[发明专利]立岩钻

说明书

技术领域

本发明属于岩土工程施工技术领域，具体涉及一种立岩钻。

背景技术

凿岩机械，是目前国内广泛用来工程钻孔施工以及矿山采石场开采石料的专业工具。它在岩层上钻凿出炮眼，以便放入炸药去炸开岩石，从而完成开采石料或其它石方工程。目前常用的凿岩机械包括以下几类：

（一）、凿岩机：此种机械是采用钎尾打击，钻头对岩石表面的打击功须经钎杆从钎尾传递至做功部位—钎头或钻头，随着钻孔的加深，钎杆的增长打击功会被钎杆的弹性形变所吸收，导致打击功的大量损失，另外，它采用的排气方式为孔外排气，就是说做功之后的废气由孔外排出，排出的废气仍然具有较大的压缩势能，这就造成了机构本身能量的浪费，打击所产生的石屑须经钎杆中心孔的气流吹出孔外，一般钎杆的中心孔径为Ф8，这种孔径在钎杆长度超过3米后，气阻增大，导致通气不畅，排渣效果很差，不能有效地出渣，因此凿岩机的打孔极限深度为3-5米。

（二）、山地钻：山地钻具有较快的凿岩速度及较好的凿岩效果，可在野外做业施工时它有不可回避的缺陷，主要体现在以下几个方面：1.单机体积大，设备整体重量大（300-1000kg），故在山区、丛林、陡坡等复杂地形机动性非常差，工人在搬运过程中耗时、耗力、危险系数高，极易发生人身事故；2. 设备在工作工程中需要安装支撑架（塔架）或车架进行定位做业，施工较复杂耗时费力，由于需要较大的工作台面，在林区以及陡峭的山地基本无法施工，在更特殊的地形区域甚至无法到达做业点；3. 由于钻头旋转需要提供额外的旋转动力的装置，一般是与气动冲击机构相独立的回转马达或液压回转机构，故设备整体能源消耗量高，用工数量大（标准配置6人）；

目前市面上还没有一款无需额外支撑、钻机可独立实现冲击回转、体量小且适用于复杂地形的全自动凿岩机械。

发明内容

本发明的目的是提供一种全自动的立岩钻，解决现有技术中凿岩机械无法自发旋转、机动性差、消耗能源高、工作效率低、产生粉尘大、需要多人看管操作等问题。

为了解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种立岩钻，包括一个筒状结构的外壳体，外壳体前端设置前接头、后端设置后接头，后接头上设置进气口，前接头上设置有钻头安装孔，在后接头和前接头之间的外壳体内依次设置气路转换机构、气动活塞机构和钻头，所述的气路转换机构包括逆止阀、弹簧座、阀片和气路分配器；所述的逆止阀设置在后接头的进气口中；所述的弹簧座上设置有与后接头进气孔连通的多个纵向的通孔，弹簧座的前端面中心位置设置有一个凹孔，凹孔内设置弹簧，弹簧向前伸出弹簧座并镶嵌在所述的逆止阀内；所述弹簧座的前端面紧压气路分配器，在气路分配器上设置有多个直通孔和半通孔，所述阀片设置在弹簧座和气路分配器之间；

所述的气动活塞机构包括气缸、棘轮棘爪机构、活塞体、旋转杆和连接杆；气缸设置在外壳体内，气缸和外壳体之间留有气隙；气隙与气路分配器的半通孔连通，气隙与气缸的前气腔连通；气缸的后气腔与气路分配器的半通孔连通；所述的棘轮棘爪机构包括棘轮和棘爪，棘轮固定设置在外壳体内、气路分配器和气缸后端口之间；所述的旋转杆设置在气缸中心轴位置，旋转杆的后端刚性连接棘爪，棘爪设置在所述的棘轮内并与棘轮配合；旋转杆的中段设置有螺纹，所述的活塞体内嵌设螺套，活塞体通过螺套套设在旋转杆上并与之螺纹配合；旋转杆的前端连接所述的连接杆的后端，连接杆的前端与所述的钻头连接，钻头安装在前接头的钻头安装孔内。

活塞体向前运动时，活塞体前端部对钻头做打击运动，活塞体向后运动时，活塞体内嵌设的螺套带动旋转杆和连接杆单向转动，进而带动钻头旋转，棘轮棘爪机构控制钻头单向定位和精确分度。

所述的活塞体为双段结构，包括前段和后段，前段直径小于后段直径；在前接头和气缸之间的外壳体内设置有导向套，活塞体前段可运动至导向套内，导向套上设置有泄气孔，泄气孔与所述的气隙连通。

所述的钻头、连接杆、旋转杆上均设置连通的纵向中心孔，纵向中心孔与气路分配器的直通孔连通。

所述旋转杆后段设置有限位块，活塞体的行程范围在限位块和导向套之间。

所述的钻头前端镶硬质合金齿。

本发明的有益效果：

1.节省能源：本发明的气动活塞机构利用气压交替变化，既能驱动钻头冲击做功，亦可利用活塞体的回程驱动钻头旋转，与山地钻相比无需外加独立的回转系统，因此节省了约三分之二的能源；