本实用新型专利技术涉及一种自推进凿岩钻孔装置，属于凿岩钻孔技术领域。本实用新型专利技术包括约束器部分、冲击回转机构部分、钻头，本实用新型专利技术主要利用装置上的棘爪，使得钻孔装置在工作时不需要另外的轴向推力，仅依靠冲击器冲击活塞回程时提供的反力，使装置整体向孔内推进，而冲击器的冲击活塞在向前冲击行程时，所引起的机体向后相对位移被装置上的棘爪约束而不能回退；另外装置采用空心轴步进电机实现钻头的回转功能，电磁线圈提供装置的配气通道转换功能，用以控制冲击器的冲击活塞的工作行程。该装置仅需用传统凿岩机事先钻凿深度与该装置长度相当的预钻孔后，无需传统的孔外机构装置就能在孔内自动推进进行凿岩钻孔。
【技术实现步骤摘要】
一种自推进凿岩钻孔装置
[0001 ] 本技术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
。
技术介绍
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。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是:本技术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。 本技术技术方案是: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I 26、配气孔道II 27、配气孔道III 28、配气孔道IV 29、配气孔道V 30、配气孔道VI 31、配气孔道VII 32、配气孔道VDI 33、配气孔道IX 34、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X 40、空心轴步进电机设置腔41、配气孔道XI 42; 所述棘爪2以转动副连接方式设置于约束器I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 —端与棘爪2相连，另一端穿过约束器I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 —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I 26位于约束器I内，其右端通到约束器I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II 27和开于配气外管25上的配气孔道III 28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II 27、配气孔道III 28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IV 29设置于冲击力传递件20右侧大头段中，配气孔道IV 29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V 30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； 配气孔道V 30和配气孔道VI 31分别位于配气外管25和配气内管24上，配气孔道V 30与配气孔道IV 29正对相通固定，配气内管24在配气外管25中作轴线滑动时，实现配气孔道VI 31与配气孔道V 30的相通和相离，以作为活塞11回程时的进气通道； 配气孔道Vn 32设置于配气内管24左端部的实心段中，为一 T形孔道，其一端通口于配气内管24左端部，并与设置于配气外管25左端部的配气孔道X 40的右侧相通，另一端通口于配气内管24的实心段侧壁上，随着配气内管24在配气外管25中作轴线方向滑动时，以实现配气内管24的侧壁上的通孔与配气外管25上的配气孔道V 30相通和相离，以作为活塞11冲程时的排气通道； 配气孔道珊33设置于冲击力传递件20左侧小头段中，其一端通口于左侧端部，与设置于钻头22中的配气孔道IX 34相通，另一端与配气孔道X 40的左侧相通； 所述自推进凿岩钻孔装置内设置有两个连接销23用于保证配气内管24与配气外管25只能作轴线相对滑动而不能作相对绕轴转动，连接销23与冲击力传递件20以螺纹固定连接用于将冲击力传递件20、配气外管25及配气内管24串接，配气内管24在其上作轴向滑动，配气外管25与冲击力传递件20紧密接触固定； 约束器部分的约束器I与冲击回转机构部分的气缸体10及气缸体10与前端外壳21均可为螺纹连接； 电缆36通过设置于约束器I的电缆通孔35用于为电磁线圈18和空心轴步进电机13提供电源。 所述自推进凿岩钻孔装置的壳体内装有抑尘降温水道37用于避免钻凿干孔，抑尘降温水道37从约束器部分尾部右侧一直贯穿到冲击回转机构部分的前端外壳21处。 所述配气内管24材料为铁磁性材料。 本技术的工作过程是: 1.首先用传统浅孔凿岩机在设计部位钻凿预钻孔，预钻孔深度应等于或大于自推进凿岩钻孔装置的长度； 2.将自推进凿岩钻孔装置放置到预钻孔中，接通动力压气、水和外部电源； 3.当受控于外部控制电源的电磁线圈18通电激磁时，配气内管24在电磁力作用下向电磁线圈18芯管内移动，并压缩其中的回复弹簧19，此时配气内管24和配气外管25上的配气孔道II 27和配气孔道III 28中心对正、配气内管24上的配气孔道V 31与配气外管25上的配气孔道VI 30偏离、设置于配气内管24左端部的实心段中的T形配气孔道VII 32与配气外管25上的配气孔道VI 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种自推进凿岩钻孔装置，其特征在于：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Ⅰ（26）、配气孔道Ⅱ（27）、配气孔道Ⅲ（28）、配气孔道Ⅳ（29）、配气孔道Ⅴ（30）、配气孔道Ⅵ（31）、配气孔道Ⅶ（32）、配气孔道Ⅷ（33）、配气孔道Ⅸ（34）、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Ⅹ（40）、空心轴步进电机设置腔（41）、配气孔道Ⅺ（42）；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Ⅰ（26）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Ⅱ（27）和开于配气外管（25）上的配气孔道Ⅲ（28）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Ⅱ（27）、配气孔道Ⅲ（28）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Ⅳ（29）设置于冲击力传递件（20）右侧大头段中，配气孔道Ⅳ（29）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Ⅴ（30）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；配气孔道Ⅴ（30）和配气孔道Ⅵ（31）分别位于配气外管（25）和配气内管（24）上，配气孔道Ⅴ（30 ）与配气孔道Ⅳ（29）正对相通固定，配气内管（24）在配气外管（25）中作轴线滑动时，实现配气孔道Ⅵ（31）与配气孔道Ⅴ（30）的相通和相离，以作为活塞（11）回程时的进气通道；配气孔道Ⅶ（32）设置于配气内管（24）左端部的实心段中，为一T形孔道，其一端通口于配气内管（24）左端部，并与设置于配气外管（25）左端部的配气孔道Ⅹ（40）的右侧相通，另一端通口于配气内管（24）的实心段侧壁上，随着配气内管（24）在配气外管（25）中作轴线方向滑动时，以实现配气内管（24）的侧壁上的通孔与配气外管（25）上的配气孔道Ⅴ（30）相通和相离，以作为活塞（11）冲程时的排气通道； 配气孔道Ⅷ（33）设置于冲击力传递件（20）左侧小头段中，其...
【技术特征摘要】
1.一种自推进凿岩钻孔装置，其特征在于: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(I)、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I(26 )、配气孔道II (27 )、配气孔道III (28 )、配气孔道IV (29 )、配气孔道V (30 )、配气孔道VI(31)、配气孔道VIK32)、配气孔道珊(33)、配气孔道IX (34)、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X (40)、空心轴步进电机设置腔(41)、配气孔道XI (42)；所述棘爪(2)以转动副连接方式设置于约束器(I)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)—端与棘爪(2)相连，另一端穿过约束器(I)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I (26)位于约束器(I)内，其右端通到约束器(I)尾部用于接外部提供的压缩空气，左端通到电磁线圈(...
【专利技术属性】
技术研发人员：李克钢，李心一，李祥龙，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：新型
国别省市：云南;53
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