專利名稱：潛孔振動錘的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種在堅硬巖石中進行大口徑鉆進成孔的地質(zhì)工程設備。
目前大口徑基巖鉆進方法有三種1、牙輪或滾刀鉆頭鉆進，當在淺孔時，由于鉆壓不足，效率很低。
2、鉆粒鉆進，其缺陷是當基巖面不平或巖層有裂隙、溶洞時，鉆粒會流失；如果是環(huán)狀鉆進，尚需取出巖芯。
3、潛孔氣動或液動沖擊器鉆進。國內(nèi)目前還不能生產(chǎn)大口徑潛孔沖擊器。美國英格索－－蘭(Ingersoil－－Rand)公司生產(chǎn)的大口徑超級(SuperDrill)潛孔錘所鉆徑也只有762mm。該公司生產(chǎn)的集束式大口徑潛孔錘中最大的一種可鉆孔徑為1016mm①。潛孔沖擊器鉆進的缺陷是孔徑仍不夠大，滿足不了大口徑鉆進如鉆孔灌注樁及礦山排水孔成孔的需要。
進行堅硬巖石的大口徑鉆進，目前還沒有一種好的方法和設備。
本實用新型的目的就是提供一種新的鉆孔機械動作原理－－潛孔機械沖擊。其特征是利用振動錘對鉆頭進行機械沖擊，實現(xiàn)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進。按此原理設計的鉆孔設備即為潛孔振動錘。
以下將結合附圖對本實用新型做詳細描述。


圖1是本實用新型的機構簡圖。
圖2是振動箱機構簡圖。
圖3是軸移聯(lián)軸器結構示意圖。
圖4是機架結構示意圖。
圖5是錘頭結構示意圖。
圖6是本實用新型工作情況圖。
參照
圖1，本設備包括以下系統(tǒng)1、動力系統(tǒng)(2)為電纜插座，電纜(5)接立式防水電動機(6)，電動機動力通過聯(lián)軸器(8)及圓錐齒輪(9)傳至回轉(zhuǎn)系統(tǒng)；電動機的動力還通過軸移聯(lián)軸器(10)及圓錐齒輪(11)，帶動振動箱齒輪(12)。
2、沖擊系統(tǒng)振動箱(13)內(nèi)有一對或數(shù)對(圖中為一對)齒數(shù)相等的外嚙合圓柱齒輪(14)，在每一齒輪的兩側均鉚裝有質(zhì)量相等的偏心塊(15)。偏心塊的同步反向回轉(zhuǎn)，使振動箱產(chǎn)生垂直振動。在振動箱底部用螺栓聯(lián)接蝸輪座(16)，座內(nèi)安裝蝸桿蝸輪(17)。蝸輪與錘桿(18)組成螺旋傳動，錘桿與蝸輪座又為滑鍵聯(lián)接，使錘桿只可上下移動，而不能左右回轉(zhuǎn)。錘桿下部接錘頭(19)。打開側蓋(29)，用套筒扳手轉(zhuǎn)動蝸桿，可以改變錘頭與上砧座(22)及下砧座(23)的間隙，實現(xiàn)向上沖擊、向下沖擊或反復向上、向下沖擊的三種工況。沖擊頻率為15Hz。
3、回轉(zhuǎn)系統(tǒng)電動機的高轉(zhuǎn)速通過蝸桿蝸輪(26)減速后，再經(jīng)牙嵌離合器(27)、圓柱齒輪(30)傳至空心軸(31)。該空心軸連同滑動軸承及旋轉(zhuǎn)密封件安裝在底殼(24)中心孔內(nèi)。底殼與外筒(7)用螺栓緊固，其間加密封圈。球齒沖擊鉆頭(25)用法蘭安裝在空心軸下端，鉆頭轉(zhuǎn)速為10r／min。打開側蓋(28)，將牙嵌離合器分離，空心軸不再回轉(zhuǎn)，本設備即可用于沉拔護筒。
4、沖洗液流通系統(tǒng)水龍頭(20)安裝在空心軸上端。水管(21)下接水龍頭，上接膠管(4)。膠管用法蘭安裝在外筒頂部中心孔處。外筒上部呈錐形并開有三個天窗(按120°排列)，天窗用蓋板(3)封閉。天窗的作用是供安裝膠管法蘭及接通電纜。外筒上部中央焊接帶法蘭盤的短鉆桿(1)，上面可接鉆桿一直到孔口。
5、潤滑系統(tǒng)柱塞泵安裝在底殼上，拉桿固定于振動箱外側，利用振動箱的振動，柱塞泵將潤滑油通過油管送至最高處的幾個潤滑點，使之向下滴落潤滑。在側蓋(29)處裝油尺，檢查油量。
以上所述外筒及其內(nèi)部裝置即為潛孔振動錘。
參照圖2，在振動箱(13)內(nèi)安裝一對齒數(shù)相等的圓柱齒輪(14)，在每一齒輪的兩側鉚裝質(zhì)量相等的偏心塊(15)。
參照圖3，上半聯(lián)軸器(32)有十字形四爪，每一爪內(nèi)裝有多個(圖中為三個)滾輪(33)。下半聯(lián)軸器(34)的上端為一內(nèi)十字空心軸。上半聯(lián)軸器插入下半聯(lián)軸器內(nèi)，其間只有滾輪接觸。這樣既能傳遞扭矩，又有較大的軸向位移，就可以滿足振動箱產(chǎn)生一定振幅的需要。
參照圖4，電動機(6)固定在機架(35)上部。機架由四條直立的角鋼及若干橫、斜支撐組成。機架與其下部機架座(40)用螺栓緊固，機架座焊接在底殼(24)上。振動箱(13)箱底有四個箱耳(36)，以四組八根圓柱螺旋壓縮彈簧(37)支撐。彈簧及導桿(38)通過導桿座(39)固定在機架內(nèi)。
參照圖5，錘頭為一封口的“U”形體，由橫梁(41)及錘身(42)組成。橫梁中心安裝錘桿(18)。錘身分為對稱的兩部分，用螺桿聯(lián)接成整體。錘身底部中央有一圓孔，空心軸(31)由此穿過，該軸上端接水龍頭(20)。本潛孔振動錘在工作時，錘身底部的下端面打擊下砧座(23)，另一面打擊上砧座(22)。
參照圖6，使用本設備時，先在下部安裝球齒沖擊鉆頭(25)，再連接電纜(43)，隨之用鉆桿(44)將其下入孔底。當開動水泵后，再將操縱臺(45)的電源接通，即開始鉆進。本設備的沖擊頻率及沖擊力的調(diào)整是通過對電動機的調(diào)速來實現(xiàn)的。鉆頭回轉(zhuǎn)的反扭矩則通過鉆桿由鉆機的轉(zhuǎn)盤(46)平衡。鉆桿及本設備的重量作用于鉆頭上，即形成對孔底的軸壓力。
本實用新型除可進行正循環(huán)及泵吸、氣舉反循環(huán)鉆進外，還由于外筒不轉(zhuǎn)，因而能夠很容易實現(xiàn)泵舉反循環(huán)鉆進。本設備適用于地質(zhì)、建筑、冶金、煤炭、交通、水利、軍事等工程施工。
權利要求1.一種由電動機(6)和振動箱(13)組成的以機械沖擊回轉(zhuǎn)方式鉆進的潛孔振動錘，其特征在于a.電動機(6)及振動箱(13)共同被置于封閉的外筒(7)中，潛入孔內(nèi)；b.外筒(7)內(nèi)設有由軸移聯(lián)軸器(10)、蝸桿蝸輪(17)、錘頭(19)、水管(21)、蝸桿蝸輪(26)、空心軸(31)、機架(35)組成的沖擊系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)系統(tǒng)及沖洗液流通系統(tǒng)。
2.按權利要求1所述的潛孔振動錘，其特征是外筒(7)上部開有天窗，下部與底殼(24)用螺栓緊固。
3.按權利要求1所述的潛孔振動錘，其特征是上半聯(lián)軸器(32)有十字形四爪，在每一個爪內(nèi)安裝有滾輪(33)，下半聯(lián)軸器(34)的上部為內(nèi)十字空心軸，當聯(lián)軸器工作時，只有滾輪接觸。
4.按權利要求1所述的潛孔振動錘，其特征是蝸輪(17)與錘桿(18)組成螺旋傳動，錘桿又與蝸輪座(16)為滑鍵聯(lián)接。
5.按權利要求1所述的潛孔振動錘，其特征是錘頭(19)為一封口“U”形體，包容水龍頭(20)。
6.按權利要求5所述的潛孔振動錘，其特征是錘頭由橫梁(41)及錘身(42)組成，錘身又由對稱的兩部分以螺栓聯(lián)接成整體。
7.按權利要求1所述的潛孔振動錘，其特征是利用蝸桿蝸輪(26)傳遞動力，形成獨立回轉(zhuǎn)系統(tǒng)，使空心軸(31)轉(zhuǎn)動。
8.按權利要求1所述的潛孔振動錘，其特征是水管(21)上部接膠管(4)，并用螺栓將膠管固定在外筒(7)上部中心孔處。
9.按權利要求1所述的潛孔振動錘，其特征是支撐振動箱(13)的四組八根圓柱螺旋壓縮彈簧(37)用導桿座(39)固定在機架(35)內(nèi)。
專利摘要潛孔振動錘是一種用于在堅硬巖石中進行大口徑?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆進的設備。該設備是將機械式振動錘與電動機組裝在一個密封圓筒中，其下部安裝球齒沖擊鉆頭，上部接電纜和鉆桿潛入孔內(nèi)。使用時，振動錘對鉆頭進行高頻沖擊，鉆頭的回轉(zhuǎn)由圓筒內(nèi)的獨立回轉(zhuǎn)系統(tǒng)完成，鉆頭的反扭矩則通過鉆桿由鉆機的轉(zhuǎn)盤平衡，在圓筒內(nèi)有沖洗液流通管道，可進行正循環(huán)及泵吸、氣舉、泵舉反循環(huán)鉆進。
文檔編號E21B11/02GK2179453SQ9324003
公開日1994年10月12日 申請日期1993年9月19日 優(yōu)先權日1993年9月19日
發(fā)明者郭允莊 申請人:郭允莊