[发明专利]一种自推进凿岩钻孔装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种自推进凿岩钻孔装置，尤其适用于包括矿石地下开采及其它岩土工程施工中需进行凿岩钻孔的相关作业，属于凿岩钻孔技术领域。

背景技术

在矿石地下开采及其它岩土工程开挖施工时，采用凿岩机进行装药炮孔的钻凿是常见的作业工作。目前，传统凿岩钻孔时，对于非下向近垂直孔，钻头与钻孔底部保持接触的轴向推力来自于钻孔外部的机械推力、压气推力及人力等，即便是现有的潜孔钻，其孔内机构也仅提供钻头的冲击力，而维持钻头与孔底持续接触的轴向推力仍由孔外机构提供，这些要求一方面使得凿岩机设备较为复杂，自重较大，材料消耗较多，成本较高，作业劳动强度较大；另一方面，在凿岩钻孔工作面较为狭窄的情况下，通常由于凿岩机孔外机构的体积较大，并且一台凿岩机仅能单孔钻凿（即使是台架式凿岩机或凿岩台车也仅可能提供数个孔的同时钻凿，且其孔外机构更为庞大，操纵复杂），从而大多数情况下，凿岩效率较低，时间较长，占据了岩土开挖作业循环的大部分时间；并且在压气提供动力的情况下，其作业时的压气放空和机械冲击噪声常超过100分贝。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种自推进凿岩钻孔装置，解决了传统的凿岩钻孔装置正常工作时需要孔外机械装置提供轴向推力才能自动钻凿推进的问题。

本发明技术方案是：一种自推进凿岩钻孔装置，包括约束器部分、冲击回转机构部分、钻头22；所述约束器部分包括约束器1、棘爪2、棘爪凹槽3、顶推弹簧4、顶推弹簧安装孔5、主拉绳6、分拉绳7、主拉绳孔道8、分拉绳孔道9；所述冲击回转机构部分包括气缸体10、活塞11、回程限位环12、空心轴步进电机13、联轴器14、活塞回程排气控制阀15、阀体排气道16、缸壳排气道17、电磁线圈18、回复弹簧19、冲击力传递件20、前端外壳21、连接销23、配气内管24、配气外管25、配气孔道Ⅰ26、配气孔道Ⅱ27、配气孔道Ⅲ28、配气孔道Ⅳ29、配气孔道Ⅴ30、配气孔道Ⅵ31、配气孔道Ⅶ32、配气孔道Ⅷ33、配气孔道Ⅸ34、电缆通孔35、电缆36、抑尘降温水道37、电磁线圈设置腔39、配气孔道Ⅹ40、空心轴步进电机设置腔41、配气孔道Ⅺ42；

所述棘爪2以转动副连接方式设置于约束器1外周上的棘爪凹槽3中；顶推弹簧安装孔5开凿于棘爪凹槽3中，置于顶推弹簧安装孔5中的顶推弹簧4使得棘爪2的爪端部分与钻孔38的孔壁充分接触；分拉绳7一端与棘爪2相连，另一端穿过约束器1中的分拉绳孔道9与位于主拉绳孔道8中的主拉绳6相连用于使棘爪2脱离钻孔38的孔壁；

所述气缸体10内从左到右依次设有活塞11、回程限位环12、空心轴步进电机13，活塞回程排气控制阀15、电磁线圈18，活塞11、回程限位环12、空心轴步进电机13，活塞回程排气控制阀15、电磁线圈18均位于中心轴线通孔上，配气内管24和配气外管25置于气缸体10中心轴线上；

活塞11与配气外管25以滑动副连接用于保证气密性接触；回程限位环12紧嵌于气缸体10内壁上或与气缸体10加工为一体；空心轴步进电机13通过联轴器14与配气外管25相连；活塞回程排气控制阀15中的孔与配气内管24紧密固定，活塞回程排气控制阀15外周与气缸体10内壁气密性滑动接触，活塞回程排气控制阀15上设置有阀体排气道16，阀体排气道16一端通缸腔，阀体排气道16另一端通设置于缸壳上的缸壳排气道17；电磁线圈18中心设置回复弹簧19，在回复弹簧19回复状态下，置于配气外管25内的配气内管24右端部小部分插入电磁线圈18的左侧用于保证配气内管24能受到电磁线圈18的吸力作用；

冲击力传递件20设置于气缸体10左端部用以向连接于其上的钻头传递活塞11的冲击力；

配气孔道Ⅰ26位于约束器1内，其右端通到约束器1尾部用于接外部提供的压缩空气，左端通到电磁线圈18的设置腔39中，电磁线圈18中的设置腔39中留有适当空间用于供压缩空气进入来作为所述自推进凿岩钻孔装置的进气通道； 

开于配气内管24上的配气孔道Ⅱ27和开于配气外管25上的配气孔道Ⅲ28均为径向对穿开孔并在轴线方向为中心对齐以便配气内管24在配气外管25中轴线上相对滑动时可使两对孔道对齐，以构成活塞11冲程的进气通道，配气孔道Ⅱ27、配气孔道Ⅲ28在配气内管24上和配气外管25上的位置均处于活塞11的右侧及空心轴步进电机13的左侧的回程限位环12旁；

配气孔道Ⅳ29设置于冲击力传递件20右侧大头段中，配气孔道Ⅳ29呈转角形式，一端通气缸体10的腔体，另一端通配气外管25上的配气孔道Ⅴ30作为活塞11的冲程排气通道，也作为活塞11的回程进气通道；