專利名稱：礦用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)用機(jī)械振動機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種礦用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)用機(jī)械振動機(jī)構(gòu)，可廣泛用于各種動力 和結(jié)構(gòu)型式的回轉(zhuǎn)類鉆機(jī)，特別適用于瓦斯抽放、爆破、探水探瓦斯、放頂煤、 錨桿支護(hù)、過斷層、頂板管理等各種井下鉆孔作業(yè)。
背景技術(shù)：
目前用于礦山鉆進(jìn)的鉆機(jī)從破巖機(jī)理方面主要可以分為沖擊式和回轉(zhuǎn)式兩 大類。其中，沖擊式鉆機(jī)通過沖擊機(jī)構(gòu)產(chǎn)生沖擊能，并通過釬具將沖擊能傳遞給 巖石，通過沖擊方式實現(xiàn)巖石破碎，代表性產(chǎn)品有氣動鑿巖機(jī)、液壓鑿巖機(jī)、氣鎬、液壓破碎錘等；回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)是將回轉(zhuǎn)馬達(dá)的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩通過鉆具傳遞給巖石， 通過切削方式實現(xiàn)巖石破碎，代表性產(chǎn)品有煤電鉆、氣動錨桿鉆機(jī)、液壓錨桿鉆 機(jī)等。從適應(yīng)性方面來講，沖擊式鉆機(jī)主要適用于堅硬巖石的鉆進(jìn)，但鉆孔速度 相對較低；回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)主要適用于較軟巖石的鉆進(jìn)，鉆孔速度相對較高，但無法 克服較硬巖層。而在煤礦大量使用探水鉆機(jī)、防突鉆機(jī)、錨桿鉆機(jī)等多種形式的回轉(zhuǎn)式鉆 機(jī)，由于煤礦地質(zhì)條件非常復(fù)雜，地質(zhì)構(gòu)造極不穩(wěn)定，在軟巖鉆進(jìn)中常常遇到夾 矸等局部堅硬巖石，回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)無法克服，必須更換其他形式鉆機(jī)，造成設(shè)備設(shè) 置的復(fù)雜和作業(yè)效率的下降。實用新型目的本實用新型的目的就是要提供一種在保證高鉆進(jìn)效率的同時提高回轉(zhuǎn)式鉆 機(jī)對堅硬巖石的適應(yīng)性，使回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)的使用條件得到大大拓展。實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，它由激振組件、套筒式中心軸和殼體三 部分構(gòu)成，殼體與鉆機(jī)外殼緊固連接或采用一體化設(shè)計；激振組件由固定片、振 動片和強力彈簧組成，固定片固定在殼體上，振動片固定在套筒式中心軸的外軸上，彈簧固定在固定片與振動片之間；套筒式中心軸由內(nèi)軸和外軸組成，內(nèi)軸是 鉆機(jī)馬達(dá)部分的輸出軸，外軸是鉆機(jī)整機(jī)的輸出軸。顯著特點本實用新型的顯著特點在于1、 通過機(jī)械結(jié)構(gòu)實現(xiàn)振動，在不改變回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)基本結(jié)構(gòu)的前提下，提高了鉆機(jī)對巖石的適應(yīng)性；2、 振動機(jī)構(gòu)中的激振組件牙型與套筒式中心軸的內(nèi)、外軸轉(zhuǎn)矩傳遞方式均有 不同形式，因此可以組合而成多種振動器形式；3、 機(jī)構(gòu)對巖石負(fù)荷具有自適應(yīng)性，當(dāng)鉆進(jìn)煤或軟巖時，鉆進(jìn)速度快，鉆機(jī)承 受的推力負(fù)荷小，激振組件不產(chǎn)生振動，鉆機(jī)采取純回轉(zhuǎn)破巖方式；當(dāng)鉆進(jìn) 較硬巖石時，鉆進(jìn)速度減慢，鉆機(jī)承受的推力負(fù)荷增大，激振組件產(chǎn)生振動， 鉆機(jī)采取回轉(zhuǎn)振動破巖方式；4、 在煤礦大量使用探水鉆機(jī)、防突鉆機(jī)、錨桿鉆機(jī)等多種形式的回轉(zhuǎn)式鉆機(jī) 條件下，本實用新型在煤、半煤巖和軟巖的復(fù)雜地質(zhì)條件起到重要作用；5、 其結(jié)構(gòu)簡單緊湊，加工難度低，易于實現(xiàn)。


圖i為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖圖2為本實用新型中激振組件固定片結(jié)構(gòu)示意圖圖3為本實用新型中激振組件振動片結(jié)構(gòu)示意圖圖4為本實用新型套筒式中心軸內(nèi)軸結(jié)構(gòu)示意圖圖5為本實用新型套筒式中心軸外軸結(jié)構(gòu)示意圖圖6為本實用新型激振組件中固定片和振動片的直線齒型示意圖圖7為本實用新型激振組件中固定片和振動片的曲線齒型示意圖圖8為本實用新型中內(nèi)外軸平鍵型配合示意圖圖9為本實用新型中內(nèi)外軸花鍵型配合示意圖圖10為本實用新型中內(nèi)外軸正多邊形型配合示意圖實施方式下面將結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明 一種礦用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)用機(jī)械振動機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)分為激振組件、套筒式中心軸和殼體三部分，如圖l所示，外軸1、振動片2、強力彈簧3、固定片4、內(nèi)軸5、殼 體6和平鍵7。殼體6與鉆機(jī)外殼緊固連接或采用一體化設(shè)計。激振組件由固定 片4、振動片2和強力彈簧3組成，如圖2為固定片結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為振動片 結(jié)構(gòu)示意圖，固定片4固定在殼體6上，作用是承受振動力和推進(jìn)力；振動片2 固定在套筒式中心軸的外軸l上，作用是將鉆機(jī)的振動力和回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩傳遞給鉆 具；彈簧3固定在固定片4與振動片2之間，作用是在鉆機(jī)承受較小推力負(fù)荷的情況下進(jìn)行純回轉(zhuǎn)破巖，在鉆機(jī)承受較大推力負(fù)荷的情況下進(jìn)行回轉(zhuǎn)振動破 巖。套筒式中心軸由內(nèi)軸5和外軸1組成，如圖4、 5所示，既能傳遞轉(zhuǎn)矩而不 發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，又能相對軸向滑動而不傳遞軸向力。振動機(jī)構(gòu)與鉆機(jī)一體化設(shè)計 時，內(nèi)軸5是鉆機(jī)馬達(dá)部分的輸出軸，作用是將馬達(dá)的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩傳遞給外軸，外 軸1是鉆機(jī)整機(jī)的輸出軸，作用是將鉆機(jī)的振動力、推進(jìn)力和回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩傳遞給鉆 具。本實用新型還可以加工成獨立的機(jī)械振動器，使用時振動器的內(nèi)軸與鉆機(jī)的 輸出軸同軸固定安裝，振動器的殼體與鉆機(jī)殼體固定安裝。固定片4通過鍵或其他方式固定連接在殼體6上，振動片2通過鍵或其他 方式固定連接在外軸l上。內(nèi)軸5是馬達(dá)的輸出軸。當(dāng)馬達(dá)驅(qū)動內(nèi)軸5轉(zhuǎn)動時， 通過下圖8、 9、 IO所示配合將轉(zhuǎn)矩傳遞給外軸1。當(dāng)鉆機(jī)承受的推力小于彈簧 3的預(yù)緊力時，固定片4在彈簧力與推力的合作用下與振動片2分離，外軸l作 純回轉(zhuǎn)運動。當(dāng)鉆機(jī)承受的推力大于彈簧3的預(yù)緊力時，固定片4在彈簧力與推 力的合作用下與振動片2接觸，振動片2上的各齒在轉(zhuǎn)矩作用下與固定片4上 的各齒依次嚙合，帶動外軸1產(chǎn)生振動，因此外軸1在馬達(dá)與激振組件的聯(lián)合作 用下作回轉(zhuǎn)振動運動。激振組件的振動可以通過固定片4和振動片3的不同牙型得到不同的振動 效果。激振組件的基本牙型可以分為圖6直線齒型和圖7曲線齒型兩大類。其中， 調(diào)整直線齒型a的a、 P角和齒高h(yuǎn)，調(diào)整曲線齒型的曲線方程，即可得到不同 的齒型、齒數(shù)和振幅。套筒式中心軸結(jié)構(gòu)的作用是在外軸可以在內(nèi)軸上作軸向運 動的同時將內(nèi)軸的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩傳遞給外軸。內(nèi)外軸的配合型式可以有平鍵型、花鍵 型和正多邊形型等多種型式，如圖8、 9、 IO所示。
權(quán)利要求1、一種礦用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)用機(jī)械振動機(jī)構(gòu)，其特征在于它由激振組件、套筒式中心軸和殼體三部分構(gòu)成，殼體與鉆機(jī)外殼緊固連接或采用一體化設(shè)計；激振組件由固定片、振動片和強力彈簧組成，固定片固定在殼體上，振動片固定在套筒式中心軸的外軸上，彈簧固定在固定片與振動片之間；套筒式中心軸由內(nèi)軸和外軸組成，內(nèi)軸是鉆機(jī)馬達(dá)部分的輸出軸，外軸是鉆機(jī)整機(jī)的輸出軸。
2、 如權(quán)利要求l所述的礦用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)用機(jī)械振動機(jī)構(gòu)，其特征在于激振組件中 的固定片和振動片有不同的牙型結(jié)構(gòu)。
3、 如權(quán)利要求l所述的礦用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)用機(jī)械振動機(jī)構(gòu)，其特征在于套筒式中心 軸中的內(nèi)軸和外軸有平鍵式、花鍵式和正多邊形型式配合。
4、 如權(quán)利要求l所述的礦用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)用機(jī)械振動機(jī)構(gòu)，其特征在于可加工成獨 立的機(jī)械振動機(jī)構(gòu)，使用時振動器的內(nèi)軸與鉆機(jī)的輸出軸同軸固定安裝，振動器 的殼體與鉆機(jī)殼體固定安裝。
專利摘要本實用新型涉及一種礦用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)用機(jī)械振動機(jī)構(gòu)，可廣泛用于各種動力和結(jié)構(gòu)型式的回轉(zhuǎn)類鉆機(jī)，特別適用于瓦斯抽放、爆破、探水探瓦斯、放頂煤、錨桿支護(hù)、過斷層、頂板管理等各種井下鉆孔作業(yè)。它由激振組件、套筒式中心軸和殼體三部分構(gòu)成，殼體與鉆機(jī)外殼緊固連接或采用一體化設(shè)計，激振組件由固定片、振動片和強力彈簧組成，固定片固定在殼體上，振動片固定在套筒式中心軸的外軸上，彈簧固定在固定片與振動片之間；套筒式中心軸由內(nèi)軸和外軸組成，內(nèi)軸是鉆機(jī)馬達(dá)部分的輸出軸，外軸是鉆機(jī)整機(jī)的輸出軸。具有對巖石負(fù)荷自適應(yīng)性，特別在煤、半煤巖和軟巖的復(fù)雜地質(zhì)條件起到重要作用，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，加工難度低，易于實現(xiàn)。
文檔編號E21B6/02GK201141280SQ20072019580
公開日2008年10月29日 申請日期2007年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月29日
發(fā)明者張立剛 申請人:張立剛