專利名稱：鑿巖機(jī)和止推軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鑿巖機(jī)，它至少包括；機(jī)架；用于產(chǎn)生應(yīng)力脈沖的沖擊元件；沿沖擊方向布置在沖擊元件前面的柄，該柄包括用于接收所述應(yīng)力脈沖的沖擊表面；以及止推軸承，該止推軸承至少包括第一活塞和第二活塞；在活塞之間的軸向第一接觸面和軸向第二接觸面，該接觸面位于相同的壓力空間內(nèi)；用于引導(dǎo)加壓流體從壓力源進(jìn)給到止推軸承的至少一個壓力管道；活塞內(nèi)的壓力表面，在該壓力表面上，加壓流體作用以便使活塞軸向運(yùn)動；并且止推軸承中的活塞布置成沿著不同的行程長度朝著沖擊方向推動柄；在加壓流體朝著沖擊方向的作用下，所述活塞力的大小使得，在期望的軸向點(diǎn)處鉆鑿期間沖擊表面是可調(diào)的，以便接收應(yīng)力脈沖。
本發(fā)明還涉及沖擊鑿巖機(jī)的止推軸承，該止推軸承至少包括；機(jī)架；布置在機(jī)架中形成的空間內(nèi)的至少第一活塞和第二活塞；該兩活塞至少包括一個壓力表面；用于引導(dǎo)加壓流體流向所述壓力表面，以便使活塞軸向運(yùn)動的至少一個壓力管道；以及在活塞之間位于相同壓力空間內(nèi)的軸向接觸面。
背景技術(shù)：
在鑿巖機(jī)中使用止推軸承，以便在鉆鑿期間使柄向預(yù)期的沖擊點(diǎn)移動，并且通過調(diào)節(jié)柄的位置來調(diào)節(jié)沖擊能，這是已知的。另一方面，止推軸承用于緩沖從巖石返回到鑿巖機(jī)的應(yīng)力脈沖。美國專利6,186,246中公開的止推軸承包括布置在繞沖擊活塞的空間內(nèi)的兩個嵌套的套筒，其中一個套筒與柄的后端間接接觸。套筒朝著沖擊方向的行程長度是不同的，并且套筒經(jīng)由軸向接觸面互相接觸。在兩個套筒的后端，用于引導(dǎo)液壓介質(zhì)的單獨(dú)壓力管道與工作壓力面連接。外套筒密封到機(jī)架以及內(nèi)套筒上，并且內(nèi)套筒密封到?jīng)_擊活塞以及外套筒上。鉆鑿期間，兩個套筒均能夠圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)，另外該兩個套筒沿軸向相互碰撞。因此，套筒之間的接觸面經(jīng)受著磨損它們的機(jī)械應(yīng)力。類似的問題可能出現(xiàn)在根據(jù)美國專利5,896,937的方案中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種新的并且改進(jìn)的設(shè)有止推軸承的鑿巖機(jī)，以及提供一種止推軸承。
本發(fā)明的鑿巖機(jī)的特征在于供給止推軸承的相同加壓流體設(shè)置為作用在所述活塞的接觸面和壓力面上。
本發(fā)明的止推軸承的特征在于供給止推軸承的相同加壓流體設(shè)置為作用于所述活塞的接觸面和壓力面上。
本發(fā)明的基本構(gòu)思是，止推軸承包括第一活塞和第二活塞，這兩個活塞均包含壓力表面，以便借助加壓流體能夠使活塞軸向移動。另外，在活塞之間是位于相同壓力空間內(nèi)的軸向第一接觸面和軸向第二接觸面。供給止推軸承的同樣的加壓流體作用在接觸面和壓力面上。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是活塞之間的軸向接觸面連續(xù)的具有借助加壓流體獲得的較好的潤滑，這可以阻止接觸面的磨損。另外，加壓流體可以在接觸面之間用作十分有效的緩沖器。另一個優(yōu)點(diǎn)是一種液壓介質(zhì)可以從一個壓力源向止推軸承供給，這導(dǎo)致少量的管道和簡單結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的一個實(shí)施例的基本構(gòu)思是，加壓流體布置成流進(jìn)和流出包含接觸面的壓力空間。既然如此，加壓流體能夠從接觸面排放出任何雜質(zhì)。另外，當(dāng)流動時，加壓流體能夠冷卻接觸面。
本發(fā)明的一個實(shí)施例的基本構(gòu)思是第一活塞和第二活塞是圍繞沖擊元件設(shè)置的套筒狀部件。第一活塞可以是其第一和第二端的區(qū)域支撐在機(jī)架上的細(xì)長的套筒。而且，在第一端和第二端之間的部分內(nèi)，第一活塞可以包括設(shè)置在其外圍上的肩，并且所述的肩包含面向第二活塞的軸向第一接觸面。第二活塞圍繞第一活塞設(shè)置。第二活塞包含朝向沖擊方向、并且布置在與第一接觸面相同的壓力空間內(nèi)的第二接觸面。
本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例的基本構(gòu)思是第三壓力空間位于第一活塞的第一接觸面的前面。另外，第二壓力空間設(shè)置在第一接觸面和第二接觸面之間。另外，第一壓力空間設(shè)置在第二活塞之后，該第一壓力空間與第一壓力管道接觸，以便向止推軸承供送加壓流體。該加壓流體布置成從第一壓力空間經(jīng)由第二活塞向第二壓力空間流動，并且進(jìn)一步從第二壓力空間向第三壓力空間流動。在這種情況下，足以將僅一種加壓流體的壓力供給止推軸承，該加壓流體的流量和壓力被適當(dāng)調(diào)節(jié)，并導(dǎo)向不同的壓力空間，以便以希望的方式使止推軸承操作。
本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例的基本構(gòu)思是至少一個節(jié)流閥或類似物設(shè)置在第三壓力空間和第二壓力空間之間，以便作用于加壓流體使之流進(jìn)第一壓力空間。節(jié)流閥作用于第二壓力空間的壓力，這樣可以緩沖套筒的移動和它們之間相互的碰撞。
本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例的基本構(gòu)思是第三壓力空間與至少一個壓力管道接觸，其中加壓流體的流動布置成遠(yuǎn)離止推軸承。另外，壓力管道可設(shè)置至少一個影響排出流體的量的元件，并且因此該元件影響作用在第三壓力空間內(nèi)的壓力。
附圖的簡要描述本發(fā)明將參考附圖更詳細(xì)的描述

圖1是鑿巖設(shè)備的側(cè)示意圖，圖2是鑿巖機(jī)的側(cè)示意圖，
圖3是根據(jù)本發(fā)明鑿巖機(jī)的局部橫截面的示意圖，圖4和5是根據(jù)本發(fā)明在其兩個不同位置的止推軸承橫截面示意圖，圖6是借助曲線圖表示的，根據(jù)圖3的鑿巖機(jī)的止推軸承的活塞和軸在沖擊期間的運(yùn)動示意圖，圖7是借助曲線圖表示的，根據(jù)圖3的鑿巖機(jī)的止推軸承的活塞的壓力空間中的壓力示意圖，該壓力是時間的函數(shù)，圖8到12是本發(fā)明的實(shí)施例的局部橫截面示意圖，其中沖擊面被轉(zhuǎn)移到預(yù)期沖擊點(diǎn)的前面，和圖13到15是根據(jù)本發(fā)明設(shè)有止推軸承的鑿巖機(jī)的另一個橫截面示意圖。
為了清楚起見，本發(fā)明附圖以簡化的形式顯示。附圖中，相同的零部件用相同的參考編號表示。
具體實(shí)施例方式
圖1以簡化方式顯示包括運(yùn)載工具1、一個或多個吊桿2、和布置在吊桿2的自由端的供給梁3的鑿巖設(shè)備。另外，鑿巖機(jī)4布置在供給梁3上。在鑿巖設(shè)備的運(yùn)載工具1上，液壓介質(zhì)源90，例如液壓泵或類似物可以布置成沿著壓力回路91向鑿巖機(jī)4引導(dǎo)產(chǎn)生的加壓流體壓力。
圖2顯示鑿巖機(jī)4布置成可相對于供給梁3移動。鑿巖機(jī)4借助進(jìn)給裝置8可在供給梁上3移動。鑿巖機(jī)4包括柄12，由例如一個或多個鉆桿5a，5b以及鉆頭17組成的必要的鉆探設(shè)備5與該柄12連接。
鑿巖機(jī)4包括用于在柄12內(nèi)產(chǎn)生沖擊脈沖的沖擊裝置6。另外，鑿巖機(jī)4典型的包括用于使柄12圍繞其縱向軸線旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)裝置7。該柄12將沖擊、旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給力傳遞給鉆探設(shè)備5，并進(jìn)一步向被鉆探的巖石16傳遞這些力。
圖3顯示鑿巖機(jī)4的局部結(jié)構(gòu)的截面圖。鑿巖機(jī)4包括由一個或多個相互連接的機(jī)架零件9a到9d組成的機(jī)架9。沖擊裝置6包括沖擊元件10，該元件可以是布置成在液壓介質(zhì)、電流等作用下軸向運(yùn)動的沖擊活塞，以至于沖擊元件10的前端11布置成打擊位于柄12的后端的沖擊表面13。本申請?zhí)峒暗氖牵弾r機(jī)4的零部件的前端指的是位于沖擊方向A側(cè)的一端，相對應(yīng)的，其后端指的是位于返回方向B側(cè)的一端。圍繞柄12可以設(shè)置旋轉(zhuǎn)套筒14，用于將用旋轉(zhuǎn)裝置7獲得的旋轉(zhuǎn)扭矩傳遞給柄12。柄12和旋轉(zhuǎn)套筒14之間的連接允許柄12軸向運(yùn)動。該柄12借助支撐套筒15在它的后側(cè)被支撐。如所觀察到的，旋轉(zhuǎn)套筒14和支撐套筒15可以借助軸承18和19支撐在機(jī)架9上并互相支撐。
柄12的軸向位置受包含至少兩個軸向可移動活塞的止推軸承100影響。支撐套筒15的后端通過套筒狀的第一活塞20起作用，該第一活塞可以布置在圍繞沖擊元件10提供的空間內(nèi)。另外，套筒狀的第二活塞21可以布置為圍繞第一活塞20。第一活塞20和沖擊元件10之間可以設(shè)置間隙，由于該間隙，沖擊元件10的移動對于活塞20，21的移動或磨損沒有直接的影響。第一活塞20可以牢固安裝在鑿巖機(jī)的機(jī)架9的軸承上，第一軸承元件22在第一端的區(qū)域中，第二軸承元件23在第二端的區(qū)域中。在這種情況下，第一活塞20能夠沿著預(yù)定的行程長度軸向運(yùn)動，并且圍繞其縱向軸線旋轉(zhuǎn)。而且，第一活塞20的第一端可包括第一密封件24，第二端包括第二密封件25，以至于壓力空間在機(jī)架9和活塞20的外圍之間成形。既然密封件24和25可以布置在機(jī)架9c中，在第一活塞20中無需設(shè)置密封凹槽。此外，第二活塞21可以沒有密封件，這進(jìn)一步簡化止推軸承100的結(jié)構(gòu)，并改進(jìn)了其耐久性。止推軸承100包括第一壓力空間32，第二壓力空間28，以及第三壓力空間27。
在它的第一端和第二端之間的部分中，肩26可以布置在第一活塞20的外圍。第三壓力空間27可以布置在肩26的前面，并且第二壓力空間28可布置在肩26的后部。窄隙可布置在肩26和機(jī)架9之間，構(gòu)成在第三壓力空間27和第二壓力空間28之間的節(jié)流閥29。第二活塞21圍繞第一活塞20并在肩26的后面設(shè)置。這樣，第二活塞21可位于第一活塞20和止推軸承22和23之間的部分內(nèi)。第二活塞21可安裝在帶軸承元件30的機(jī)架9的軸承上，以及帶軸承元件31的第一活塞20上。第一壓力空間32可設(shè)置在第二活塞21的后端側(cè)上。第一活塞20和第二活塞21彼此相對軸向運(yùn)動。然而，第二活塞21的軸向運(yùn)動距離短于第一活塞20。另外，如圖3顯示，第一活塞20相比第二活塞21可以較長并且具有十分大的質(zhì)量。
第三壓力空間27可以與作用有一個控制壓力PS的第二壓力空間33接觸。用于影響壓力管道33流動的至少一個節(jié)流閥34可設(shè)置在第二壓力管道33中，另外，第一壓力空間32可與第一壓力管道35接觸。第一壓力管道35可以與沖擊壓力管道接觸?？蛇x擇的，另一壓力施加到壓力管道35。第一壓力管道35可設(shè)有至少一個節(jié)流閥36，它用于調(diào)節(jié)作用在壓力管道內(nèi)的壓力流體的流動。第一活塞20和第二活塞21的軸向接觸面位于第二壓力空間中，并允許從第一壓力管道35進(jìn)給的加壓流體潤滑和冷卻接觸面。另外，第二壓力空間28可以用作活塞20，21之間的緩沖器。壓力空間27，32以及節(jié)流閥29的壓力可以作用于第二壓力空間28中的壓力。
另外，第一活塞20的前端可以與第一排出槽37接觸，并且相對應(yīng)的，活塞20的后端可以與第二排出槽38a或可選擇的與排出槽38b接觸。流經(jīng)軸承22和23的泄漏流可以導(dǎo)向排出槽37和38。圖3用中斷線70顯示可選擇的方案，其中第二排出槽38a的壓力導(dǎo)向管道33，其構(gòu)成至少部分控制壓力PS。
圖4和5表示根據(jù)本發(fā)明的鑿巖機(jī)4的一個局部，在沖擊元件10的中軸線處截?cái)唷榍宄鹨?，圖4，5沒有顯示所有必需的軸承、密封件和管道。如圖4顯示，第一活塞20的軸向運(yùn)動可以大于第二活塞21的軸向運(yùn)動。第一活塞20朝著沖擊方向A的移動受限于表面42和機(jī)架9的第二表面39，另外，朝著返回方向B的移動受限于帶表面43a的第二活塞21，活塞20的表面60靠在表面43a上。在以上情況下，活塞20和21之間的接觸面60和43a通過加壓流體潤滑并且冷卻。第二活塞21的軸向運(yùn)動受限于圍繞第一活塞20的環(huán)形空間的表面40和41。另外，供給止推軸承100的加壓流體在活塞20，21和機(jī)架9之間可以充分潤滑并且冷卻表面39，42；43b，41。第一活塞20的軸向運(yùn)動距離大于移動由緩沖器50接收的沖擊元件10所需的運(yùn)動距離。因此，當(dāng)進(jìn)給阻力減少時，例如鉆探發(fā)生在軟巖石時，第一活塞20朝著沖擊方向A移動柄12內(nèi)的沖擊表面13，因此沖擊元件10在預(yù)期的沖擊點(diǎn)C的前面打擊沖擊表面13。在這種情況下，緩沖器50可以減少傳遞給工具的沖擊能。在第二活塞21中的工作壓力表面43a和43b尺寸基本相等。在表面43b上，作用一種比在表面43a上更高壓力，結(jié)果產(chǎn)生的力朝著沖擊方向A推動第二活塞21，并且該壓力大小取決于所述表面之間的壓力差?；钊?0和21朝著沖擊方向A的結(jié)合能大于進(jìn)給力F?？蛇x擇的，單獨(dú)的第二活塞21的能量效果大于進(jìn)給力。在這種情況下，第二活塞21安排在沿沖擊方向A朝著肩40，并且柄12放在預(yù)期的沖擊點(diǎn)C上，考慮從沖擊元件10到柄12最有效的傳遞應(yīng)力脈沖以便確定該沖擊點(diǎn)的位置。而且，由從巖石返回的應(yīng)力脈沖引起的返回運(yùn)動通過活塞20，21受阻，這在隨后的有關(guān)圖6和7中描述。
當(dāng)沖擊表面13在預(yù)期的沖擊點(diǎn)C時，第二活塞21以如圖4所示在機(jī)架9中對著肩40的方式突伸進(jìn)入其最前位置。同時，第二活塞21在沖擊方向A推動第一活塞20，以便支撐套筒15支撐柄12。第一壓力管道35的壓力作用在第二活塞21的后端。作用在第二壓力空間28內(nèi)的壓力作用于第二活塞21的前端，并且，通過調(diào)節(jié)作用在第一壓力空間27內(nèi)的壓力，并借助第三壓力空間27和第二壓力空間28之間的節(jié)流閥29，來影響所述壓力的大小。作用于沖擊方向和返回方向的第二活塞21的工作壓力表面43a和43b尺寸上基本相等。在圖示方案中，軸承元件31構(gòu)成第二活塞21的部分工作壓力表面43a和43b。
通過調(diào)節(jié)第二壓力管道33中的控制壓力，來影響作用于第三壓力空間27中的壓力。朝著第一壓力空間27的肩26的第一工作壓力表面42小于朝著第二壓力空間28的肩26的第二工作壓力表面60，這導(dǎo)致產(chǎn)生朝著沖擊方向A推動活塞20的力。因此，在正常鉆探期間，活塞20，21處于圖4所示的位置。這樣，在沖擊方向A作用在第一活塞20的力單獨(dú)不足以向前移動第一活塞，而是在進(jìn)給力F的作用下，安排成對著第二活塞21的前端。
作用于第三壓力空間27內(nèi)的控制壓力Ps典型的調(diào)節(jié)成低于作用與第一壓力空間32內(nèi)的壓力Pi。這樣允許加壓流體從第一壓力空間32經(jīng)過軸承30和31向第二壓力空間28流動，并且進(jìn)一步流經(jīng)節(jié)流閥29到達(dá)第三壓力空間27。通過適當(dāng)?shù)臉?biāo)定第一活塞20的前端間隙的尺寸，流向排出凹槽37的泄流安排成小于從第二壓力空間28向第三壓力空間27的加壓流體的流量。因此，第二壓力管道33中的流體可以向外部流動。在這種情況下，活塞20，21中的壓力空間內(nèi)的雜質(zhì)可以從鑿巖機(jī)4中排出，由此它不破壞例如軸承22，30和31。另外，控制壓力Ps僅通過調(diào)節(jié)排出流量來控制。例如通過將控制閥布置在鑿巖機(jī)4上，可以安排該調(diào)節(jié)，該控制閥例如由鑿巖設(shè)備的運(yùn)載工具1電控制。排出的加壓流體流導(dǎo)向公共回路管道，該公共回路管道從吊桿2導(dǎo)向運(yùn)載工具1，由此，控制壓力Ps的調(diào)節(jié)無需特殊的液壓介質(zhì)管道。另外，由于沖擊壓力被引入管道35，無需必須通向止推軸承100的特殊的壓力管道。
圖5顯示第一活塞20移向最前位置的情況。這發(fā)生在例如鉆探進(jìn)軟巖石期間。當(dāng)鉆探阻力下降時，柄12可移動，并由第一活塞20推向預(yù)期沖擊點(diǎn)C的前面。這是當(dāng)鉆探阻力降低時進(jìn)給力F產(chǎn)生的力較低的緣故，由此第一活塞20能夠在影響它的第二工作壓力表面60的力的作用下向前移動。因此，鉆探設(shè)備5在鉆探期間可以保持連續(xù)的巖石接觸狀態(tài)，并且可以在鉆探設(shè)備5中避免有害拉伸應(yīng)力的產(chǎn)生。
一旦沖擊表面13移向期望沖擊點(diǎn)C的前面時，沖擊活塞10的部分沖擊作用借助緩沖器50接收。而且，在高沖擊能帶來問題的情況下，沖擊能可以降低。
第二壓力空間28可以用作活塞20，21之間的緩沖器。當(dāng)?shù)谝换钊?0在壓力脈沖從鉆探設(shè)備5向活塞20反彈作用下快速向后移動時，作用于第二壓力空間28中的壓力緩沖套筒20，21的相互碰撞。另外，第二壓力空間28用作朝著沖擊方向A的第二活塞21的緩沖器，因?yàn)樗軌蚓彌_活塞21朝著肩40的碰撞。圖2用箭頭80表示反彈的應(yīng)力脈沖。
圖6顯示描述鑿巖機(jī)4的不同部件的軸向運(yùn)動位置的曲線圖，該曲線圖通過模擬根據(jù)圖3的鑿巖機(jī)而確定?？v軸顯示移動距離，橫軸顯示時間。曲線12描述柄12的移動，曲線20描述第一活塞20的移動而曲線21描述第二活塞21的移動。
圖7顯示對應(yīng)圖6中的模擬的止推軸承100的壓力空間壓力，縱軸表示壓力，橫軸顯示時間。曲線27描述第三壓力空間27內(nèi)的壓力，曲線28描述第二壓力空間28內(nèi)的壓力，另外曲線32描述第一壓力空間32內(nèi)的壓力。
圖6中，在時間NO，沖擊發(fā)生在點(diǎn)81。沖擊力使柄12向前移動距離M。第一活塞20在時間N1到達(dá)柄12。通過調(diào)節(jié)控制壓力Ps并確定節(jié)流閥29的尺寸，可影響活塞20到達(dá)柄12的時間。通過研究圖6的曲線20可以觀察到，近似在時間N2，從鑿巖設(shè)備5返回的壓應(yīng)力脈沖到達(dá)、并使第一活塞20突然向后移動。這樣，依次在第二壓力空間28中引起壓力的顯著提高，這在時間N3通過研究圖7中曲線28可清晰看見。此時高壓作用在第二壓力空間28，它阻止第一活塞20向后移動。同時，作用在第二壓力空間28的高壓影響第二活塞21的工作壓力表面43a，并且向后推動第二活塞21。因此，活塞20，21不相互撞擊。通過在時間N3研究圖6中的曲線21，可以觀察第二活塞21的向后運(yùn)動。在第二壓力空間28內(nèi)產(chǎn)生的壓力大小和阻礙效應(yīng)受節(jié)流閥的影響。另外，通過調(diào)節(jié)第一壓力管道35中的節(jié)流閥36，可以影響加壓流體從第一壓力空間32流動的阻礙大小，以及第二活塞21的向后移動。另一方面，在壓力脈沖的影響終止后，節(jié)流閥36也阻礙第二活塞21向前移動。因?yàn)榈谝换钊?0的質(zhì)量可能較大，因此它可以有效阻礙壓應(yīng)力脈沖從鑿巖設(shè)備5向鑿巖機(jī)4反彈。
另一方面，通過在第一活塞20和機(jī)架9之間適宜的確定節(jié)流閥29的尺寸和適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)控制壓力Ps以及影響第一壓力空間32的壓力，可以獲得直到兩個鉆桿5a和5b與柄12連接時第一活塞20才影響柄12的情況。既然如此，在鉆探開始時，即當(dāng)鉆探發(fā)生時，此時僅一個鉆桿5a被連接，第一活塞20基本不阻礙應(yīng)力脈沖從鉆探設(shè)備5反彈，替代的是，應(yīng)力脈沖由仍然對著柄12的沖擊表面13的沖擊元件10接收，并且在其作用下開始返回運(yùn)動。一個優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)沖擊元件10布置成來回軸向運(yùn)動時，沖擊頻率由于回波脈沖而增加，這是由于反彈的應(yīng)力脈沖使得沖擊元件的返回運(yùn)動加速。較高的沖擊頻率增加鉆探能力。
當(dāng)利用沖擊打開鑿巖設(shè)備5的卡接頭時，在沖擊期間第一活塞20給柄12的支撐可以被消除或降低，由此在沖擊的作用下在鉆探設(shè)備5中產(chǎn)生拉伸應(yīng)力，并且拉伸應(yīng)力促進(jìn)接頭的打開。分離沖擊時，第二壓力管道33可以連接外置箱管道，以至于第三壓力空間27和第二壓力空間28內(nèi)的壓力可以降低，由此朝著沖擊方向A的第一活塞20的運(yùn)動受阻。
圖8到12進(jìn)一步詳細(xì)顯示止推軸承100的實(shí)施例。在圖8到12中，沖擊元件10的中軸的點(diǎn)的結(jié)構(gòu)被剖開。為清楚起見，活塞20，21的軸承元件未顯示。此外，為清楚起見，止推軸承100顯示第二活塞21移向期望沖擊點(diǎn)C的前面的情況，并且允許第二壓力空間28更清晰的觀察。在圖8到10中，第一活塞20是細(xì)長的套筒，它的前部被密封到?jīng)_擊元件10和機(jī)架9上。在圖11和12中，僅在第一活塞20的外圍端部的區(qū)域密封于機(jī)架9。
圖8的實(shí)施例中，第一活塞20在外圍不包括肩。第二活塞21在第一活塞20的后端側(cè)布置成套筒狀零件。在第二活塞21中，面向沖擊方向A的端表面可包括凹槽，第一活塞20能夠被部分安置于其中。加壓流體可以從第一壓力管道35流向第一壓力空間32，隨后加壓流體能夠流經(jīng)第二壓力空間28到達(dá)第三壓力空間27。節(jié)流閥29設(shè)置在第二活塞21的凹槽和第一活塞20的后端之間。第三壓力空間27可以與第二壓力管道33接觸。第一活塞20的軸向第一接觸面和第二活塞21的軸向第二接觸面位于第二壓力空間28中。既然如此，進(jìn)給到止推軸承100的加壓流體潤滑并且冷卻壓力空間28內(nèi)的接觸面。另外，在第二壓力空間28中的液壓介質(zhì)可以阻礙活塞20，21的運(yùn)動。
在圖9中，第一活塞20的后端包括肩26。在肩26和機(jī)架9之間可以設(shè)置狹窄間隙，其在第三壓力空間27和第二壓力空間28之間構(gòu)成節(jié)流閥29。從第一壓力管道35輸送的加壓流體能夠流經(jīng)第二活塞21到達(dá)第二壓力空間28。在第一活塞20的后端的軸向第一接觸面和在第二活塞21的前端的軸向第二接觸面位于第二壓力空間28中。而且，機(jī)架9包括管道92，該管道92經(jīng)由壓力回路91以與第一壓力管道35相同的壓力源90接觸。該管道92可以包括控制元件，例如用于影響加壓流體流入第二壓力空間28流量的節(jié)流閥。
在圖10中，第一活塞20的末端之間的部段在外圍包括肩26。節(jié)流閥29設(shè)置在肩26和機(jī)架9之間。第一活塞20的肩26中的軸向第一接觸面和處于第二活塞21的前端的第二接觸面位于第二壓力空間28中。
在圖11中，第一活塞20包括從活塞20的前端向活塞的中段延伸的肩26。這樣，第一活塞20的前端直徑大于它的后部直徑。肩26包括指向方向B的軸向第一接觸面。第二活塞21的前端包括指向方向A的軸向第二接觸面。第一和第二接觸面位于第二壓力空間28，進(jìn)給到止推軸承100的加壓流體在其中起作用。而且，在肩26和機(jī)架9之間可以設(shè)置構(gòu)成在第三壓力空間27和第二壓力空間28之間的節(jié)流閥29的間隙。
在圖12中，在第一活塞20的端部之間的部段設(shè)有肩26，該肩具有指向方向B的一個軸向第一接觸面。第二活塞21的指向方向A的端表面包括以允許肩26在凹槽內(nèi)運(yùn)動的形式確定尺寸的凹槽。在凹槽和肩26之間可以設(shè)置狹窄間隙，以便在第三壓力空間27和第二壓力空間28之間構(gòu)成節(jié)流閥29。第二軸向接觸面設(shè)置在第二活塞21中的凹槽的底部。第一接觸面和第二接觸面位于第二壓力空間28中，進(jìn)給到止推軸承100的加壓流體在其中起作用。從先前的附圖顯然可知，第一活塞20和第二活塞21也可以布置成完全或部分在柄12的周圍。
圖13顯示鑿巖機(jī)的結(jié)構(gòu)，其中止推軸承100布置在鑿巖機(jī)的后端。沖擊活塞10可以是套筒狀的零件，細(xì)長的分隔件110可以布置成經(jīng)由該零件。分隔件110的前端布置成對著柄12的后端，并且它的后端受止推軸承100的影響，其可以被完全布置在沖擊活塞10的后側(cè)。該止推軸承100包括第一活塞20，以及沿軸向位于第一活塞之后的第二活塞21。第一活塞20的前端可以布置成作用于分隔件110。第一活塞20的后端可以包括肩26。在肩26和止推軸承100的機(jī)架9c之間，可以形成狹窄的間隙，該間隙在第三壓力空間27和第二壓力空間28之間用作節(jié)流閥29。位于第一活塞20后端的軸向第一接觸面和位于第二活塞21前端的軸向第二接觸面位于壓力空間內(nèi)，進(jìn)給到止推軸承100的加壓流體在其中起作用。
根據(jù)圖13的方法，第一活塞20的質(zhì)量相對較小，因?yàn)榉指艏?10和第一活塞20一起形成足夠大的部件，以至向期望的沖擊點(diǎn)C的前面延伸，并且可以從巖石接收返回應(yīng)力脈沖。而且，所示結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是沖擊元件10可以安裝在相對靠近期望的沖擊點(diǎn)C的軸承內(nèi)。
圖13進(jìn)一步顯示止推軸承100和沖擊裝置可以與相同的液壓介質(zhì)回路91連接，其中壓力源90布置成用于產(chǎn)生壓力。導(dǎo)向至止推軸承100的第一管道35可以包括用于影響導(dǎo)向止推軸承100流動的一個或多個控制元件36。
另一個可行結(jié)構(gòu)不包括單獨(dú)的分隔件110。在圖14中，第一活塞20伸展貫穿沖擊元件10直到?jīng)_擊表面13。在圖15中，分隔件110構(gòu)成柄12的一部分，該柄12至少部分嵌套在沖擊元件10中。
如以上圖例說明，止推軸承10可以是鑿巖機(jī)4的集成部件。另一方面，止推軸承100可以是在鑿巖機(jī)4的機(jī)架部件之間或在沖擊裝置的延長部分上的單獨(dú)零件。止推軸承100可具有單獨(dú)的機(jī)架9c，其中對活塞20，21，必要的壓力管道和壓力空間形成空間。如果止推軸承100磨損或被破壞，它相對較快的且容易用新的替換。
鑿巖機(jī)4的詳細(xì)結(jié)構(gòu)可以與圖例中所示結(jié)構(gòu)有所不同。因此，一些情況下，第一活塞20的前端可以布置成直接作用在柄12的后端，而無需支撐套筒15、分隔件110或類似物。另外，支撐套筒15和第一活塞20可以布置成部分或完全嵌套，該支撐套筒15被嵌套在第一活塞20中。另外，不同于在液壓介質(zhì)的作用下使得沖擊活塞來回運(yùn)動，可以使用在巖石斷裂中用于產(chǎn)生所需沖擊脈沖的另一種沖擊元件10。這樣，沖擊元件10可以是例如基于磁致伸縮效應(yīng)的沖擊元件，由此應(yīng)力脈沖可以在與鑿巖機(jī)連接的工具中產(chǎn)生。
此外，柄12通常涉及一種零部件，它包括至少一個用于接收沖擊元件10產(chǎn)生的應(yīng)力脈沖的沖擊表面13。該柄12包括用于固定鉆探工具的連接元件。可選擇的，該柄12可集成為鉆探工具的一部分。
在第三壓力空間27和第二壓力空間28之間的節(jié)流閥29包括在肩26和機(jī)架9c之間的間隙，或該肩26設(shè)有其它種類的狹窄間隙。而且，機(jī)架9c可設(shè)有連接壓力空間的管道，并且該管道尺寸緊湊或配備合適的節(jié)流部件。該節(jié)流閥29也可以由若干不同的節(jié)流元件組成。
以無需第二壓力管道33的方式，確定機(jī)架9c和第一活塞20的前端的間隙、以及進(jìn)而第一排出槽37的尺寸是進(jìn)一步可行的。這樣，作用在第三壓力空間27的壓力受間隙的尺寸的固定影響，或受在排出槽37中布置可調(diào)節(jié)的節(jié)流閥的可調(diào)節(jié)的影響。
附圖和有關(guān)描述僅是打算說明本發(fā)明的觀點(diǎn)。而本發(fā)明的細(xì)節(jié)可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)變化。
權(quán)利要求
1.一種鑿巖機(jī)，至少包括機(jī)架(9c)；用于產(chǎn)生應(yīng)力脈沖的沖擊元件(10)；沿沖擊方向(A)布置在沖擊元件(10)前面的柄(12)，該柄(12)包括用于接收所述應(yīng)力脈沖的沖擊表面(13)；以及止推軸承(100)，該止推軸承至少包括第一活塞(20)和第二活塞(21)；活塞(20，21)之間的軸向第一接觸面(60)和軸向第二接觸面(43a)，該兩個接觸面(60，43a)位于相同的壓力空間(28)內(nèi)；用于引導(dǎo)加壓流體從壓力源(90)流向止推軸承(100)的至少一個壓力管道(35)；活塞(20，21)內(nèi)的壓力表面，在該表面上加壓流體布置成使得活塞(20，21)軸向運(yùn)動；并且止推軸承(100)中的活塞(20，21)布置成朝著沖擊方向(A)沿著不同的移動路程推動柄(12)；在朝著沖擊方向(A)的加壓流體的作用下，所述的活塞(20，21)的力其大小如此確定，以至于在鉆鑿期間，在期望的軸向點(diǎn)處可對沖擊表面(13)進(jìn)行調(diào)節(jié)以接收應(yīng)力脈沖，其特征在于進(jìn)給到止推軸承(100)的相同加壓流體布置成作用在所述活塞(20，21)的接觸面和壓力面上。
2.如權(quán)利要求1所述的鑿巖機(jī)，其特征在于在第二活塞(21)之后設(shè)置第一壓力空間(32)，該壓力空間與第一壓力管道(35)接觸，以便將加壓流體進(jìn)給到止推軸承(100)，第一接觸面(60)和第二接觸面(43a)位于第一壓力空間(32)前面的第二壓力空間(28)內(nèi)，并且進(jìn)給到止推軸承(100)的加壓流體布置成從第一壓力空間(32)流向第二壓力空間(28)。
3.如權(quán)利要求2所述的鑿巖機(jī)，其特征在于第三壓力空間(27)設(shè)置在第一接觸面(60)的前面，并且加壓流體布置成從第二壓力空間(28)向第三壓力空間(27)流動。
4.如權(quán)利要求3所述的鑿巖機(jī)，其特征在于在第三壓力空間(27)和第二壓力空間(28)之間設(shè)置至少一個節(jié)流閥(29)，該節(jié)流閥設(shè)置為通過對所述壓力空間(27，28)之間的加壓流體節(jié)流，從而對作用在第二壓力空間(28)內(nèi)的壓力起作用。
5.如權(quán)利要求3或4所述的鑿巖機(jī)，其特征在于在第三壓力空間(27)與至少一個第二壓力管道(33)接觸，并且至少一個元件(34)設(shè)置在第二壓力管道(33)中，該至少一個元件(34)影響在第三壓力空間(27)中起作用的壓力。
6.如以上權(quán)利要求任何一個所述的鑿巖機(jī)，其特征在于第一壓力管道(35)與鑿巖機(jī)(4)的沖擊壓力管道接觸，并且第一壓力管道(35)包括至少一個用于影響加壓流體的流動的至少一個元件(36)。
7.如以上權(quán)利要求任何一個所述的鑿巖機(jī)，其特征在于第一活塞(20)和第二活塞(21)是圍繞沖擊元件(10)或柄(12)設(shè)置的套筒狀部件。
8.如權(quán)利要求7所述的鑿巖機(jī)，其特征在于第一活塞(20)是在它的第一和第二端區(qū)域內(nèi)支撐在機(jī)架(9)上的細(xì)長套筒，在第一端和第二端之間的部段中，該第一活塞(20)包括設(shè)置在套筒(20)的外圍上的肩(26)，所述的肩具有沿方向(B)指向的軸向第一接觸面(60)，該方向(B)與沖擊方向(A)相對，第二活塞(21)圍繞第一活塞(20)，并且，第二活塞(21)包括沿沖擊方向(A)指向、并且布置在與所述的第一接觸面(60)相同的壓力空間內(nèi)的第二接觸面(43a)。
9.如權(quán)利要求1到6中任何一個所述的鑿巖機(jī)，其特征在于止推軸承(100)至少大體位于沖擊元件(10)的后面，該沖擊元件(10)是套筒狀部件，并且第一活塞(20)借助至少部分在沖擊元件(10)內(nèi)的細(xì)長分隔件(110)作用在柄(12)上。
10.如權(quán)利要求1到6中任何一個所述的鑿巖機(jī)，其特征在于止推軸承(100)至少大體位于沖擊元件(10)的后面，該沖擊元件(10)是套筒狀部件，并且第一活塞(20)布置成部分嵌套在套筒狀沖擊元件(10)中，并且布置成經(jīng)由沖擊元件(10)作用在柄(12)。
11.如權(quán)利要求1到6中任何一個所述的鑿巖機(jī)，其特征在于止推軸承(100)至少大體位于沖擊元件(10)的后面，該沖擊元件(10)是套筒狀的部件，并且柄(12)設(shè)有一部段，該部段布置成至少部分嵌套在沖擊元件(10)中，并且第一活塞(20)布置成在該部段上起作用。
12.一種用于沖擊鑿巖機(jī)的止推軸承，該止推軸承(100)包括機(jī)架(9)；布置在機(jī)架(9c)內(nèi)形成的空間中的至少第一活塞(20)和第二活塞(21)，兩者均包括至少一個壓力表面；用于引導(dǎo)加壓流體向所述壓力面流動以使得活塞(20，21)軸向運(yùn)動的至少一個壓力管道(35)；以及在活塞(20，21)之間，位于相同壓力空間(28)內(nèi)的軸向接觸面(60，43a)，其特征在于進(jìn)給到止推軸承(100)的相同加壓流體布置成作用在所述活塞(20，21)的接觸面和壓力面上。
全文摘要
本發(fā)明涉及止推軸承和設(shè)有止推軸承的鑿巖機(jī)。該止推軸承(100)包括第一活塞(20)和第二活塞(21)?；钊?20，21)之間的軸向接觸面(60，43a)布置在相同壓力空間(28)內(nèi)。進(jìn)給到止推軸承的相同加壓流體作用在活塞的接觸面和工作壓力面上。
文檔編號E21B1/38GK1735486SQ200380108263
公開日2006年2月15日 申請日期2003年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月3日
發(fā)明者蒂莫·馬托恩, 埃薩·蘭塔拉 申請人:山特維克坦羅克有限公司