[实用新型]一种液压凿岩机转钎机构

说明书

本实用新型是一种液压凿岩机的转钎机构，它属于一种液力执行机构。

液压凿岩机按转钎方式可分为内回转和外回转两种。内回转转钎机构如湘潭风动工具厂生产的YYT-30液压凿岩机，它是由带螺旋的活塞、螺旋母、棘轮、棘爪等组成，通过活塞的往复运动和棘轮与棘爪的作用产生固定周期的转矩，然后带动钎具间断性转动。它的特点是结构紧凑，防卡钎性能好。但由于其转角固定，破碎岩石的适应性较差，凿岩速度低，回转部件易磨损，寿命低，效率低。

目前国内外生产的液压凿岩机大部分采用外回转机构，较先进的有瑞典、法国、芬兰等国的产品。其中外回转机构又可根据所采用的液压马达类型的不同，可分为外啮合齿轮马达和摆线马达传动。这两种都是借助标准的液压元件，通过齿轮和减速器带动钎具转动，其中大部分产品的齿轮两端都是采用面对面安装的滚针压力轴承。(参阅《机械零件设计手册》续篇，机械工业出版社)

图1是芬兰产的HH50液压凿岩机转钎传动原理图(参见HH50液压凿岩机产品说明书)。其转钎机构主要由主动齿轮2、被动齿轮3、联杆4、摆线马达5组成。其核心为摆线马达。工作过程为：安装在机尾的摆线液压马达转动，通过经过机身的联轴器联杆4，带动机头体中的主动齿轮2转动，主动齿轮2带动被动齿轮转动，最后带动钎具作回转运动。

图2是长沙矿冶院的YYG-80转钎机构传动原理图(参见YYG-80产品说明书)。其转钎装置主要由主动齿轮2、被动齿轮3、联杆4和齿轮马达6等组成，其核心为齿轮马达。工作过程为：机头体上的齿轮马达6转动，通过联杆4带动主动齿轮2，主动齿轮2带动被动齿轮3转动。

以上外回转机构的特点是：(1)能满足凿岩机转钎功能要求；(2)借助可调的液压系统，钎具转速(转角)可调，对不同岩石钻进的适应性好。但也存在一些问题：(1)传动系统结构复杂，制造和维护性能差。(2)摆线液压马达和齿轮马达均为高速马达，而钎具转速低，减速传动能量损失大，马达效率低。(3)机头或机尾外型尺寸大，对凿岩机使用性能(如光面爆破，3‰坡度等)影响较大。(4)无缓冲减震机构，震动很大，各部件易磨损，联杆和联轴器易拧断，轴承及液压马达易被震坏，影响使用寿命。

本实用新型针对现有技术中的问题，研制出了一种采用直接驱动方式且设置了前后多个缓冲减震液压垫的外回转转钎机构。

本实用新型由主动旋转机构(钢球液压马达)、被动旋转机构及缓冲机构组成，三者紧密地设计成一个整体，它们包括壳体I1、壳体II2、壳体III3、端盖I4、端盖II5、定子I6、定子II7、转子8、钢球9、钢球滑套10、前轴承11、后轴承12、连接套13、水套14、钎尾花键套轴15、钎尾16、钢球键17、圆环键18及密封组件19。其中三个壳体、两个定子、钢球、钢球滑套、转子和密封组件组成主动旋转机构。它的设计是以钢球液压马达原理作为基础的。壳体I内孔为等加速——余弦修正曲面，升程2mm～5mm，曲面数量6段，对称均布。转子与壳体I对应的部分圆周均匀分布10个与钢球滑套配合的孔，这10孔间隔分别与两个配油槽以工艺孔连通。两个配油槽分别与两个油口相通。输入压力油时，压力钢球在同一方向获得一个相同大小的分力，它们的合力可带动转子旋转，油液从另5个工艺油道经另一油口回油。输入反方向的压力油，可实现转子反转。(参看有关钢球液压马达原理资料)

被动旋转机构主要零件有钎尾16、钎尾花键套轴15、内圆环键18(两件)。钎尾最好能和钎尾花键套轴合二为一。但钎尾是易损件，需经常更换。为此可以把钎尾花键套轴头部内孔设计成对称的内花键，钎尾花键部分也设计成相应的外花键，圆环键尺寸与此外花键尺寸相同，只是长度比钎尾花键套轴的内花键长度与钎尾外花键长度之和稍大。在钎尾花键套轴的内花键后挖一内环槽，其真径比钎尾外花键外径稍大，宽度比外花键长度大0.05～0.1mm。钎尾往里装到底后旋转90°，之后把两片圆环键插入至钎尾花键套轴及钎尾的花键槽里，这样钎尾与钎尾花键套轴之间的配合不会产生任何相对运动，二者成为一个整体，但钎尾在折断或磨损后却可以很方便地更换。

由于钎尾及钎尾花键套轴受活塞的冲击力及岩石的反弹力作高频往复轴向运动，而这种轴向力是不宜传给转子的。因此它与转子之间的联接采用钢球联接，这样磨擦系数小。转子内花键槽可设计成与钢球大小相适应的断面为半圆型的槽。