輪12，通過(guò)從動(dòng)齒輪 軸10聯(lián)接花鍵軸22上的大雙聯(lián)齒輪組23，主齒輪軸9同時(shí)聯(lián)接帶動(dòng)齒 輪軸49上的小雙聯(lián)齒輪組24，形成互相嚙合的齒輪傳動(dòng)鏈，當(dāng)需要變換 扭矩時(shí)，搬動(dòng)變速手柄7即可使大雙聯(lián)齒輪組23的大齒輪25與小雙聯(lián) 齒輪組24的小齒輪28聯(lián)接，形成速比2:1，即在氣動(dòng)功率恒定不變的情 況下，使輸出轉(zhuǎn)數(shù)變小，形成低速、大扭矩鉆孔作業(yè)。
氣動(dòng)齒輪箱l，其內(nèi)腔為壓縮空氣，滑動(dòng)軸承18、 19可減小從動(dòng)齒 輪軸IO、從動(dòng)齒輪12的摩擦力，要密封，使氣動(dòng)功率保持恒定，變速齒 輪箱2內(nèi)為潤(rùn)滑機(jī)油，要密封，不得漏油。 變速手柄7搬動(dòng)要緩慢、正確，以防變速時(shí)損壞齒輪組。 圖4所示，為進(jìn)氣閥組30結(jié)構(gòu)圖，進(jìn)氣閥組30由齒條31、齒輪32、齒輪軸33、進(jìn)氣開(kāi)關(guān)29、氣閥芯34控制，進(jìn)氣接口 6、氣閥芯34、氣道37、 45要暢通。圖5、 6所示，為大雙聯(lián)齒輪組23結(jié)構(gòu)圖，大齒輪25、小齒輪26要硬度高、強(qiáng)度好、耐撞擊，要用合金結(jié)構(gòu)鋼制作，齒形要經(jīng)高頻淬硬處理。圖7、 8所示，為小雙聯(lián)齒輪組24結(jié)構(gòu)圖，大齒輪27、小齒輪28要 強(qiáng)度好、硬度高、耐撞擊，要用合金結(jié)構(gòu)鋼制作，齒形要用高頻淬硬處 理。圖9、 IO所示，為花鍵軸22結(jié)構(gòu)圖，中間為等間距設(shè)置的矩形槽式 花鍵齒50，右部為左旋螺紋51，以便于與鉆卡頭8聯(lián)接，并適應(yīng)順時(shí)針 右旋向鉆孔，花鍵軸22要強(qiáng)度好，硬度高，要用工具鋼制作，并經(jīng)淬硬 處理。
權(quán)利要求
1、一種恒功率變速變扭矩氣動(dòng)鉆孔裝置，其特征在于主要結(jié)構(gòu)由氣動(dòng)齒輪箱、變速齒輪箱、進(jìn)氣閥組、消音器、左手柄、右手柄、進(jìn)氣手柄、變速手柄、傳動(dòng)齒輪、大雙輪齒輪組、小雙聯(lián)齒輪組、鉆卡頭組成；在氣動(dòng)齒輪箱(1)的前部設(shè)有變速齒輪箱(2)，并由螺栓(42)固定，變速齒輪箱(2)的前部為鉆卡頭(8)，氣動(dòng)齒輪箱(1)的左部為左手柄(3)，并由螺栓(43)固定，氣動(dòng)齒輪箱(1)的右部為右手柄(4)，并由螺栓(44)固定，左手柄(3)的下部為消音器(5)，右手柄(4)的下部為進(jìn)氣接口(6)，并聯(lián)接進(jìn)氣閥組(30)、進(jìn)氣手柄(29)；在變速齒輪箱(2)的側(cè)部設(shè)有變速手柄(7)；進(jìn)氣接口(6)通過(guò)氣道(37、45)與氣動(dòng)齒輪箱(1)聯(lián)通；消音器(5)通過(guò)左手柄(3)內(nèi)的氣道與氣動(dòng)齒輪箱(1)聯(lián)通。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種恒功率變速變扭矩氣動(dòng)鉆孔裝置，其 特征在于所述的氣動(dòng)齒輪箱(1)與變速齒輪箱(2)為整體聯(lián)接結(jié)構(gòu)； 在氣動(dòng)齒輪箱(1)內(nèi)設(shè)有主齒輪軸(9)、從動(dòng)齒輪軸(10)，在主齒輪 軸(9)上裝有主動(dòng)齒輪(11)，并由鍵(20)聯(lián)接，在從動(dòng)齒輪軸(10) 上裝有從動(dòng)齒輪(12)，并由滑動(dòng)軸承(18、 19)聯(lián)接，主動(dòng)齒輪(11) 與從動(dòng)齒輪(12)規(guī)格相同并嚙合聯(lián)接，主齒輪軸(9)兩端由軸承(13、 14)固定在箱壁(47)及公共箱壁(46)上，從動(dòng)齒輪軸(10)兩端由 軸承(15、 16)固定在箱壁(47)及公共箱壁(46)上；在變速齒輪箱(2)內(nèi)設(shè)有大雙聯(lián)齒輪組(23)、小雙聯(lián)齒輪組(24)，大雙聯(lián)齒輪組裝 在花鍵軸(22)上，花鍵軸(22)左端聯(lián)接從動(dòng)齒輪軸(10)、右端聯(lián)接 箱壁(48)上的鉆卡頭(8)，大雙聯(lián)齒輪組(23)左部為小齒輪(26)、 右部為大齒輪(25)，中間為變速撥槽(38)，變速撥槽(38)內(nèi)裝有變 速手柄(7)，芯鍵軸(22)、鉆卡頭(8)由軸承(16、 17)固定定位； 小雙聯(lián)齒輪組(24)裝在齒輪軸(49)上，齒輪軸(49)左端與主齒輪 軸(9)聯(lián)接，齒輪軸(49)與小雙聯(lián)齒輪組(24)由鍵(21)聯(lián)接，小 雙聯(lián)齒輪組(24)左部為大齒輪(27)、右部為小齒輪(28)，大齒輪(27)、 小齒輪(28)由變速手柄(7)撥動(dòng)后交替與大雙聯(lián)齒輪組(23)上的小齒 輪(26)、大齒輪(25)嚙合聯(lián)接，形成齒輪聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)變速變扭矩；氣動(dòng) 齒輪箱(1)內(nèi)為氣動(dòng)腔并密封；變速齒輪箱(2)內(nèi)為潤(rùn)滑油箱并密封。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種恒功率變速變扭矩氣動(dòng)鉆孔裝置，其 特征在于所述的進(jìn)氣閥組(30)在右手柄(4)上安裝，進(jìn)氣接口 (6) 聯(lián)接氣閥芯(34)，并由彈簧(35)定位，氣閥芯(34)聯(lián)接齒條(31)， 并由密封圈(53)密封，齒條(31)與齒輪(32)嚙合聯(lián)接，齒輪(32) 裝在齒輪軸(33)上，齒輪軸(33)與進(jìn)氣手柄(29)聯(lián)接，氣閥芯(34) 與氣道(37、 45)聯(lián)通，氣道(37)右端部由氣閥堵(36)堵住，進(jìn)氣 接口 (6)與外接的空氣壓縮機(jī)聯(lián)接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種恒功率變速變扭矩氣動(dòng)鉆孔裝置，其 特征在于所述的大雙聯(lián)齒輪組(23)為整體結(jié)構(gòu)，左部為小齒輪(26)、 右部為大齒輪(25)、中間為變速撥槽(38)，內(nèi)部為花鍵軸孔(39)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種恒功率變速變扭矩氣動(dòng)鉆孔裝置，其 特征在于所述的小雙聯(lián)齒輪組(24)為整體結(jié)構(gòu)，左部為大齒輪(27)、 右部為小齒輪(28)、中間為隔臺(tái)(41)、內(nèi)部為平鍵軸孔(40)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種恒功率變速變扭矩氣動(dòng)鉆孔裝置，其 特征在于所述的花鍵軸(22),左部為聯(lián)接部(52)、右部為旋合部左 旋螺紋(51)、中間為花鍵齒(50)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種恒功率變速變扭矩氣動(dòng)鉆孔裝置，其 特征在于所述的主動(dòng)齒輪(11)、從動(dòng)齒輪(12)、大齒輪閥組(23) 的大齒輪(25)、小齒輪(26)、小齒輪閥組(24)的大齒輪(27)、小齒 輪(28)規(guī)格相同，均為模數(shù)2m，主動(dòng)齒輪(11)與從動(dòng)齒輪(12)的 傳動(dòng)速比為l:l，大齒輪閥組(23)的小齒輪(26)與小齒輪閥組(24) 的大齒輪(27)的直徑、齒數(shù)相同，傳動(dòng)速比為l:l，大齒輪閥組(23) 的大齒輪(25)與小齒輪閥組(24)的小齒輪(28)的直徑、齒數(shù)不同， 傳動(dòng)速比為2:1。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種恒功率變速變扭矩氣動(dòng)鉆孔裝置，其 特征在于所述的進(jìn)氣閥組(30)的氣閥芯(34)表面涂覆聚氨酯劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種恒功率變速變扭矩氣動(dòng)鉆孔裝置，主要結(jié)構(gòu)由氣動(dòng)齒輪箱、變速齒輪箱、進(jìn)氣閥組、消音器、左右手柄、進(jìn)氣手柄、變速變扭矩手柄、大雙聯(lián)齒輪組、小雙聯(lián)齒輪組、鉆卡頭組成，它是在氣動(dòng)齒輪箱側(cè)部增加了變速變扭矩齒輪箱，在氣動(dòng)齒輪箱恒功率動(dòng)力帶動(dòng)下，通過(guò)變速變扭矩齒輪箱變換傳動(dòng)速比為2∶1，使鉆機(jī)在恒功率下實(shí)現(xiàn)低速大扭矩鉆孔作業(yè)，極適宜在超硬巖層上鉆孔，此裝置結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕，氣動(dòng)、消音、變速、變扭矩、鉆孔功能于一身，是十分理想的適宜超硬巖層鉆孔作業(yè)的恒功率變速變扭矩的鉆孔設(shè)備。
文檔編號(hào)E21B3/02GK101126302SQ200710139519
公開(kāi)日2008年2月20日 申請(qǐng)日期2007年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月29日
發(fā)明者張百勝, 王發(fā)輝, 董福凱, 高貴軍 申請(qǐng)人:太原理工大學(xué)