一种带防脱结构的冲击器的制作方法

专利2025-07-29  23


本申请涉及冲击器,特别是涉及一种带防脱结构的冲击器。


背景技术:

1、冲击器广泛应用于扩孔和钻孔作业领域;冲击器的钻头在凿岩开孔过程中,需要承受活塞高频的冲击力、卡钎套花键传递给钻头花键的旋转扭力,以及所凿孔底岩石、泥土、砂砾反作用于钻头的轴向力;同时,冲击器通常应用在地下作业,工况复杂,地下存在裂缝、夹杂、熔洞等各种情况,使得凿岩开孔作业时钻头受力更加复杂、恶劣,在各种力的作用下,现有冲击器作业时钻头易发生断裂,特别是经常会在钻头尾部发生断裂,断裂后的钻头头部脱落在孔洞内很难取出来,严重时造成孔洞报废;如果是矿山爆破,断体的冲击器钻头混在爆破后的矿石内,在后续破碎矿石时则易造成破碎机损坏,带来巨大的损失。如何减轻钻头断裂的风险,以及钻头断裂后防止钻头头部脱落在凿岩的孔洞内成为了研发的重点;另外,冲击器中的外缸作为冲击器中的重要大部件,如何保障其冲击作业中的外缸端面受力均匀,防止外缸开裂也是提高冲击器稳定冲击凿岩作业的重点。


技术实现思路

1、为解决背景技术中存在的技术问题,本实用新型提供了一种带防脱结构的冲击器;本实用新型提供的技术方案如下:

2、一种带防脱结构的冲击器,包括:冲击器接头、外缸、逆止阀、配气座、衬套、内缸、活塞、钻头、卡环、卡钎套和防脱套;

3、所述外缸一端安装所述冲击器接头,外缸的另一端安装所述钻头;

4、所述活塞活动安装于外缸体内,活塞在其前端与所述外缸、衬套形成有前腔,活塞在其后端与内缸、配气座形成有后腔;

5、所述冲击器接头与配气座之间设置有逆止阀,逆止阀的一端抵接封堵于冲击器接头的进气通道;

6、所述配气座的一端安装于内缸内,配气座的另一端小端杆部与活塞内孔间隙活动配合;所述配气座和内缸设置有相互连通的配气通道,逆止阀用作控制冲击器接头进气通道的导通和关闭;

7、所述内缸布置于所述后腔,且内缸与外缸之间形成有连通所述配气通道的过渡气道;

8、所述内缸、外缸和活塞之间形成有活塞运动所用压缩气体的进气通道,活塞往复冲击运动时,所述进气通道交替连通所述前腔和后腔;

9、所述钻头包括沿轴向依次设置的钻头头部、钻头肩部、钻头键槽连接部和钻头尾部;

10、所述卡钎套包括第一卡钎套部和第二卡钎套部;第一卡钎套部与第二卡钎套部之间具有限位台阶;第一卡钎套部用于与冲击器的外缸连接,第二卡钎套部用于与钻头连接;

11、所述钻头肩部设有第一挂台,钻头尾部设有第二挂台;第二卡钎套部一端外周壁上设置有第三挂台,第二卡钎套部另一端外周壁上设有第四挂台,第四挂台位于限位台阶上部;

12、所述卡环设置于冲击器外缸的内部,且位于所述第一卡钎套部的端面侧;所述钻头尾部的第二挂台穿过卡环设置;具体的,所述卡环为两块半圆形结构组成,所述两块半圆形卡环套设于钻头尾部的第二挂台。

13、所述防脱套套设于卡钎套与钻头之间,防脱套的两头内孔均设有第五挂台,防脱套一头的挂台活动挂于所述第三挂台,防脱套另一头的挂台活动挂于所述第一挂台。

14、进一步地,第一挂台、第三挂台以及第五挂台均设有防脱螺纹。

15、进一步地,所述第一卡钎套部的外周壁设有连接用的螺纹,第一卡钎套部螺纹旋入冲击器的外缸,并锁紧固定于外缸端面;

16、所述卡钎套的内孔周壁设有连接用的花键结构,钻头插设于卡钎套内孔,卡钎套内孔与钻头键槽连接部花键配合连接。

17、进一步地,所述防脱套的外径大于冲击器外缸的外径,防脱套的外表面进行硬化处理。

18、进一步地,钻头尾部第二挂台至卡环间的活动行程a小于防脱套挂台至卡钎套挂台间的活动行程b。

19、进一步地,配气座包括大径端连接杆段和小径端直杆段;大径端连接杆段安装于内缸;小径端直杆段与活塞内孔的轴向通道滑动套入;活塞往复冲击运动时,活塞后端的内孔与直杆段形成连接和脱开状态,以使得后腔排气通道处于关闭与打开状态。

20、进一步地,靠近所述钻头尾部一端的外缸内设有衬套,且钻头尾部插入至外缸内的所述衬套中,活塞运动至所述衬套内使得所述前腔封闭;具体的,活塞往复冲击运动时,使得活塞前端外圆与所述衬套内孔形成连接与脱开,即使得前腔排气通道打开与关闭。另外,在活塞冲击钻头尾端进行凿岩时,能扶住钻头尾部,使尾部不会产生左右偏摆,保证钻孔的直线度,同时避免钻头受冲击时产生过大的偏载力,减轻钻头尾部断裂的风险。

21、有益效果:

22、本申请提供的一种带防脱结构的冲击器,包括:冲击器接头、外缸、逆止阀、配气座、衬套、内缸、活塞、钻头、卡环、卡钎套和防脱套;所述钻头包括沿轴向依次设置的钻头头部、钻头肩部、钻头键槽连接部和钻头尾部;所述卡钎套包括第一卡钎套部和第二卡钎套部;第一卡钎套部与第二卡钎套部之间具有限位台阶;第一卡钎套部用于与冲击器的外缸连接,第二卡钎套部用于与钻头连接;所述钻头肩部设有第一挂台,钻头尾部设有第二挂台;所述第二卡钎套部设有第三挂台;所述防脱套套设于卡钎套与钻头之间,防脱套的两头内孔均设有第五挂台,防脱套一头的挂台活动挂于所述第三挂台,防脱套另一头的挂台活动挂于所述第一挂台。本申请的带防脱结构的冲击器,将防脱套所拥有的防脱活动行程设置于卡钎套,改变现有防脱活动行程设置于钻头的结构设置,致使带防脱结构钻头的肩部长度有效缩短,节省了材料成本,降低了加工难度,同时钻头长度短,减小了孔底岩石、泥土、砂粒作用钻头的偏载轴向力矩,从而减小了钻头尾部断裂的风险;另外,在冲击器凿岩开孔过程中,冲击器提钻离开孔底,钻头由于自身重力向孔底掉落,掉落至活动行程a的距离,钻头尾部的挂台将挂住卡环,保证钻头不与冲击器脱开;若发生钻头尾部断裂,钻头尾部的挂台将不能起到钻头的防脱作用,钻头断体部分将向孔底掉落,当掉落至活动行程b的距离后,钻头肩部的挂台将与防脱套挂台接触并挂住断体部分,防脱套的上部挂台将挂住卡钎套挂台,从而保证断裂后的钻头头部不会掉入孔洞内,实现冲击器钻头的防脱作用。另外,为提升冲击器作业中外缸的受力均匀性能,在卡钎套的限位台阶上部设置第四挂台,即卡钎套大端外圆靠近外缸端设置第四挂台,第四挂台的外径与外缸的外径相等,促使卡钎套的台阶面与外缸的端面完全吻合,加大接触面积,外缸端面受力更均匀,有效减轻冲击器冲击作业过程中外缸端面受力不均而产生开裂,从而有效提高外缸的使用寿命。

23、在冲击器凿岩过程中,从孔底不断高速吹出的岩渣会磨蚀冲击器外缸,致使外缸变薄后损坏,从而降低冲击器的使用寿命;本申请具有带防脱结构的冲击器,由于在卡钎套外圆设置有防脱套,防脱套外径大于冲击器外径,且防脱套外表面进行了硬化处理,孔底吹出的岩渣先吹击防脱套后将减缓冲击力,显著减小孔底吹出的岩渣对冲击器外缸的磨损,从而提高外缸的使用寿命。



技术特征:

1.一种带防脱结构的冲击器,其特征在于,包括:冲击器接头、外缸、逆止阀、配气座、衬套、内缸、活塞、钻头、卡环、卡钎套和防脱套;

2.如权利要求1所述的带防脱结构的冲击器,其特征在于,第一挂台、第三挂台以及第五挂台均设有防脱螺纹。

3.如权利要求1所述的带防脱结构的冲击器,其特征在于,所述第一卡钎套部的外周壁设有连接用的螺纹,第一卡钎套部螺纹旋入冲击器的外缸,并锁紧固定于外缸端面;

4.如权利要求1所述的带防脱结构的冲击器,其特征在于,所述防脱套的外径大于冲击器外缸的外径,防脱套的外表面进行硬化处理。

5.如权利要求1-4任意一项所述的带防脱结构的冲击器,其特征在于,钻头尾部第二挂台至卡环间的活动行程a小于防脱套挂台至卡钎套挂台间的活动行程b。

6.如权利要求5所述的带防脱结构的冲击器,其特征在于,配气座包括大径端连接杆段和小径端直杆段;大径端连接杆段安装于内缸;小径端直杆段与活塞内孔的轴向通道滑动套入;当活塞往复冲击运动时,活塞后端的内孔与配气座直杆段形成连接和脱开状态,以使得后腔排气通道处于关闭与打开状态。

7.如权利要求5所述的带防脱结构的冲击器,其特征在于,靠近所述钻头尾部一端的外缸内设有衬套,且钻头尾端外圆间隙配合插入至所述衬套中。


技术总结
本申请涉及冲击器领域,具体为一种带防脱结构的冲击器,包括冲击器接头、外缸、逆止阀、配气座、衬套、内缸、活塞、钻头、卡环、卡钎套和防脱套;防脱活动行程设置于卡钎套,致使钻头肩部长度有效缩短,节省了材料成本,降低了加工难度,同时钻头长度短,减小钻进时孔底岩石、泥土、砂粒反作用钻头的偏载轴向力矩,减小了钻头尾部断裂的风险;在冲击器凿岩开孔过程中,若钻头尾部断裂,钻头断体部分掉落一段距离后,防脱套、卡钎套及钻头肩部的挂台能有效配合挂住钻头断体部分,从而起到防止钻头断体部分脱落孔底的作用。在卡钎套与外缸贴合端设置与外缸外径相等的第四挂台,增加两者接触面贴合面积,使外缸端面受力更均匀,不易产生开裂。

技术研发人员:杨日平,魏正军,杨湘龙
受保护的技术使用者:长沙黑金刚实业有限公司
技术研发日:20231218
技术公布日:2024/7/25
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