[发明专利]一种大直径气动潜孔锤冲击器

说明书

技术领域

本发明属于机械工程和土木工程的工程机械桩工机械以及机械零件与传动装置技术领域，涉及一种大直径气动潜孔锤冲击器，该潜孔锤冲击器主要用于600mm以上大直径钻孔灌注桩施工的旋转冲击钻具，适合各类旋挖钻机在复杂地层、坚硬地层及其岩石进行钻孔作业。

背景技术

随着高层建筑、重要厂房、港口码头、公路、铁路、桥梁、水利水电枢纽等大型工程建设的发展,施工大直径硬岩及卵砾石钻孔日趋广泛,工作量越来越多。气动潜孔锤钻进因其施工冲击功率大，钻孔空气上返流速高，孔底清洗彻底，冷却效果好，钻头寿命长等优点，而广泛的应用于复杂地层施工中。但目前国内使用潜孔锤施工主要以300mm以下的居多，大于300mm的钻孔属于大直径潜孔锤钻进范围。

大直径基桩孔钻进都是直径大、钻孔地层复杂，施工要求钻孔垂直度高，灌注质量好，孔位不能移动，这些特点及要求给大直径钻孔施工带来一定难度。通常情况下，钻孔上部为松散层或软层，下部为中风化甚至新鲜基岩；另一种情况是软层或松散层中夹大孤石、漂石。硬岩或大孤石钻进工作量虽然在钻孔中只占总进尺的10％左右，但钻进效率很低，其钻进时间占总钻进时间的2/3以上。大直径潜孔锤在工程应用中岩石坚硬致密，抗压强度大，孔径大，钻进效率低；另外由于钻孔直径大，所需的排渣风量也大，即需大风量又需高风压，将使空压机设备投资增大，空压机能耗增加，常规低风压型空压机将无法配套使用，直接影响该技术的推广应用。如何解决风压和风量这两方面的要求，满足驱动冲击器碎岩功率的要求，这是研制大直径潜孔锤的关键。

发明内容

为解决上述技术难点，本发明的目的是提供一种大直径气动潜孔锤冲击器，可以配在双动力头钻机上进行工作，实现高效节能的硬岩层钻进工作。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供了一种大直径气动潜孔锤冲击器，包括大直径气动潜孔锤、螺旋管焊接组件、垫圈、逆止阀、弹簧、挡圈、配气座、内缸、配气座密封圈和下气室排气阀；上述部件依次同轴布置，所述螺旋管焊接组件与所述大直径气动潜孔锤的上接头通过六角花键连接，所述垫圈位于所述上接头和所述大直径气动潜孔锤的外缸之间，所述逆止阀位于所述配气座的座孔中，所述弹簧位于所述逆止阀中心孔，所述内缸、所述配气座依次通过过渡配合与所述外缸进行配合，并通过所述挡圈对所述配气座进行轴向限位，所述配气座下环面与所述内缸内壁间隙配合，所述配气座密封圈位于所述配气座和所述内缸之间，所述下气室排气阀通过过盈配合固定位于所述大直径气动潜孔锤的钻头中心孔上。

所述大直径气动潜孔锤包括上接头、密封圈、外缸、活塞、卡环、哈呋密封圈、哈呋、衬套、垫片、下接头和钻头；上述部件依次同轴布置，所述上接头与所述螺旋管焊接组件通过六角花键连接，所述密封圈对潜孔锤内部进行密封，所述卡环对所述活塞进行限位以防止在装配钻头时活塞因自重从缸体内掉下来，所述哈呋密封圈内嵌于所述哈呋外侧凹槽，所述哈呋通过所述外缸和所述衬套进行轴向定位，所述衬套与所述外缸内壁为间隙配合，所述垫片位于所述外缸和所述下接头之间，所述下接头与所述钻头通过花键连接，所述下接头与所述外缸通过螺纹连接。

所述配气座的下环面设有密封槽。

所述大直径气动潜孔锤冲击器通过内缸、外缸与活塞之间的配合形成进气通道，上气室是配气座、内缸以及活塞所围成的区域；下气室是由外缸、活塞、钻头以及衬套所围成区域。

所述上气室通过配气座密封圈进行密封，所述下气室通过哈呋密封圈以及间隙密封槽共同实现密封。

所述内缸的外表面沿轴向铣出四个平面，所述四个平面为内缸通气平面，所述内缸通气平面环向均布，长度为所述内缸长度的3/4，宽度为长度的1/2，所述内缸通气平面与外缸内壁形成潜孔锤的轴向进气通道，所述内缸通气平面上设有径向通气孔，径向通气孔分为内缸上通气孔和内缸下通气孔；所述内缸内壁环向均布设有四个轴向内缸内壁通气槽，在潜孔锤上气室进气时，气体可通过内缸上通气孔、内缸通气平面与外缸内壁形成的轴向进气通道、内缸下通气孔、内缸内壁通气槽进入到上气室。

所述活塞为二环面结构，大头朝下，所述大头与外缸间隙配合，小头与内缸间隙配合，所述大头上设有通往下气室的活塞进气槽，所述活塞进气槽的数目为10～12个，沿环面均匀分布；当下气室进气时，气体经过内缸上的内缸上通气孔、内缸通气平面与外缸内壁形成的轴向进气通道、活塞进气槽进入到下气室。