一种锚杆钻机动力头装置论文和设计-杨洋

全文摘要

本实用新型公开了一种锚杆钻机动力头装置，包括棘轮、棘爪轮、往复丝杆、活塞装置和转动套，棘轮固定，棘爪轮相对于棘轮只能做单向转动，往复丝杆相对棘爪轮固定，往复丝杆上设有螺纹槽，活塞装置以螺纹槽相对丝杆做往复运动，活塞装置随转动套转动，仅需一组动力装置，通过改变转动套相对棘爪轮转动的方向，即可使该锚杆钻机动力头装置完成了旋转和往复冲击两种动作，简化了锚杆钻机动力头装置，减小锚杆钻机的本体重量，采用结合旋转和冲击两种方式进行破岩，使锚杆钻机能够适应尽可能多的岩层类型，提升效率，在改变转动方向的同时更换钻头，不必再采用旋转冲击式钻头。

主设计要求

1.一种锚杆钻机动力头装置，包括棘轮(1)、棘爪轮(2)、往复丝杆(3)、活塞装置(4)和转动套(5)，其特征在于，所述棘轮(1)上设有固定孔(11)，所述棘轮(1)中心安装有棘爪轮(2)，所述棘爪轮(2)相对棘轮(1)径向位置固定，所述棘爪轮(2)中心设有棘爪轮轴(22)，棘爪轮(2)外围安装与棘轮(1)上齿槽相配合的棘爪(21)，所述棘爪轮轴(22)的上侧固定安装往复丝杆(3)，所述往复丝杆(3)下部设有与棘爪轮轴(22)连接的固定端(32)，所述往复丝杆(3)上部设有螺纹槽(31)，所述往复丝杆(3)上方安装有活塞装置(4)，活塞装置(4)下部中心设有螺旋槽(41)，所述往复丝杆(3)向上插入活塞装置(4)中，并且往复丝杆(3)上部的螺纹槽(31)与活塞装置(4)下部中心的螺旋槽(41)相配合，所述活塞装置(4)中部设有活塞(42)，活塞装置(4)上部设有钎杆套(43)，所述活塞装置(4)的活塞(42)上方设有相对棘轮(1)径向位置固定的转动套(5),所述活塞装置(4)向上插入到转动套(5)中，所述转动套(5)包括活塞孔(52)和齿轮(51)，活塞孔(52)与活塞装置(4)上的活塞(42)配合。

设计方案

2.根据权利要求1所述的锚杆钻机动力头装置，其特征在于，所述往复丝杆(3)上的螺纹槽(31)为两条螺距相同、旋向相反的螺纹槽，两端用过渡曲线连接。

3.根据权利要求2所述的锚杆钻机动力头装置，其特征在于，所述活塞装置(4)上的活塞(42)为齿形柱塞结构。

4.根据权利要求3所述的锚杆钻机动力头装置，其特征在于，所述活塞装置(4)上的钎杆套(43)为内六角结构，且钎杆套(43)由磁性材料制成。

5.根据权利要求1所述的锚杆钻机动力头装置，其特征在于，活塞装置(4)上的钎杆套(43)开设有横向螺纹。

设计说明书

技术领域

本实用新型矿山工程机械领域，具体是一种锚杆钻机动力头装置。

背景技术

锚杆钻机是目前煤矿巷道锚杆支护工作中的重要钻机工具。目前主要普遍使用的是旋转式锚杆钻机，其优点是使用方便，结构相对简单而且工作效率高。

但当岩石的硬度时，传统的只有旋转切削功能的钻机不能有效钻孔，若换冲击凿岩机，则需要另一台备，操作繁琐，效率低；若改为旋转冲击并用式钻机，虽能解决问题，但钻杆要同时承受压应力和扭转力，主应力方向的应力增大，对钻杆的设计和材料的选择需要更高的标准，增加了经济负担与设计任务；而旋转与冲击并用钻头的寿命更会大打折扣；至今为止，这种能够同时承受旋转力和冲击力的钻头仍然是设计的一大难题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种锚杆钻机动力头装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种锚杆钻机动力头装置，包括棘轮、棘爪轮、往复丝杆、活塞装置和转动套，所述棘轮上设有固定孔，所述棘轮中心安装有棘爪轮，所述棘爪轮相对棘轮径向位置固定，所述棘爪轮中心设有棘爪轮轴，棘爪轮外围安装与棘轮上齿槽相配合的棘爪，所述棘爪轮轴的上侧固定安装往复丝杆，所述往复丝杆下部设有与棘爪轮轴连接的固定端，所述往复丝杆上部设有螺纹槽，所述往复丝杆上方安装有活塞装置，活塞装置下部中心设有螺旋槽，所述往复丝杆向上插入活塞装置中，并且往复丝杆上部的螺纹槽与活塞装置下部中心的螺旋槽相配合，所述活塞装置中部设有活塞，活塞装置上部设有钎杆套，所述活塞装置的活塞上方设有相对棘轮径向位置固定的转动套,所述活塞装置向上插入到转动套中，所述转动套包括活塞孔和齿轮，活塞孔与活塞装置上的活塞配合。

作为本实用新型进一步的方案：所述往复丝杆上的螺纹槽为两条螺距相同、旋向相反的螺纹槽，两端用过渡曲线连接。

作为本实用新型进一步的方案：所述活塞装置上的活塞为齿形柱塞结构。

作为本实用新型进一步的方案：所述活塞装置上的钎杆套为内六角结构，且钎杆套由磁性材料制成。

作为本实用新型进一步的方案：活塞装置上的钎杆套开设有横向螺纹。

一种锚杆钻机包括上述的锚杆钻机动力头装置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：所述转动套转动方向与棘爪轮可转动方向一致时，通过啮合转动套上的齿轮带动齿轮转动，此时转动套带动活塞装置与棘爪轮同向转动，此时若活塞装置上的钎杆套上装有钻头，此时钻头做旋转切削运动。

转动套转动方向与棘爪轮可转动方向相反时，棘爪轮相对棘轮固定，通过啮合转动套上的齿轮带动齿轮转动，此时转动套带动活塞装置相对于往复丝杆转动，往复丝杆相对棘轮固定，往复丝杆上的螺纹槽是两条螺距相同、旋向相反的螺纹槽，两端用过渡曲线连接，通过活塞装置的旋转，活塞装置上的螺旋槽侧面推动往复丝杆，由于丝杆在径向固定，反作用于活塞装置，使其相对棘轮做径向往复运动，此时若活塞装置上的钎杆套上装有钻头，此时钻头做冲击运动。

综上所述，本实用新型实施例提供了一种锚杆钻机动力头装置，这种锚杆钻机动力头装置，仅需一组动力装置，通过改变转动套相对棘爪轮转动的方向，即可使该锚杆钻机动力头装置完成了旋转和往复冲击两种动作，简化了锚杆钻机动力头装置，减小锚杆钻机的本体重量，采用结合旋转和冲击两种方式进行破岩，使锚杆钻机能够适应尽可能多的岩层类型，提升效率，在改变转动方向的同时更换钻头，不必再采用旋转冲击式钻头。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的空间立体结构示意图。

图3为本实用新型中往复丝杆上螺纹的结构示意图。

图4为本实用新型中活塞装置的结构示意图。

图5为本实用新型中转动套的结构示意图。

图中：1-棘轮，11-固定孔，2-棘爪轮，21-棘爪，22-棘爪轮轴，3-往复丝杆，31-螺纹槽，32-固定端，4-活塞装置，41-螺旋槽，42-活塞，43-钎杆套，5-转动套，51-齿轮，52-活塞孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

请参阅图1～5，本实用新型实施例中，一种锚杆钻机动力头装置，其特征在于包括棘轮1、棘爪轮2、往复丝杆3、活塞装置4和转动套5，所述棘轮1上设有固定孔11，固定孔11用于将棘轮1固定住；所述棘轮1中心安装有棘爪轮2，所述棘爪轮2相对棘轮1径向位置固定，所述棘爪轮2中心设有棘爪轮轴22，棘爪轮2外围安装与棘轮1上齿槽相配合的棘爪21，棘爪21卡在棘轮1上的卡槽上对棘爪轮2起到限位作用，由于棘轮1固定，使棘爪轮只能做顺时针或逆时针的单向转动；所述棘爪轮轴22的上侧固定安装往复丝杆3，所述往复丝杆3下部设有与棘爪轮轴22连接的固定端32，所述往复丝杆3上部设有螺纹槽31，所述往复丝杆上方安装有活塞装置4，活塞装置4下部中心设有螺旋槽41，所述往复丝杆3向上插入活塞装置4中，并且往复丝杆3上部的螺纹槽31与活塞装置4下部中心的螺旋槽41相配合，往复丝杆是立体凸轮副的一种形式，其表现是两条螺距相同、旋向相反的螺纹槽，两端用过渡曲线连接，通过丝杆的旋转，是螺旋槽侧面推动置于螺旋槽内的滑块做径向往复运动，即活塞装置4以往复丝杆3上部的螺纹槽31做径向往复运动，所述活塞装置4中部设有活塞42，活塞装置4上部设有钎杆套43，所述活塞装置4的活塞42上方设有相对棘轮1径向位置固定的转动套5,所述活塞装置4向上插入到转动套5中，所述转动套5包括活塞孔52和齿轮51，活塞孔52与活塞装置4上的活塞42相配。

请参阅图1～5，本实用新型实施例中，所述往复丝杆3上的螺纹槽31为两条螺距相同、旋向相反的螺纹槽，两端用过渡曲线连接，活塞装置4以往复丝杆3上部的螺纹槽31做径向往复运动。

请参阅图1～5，本实用新型实施例中，所述活塞装置4上的活塞42为齿形柱塞结构，这种结构与其相配合的活塞孔构成了一组运动副，使其可在径向上运动，而在其它方向上受力。

请参阅图1～5，本实用新型实施例中，所述活塞装置4上的钎杆套43为内六角结构，且钎杆套43由磁性材料制成，钻头可插入钎杆套内，随着钎杆套做旋转和往复冲击运动。

本实用新型的工作过程及工作原理是：所述转动套5转动方向与棘爪轮2可转动方向一致时，通过啮合转动套5上的齿轮51带动齿轮51转动，此时转动套5带动活塞装置4与棘爪轮同向转动，此时若活塞装置4上的钎杆套43上装有钻头，此时钻头做旋转切削运动。

转动套5转动方向与棘爪轮2可转动方向相反时，棘爪轮2相对棘轮1固定，通过啮合转动套5上的齿轮51带动齿轮51转动，此时转动套5带动活塞装置4相对于往复丝杆3转动，往复丝杆3相对棘轮1固定，往复丝杆3上的螺纹槽31是两条螺距相同、旋向相反的螺纹槽，两端用过渡曲线连接，通过活塞装置4的旋转，活塞装置4上的螺旋槽41侧面推动往复丝杆3，由于丝杆3在径向固定，反作用于活塞装置4，使其相对棘轮1做径向往复运动，此时若活塞装置4上的钎杆套43上装有钻头，此时钻头做冲击运动。

综上所述，本实用新型实施例提供了一种锚杆钻机动力头装置，这种锚杆钻机动力头装置，仅需一组动力装置，通过改变转动套5相对棘爪轮2转动的方向，即可使该锚杆钻机动力头装置完成了旋转和往复冲击两种动作，简化了锚杆钻机动力头装置，减小锚杆钻机的本体重量，采用结合旋转和冲击两种方式进行破岩，使锚杆钻机能够适应尽可能多的岩层类型，提升效率，在改变转动方向的同时更换钻头，不必再采用旋转冲击式钻头。

实施例2

本实用新型实施例中，作为另一种实施方式，活塞装置4上的钎杆套43开设有横向螺纹，以螺钉顶住钻头，以完成切削和冲击动作。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

设计图

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设计方案

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