专利名称：潜孔振动锤的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种在坚硬岩石中进行大口径钻进成孔的地质工程设备。
目前大口径基岩钻进方法有三种1、牙轮或滚刀钻头钻进，当在浅孔时，由于钻压不足，效率很低。
2、钻粒钻进，其缺陷是当基岩面不平或岩层有裂隙、溶洞时，钻粒会流失；如果是环状钻进，尚需取出岩芯。
3、潜孔气动或液动冲击器钻进。国内目前还不能生产大口径潜孔冲击器。美国英格索－－兰(Ingersoil－－Rand)公司生产的大口径超级(SuperDrill)潜孔锤所钻径也只有762mm。该公司生产的集束式大口径潜孔锤中最大的一种可钻孔径为1016mm①。潜孔冲击器钻进的缺陷是孔径仍不够大，满足不了大口径钻进如钻孔灌注桩及矿山排水孔成孔的需要。
进行坚硬岩石的大口径钻进，目前还没有一种好的方法和设备。
本实用新型的目的就是提供一种新的钻孔机械动作原理－－潜孔机械冲击。其特征是利用振动锤对钻头进行机械冲击，实现冲击回转钻进。按此原理设计的钻孔设备即为潜孔振动锤。
以下将结合附图对本实用新型做详细描述。
图1是本实用新型的机构简图。
图2是振动箱机构简图。
图3是轴移联轴器结构示意图。
图4是机架结构示意图。
图5是锤头结构示意图。
图6是本实用新型工作情况图。
参照
图1，本设备包括以下系统1、动力系统(2)为电缆插座，电缆(5)接立式防水电动机(6)，电动机动力通过联轴器(8)及圆锥齿轮(9)传至回转系统；电动机的动力还通过轴移联轴器(10)及圆锥齿轮(11)，带动振动箱齿轮(12)。
2、冲击系统振动箱(13)内有一对或数对(图中为一对)齿数相等的外啮合圆柱齿轮(14)，在每一齿轮的两侧均铆装有质量相等的偏心块(15)。偏心块的同步反向回转，使振动箱产生垂直振动。在振动箱底部用螺栓联接蜗轮座(16)，座内安装蜗杆蜗轮(17)。蜗轮与锤杆(18)组成螺旋传动，锤杆与蜗轮座又为滑键联接，使锤杆只可上下移动，而不能左右回转。锤杆下部接锤头(19)。打开侧盖(29)，用套筒扳手转动蜗杆，可以改变锤头与上砧座(22)及下砧座(23)的间隙，实现向上冲击、向下冲击或反复向上、向下冲击的三种工况。冲击频率为15Hz。
3、回转系统电动机的高转速通过蜗杆蜗轮(26)减速后，再经牙嵌离合器(27)、圆柱齿轮(30)传至空心轴(31)。该空心轴连同滑动轴承及旋转密封件安装在底壳(24)中心孔内。底壳与外筒(7)用螺栓紧固，其间加密封圈。球齿冲击钻头(25)用法兰安装在空心轴下端，钻头转速为10r／min。打开侧盖(28)，将牙嵌离合器分离，空心轴不再回转，本设备即可用于沉拔护筒。
4、冲洗液流通系统水龙头(20)安装在空心轴上端。水管(21)下接水龙头，上接胶管(4)。胶管用法兰安装在外筒顶部中心孔处。外筒上部呈锥形并开有三个天窗(按120°排列)，天窗用盖板(3)封闭。天窗的作用是供安装胶管法兰及接通电缆。外筒上部中央焊接带法兰盘的短钻杆(1)，上面可接钻杆一直到孔口。
5、润滑系统柱塞泵安装在底壳上，拉杆固定于振动箱外侧，利用振动箱的振动，柱塞泵将润滑油通过油管送至最高处的几个润滑点，使之向下滴落润滑。在侧盖(29)处装油尺，检查油量。
以上所述外筒及其内部装置即为潜孔振动锤。
参照图2，在振动箱(13)内安装一对齿数相等的圆柱齿轮(14)，在每一齿轮的两侧铆装质量相等的偏心块(15)。
参照图3，上半联轴器(32)有十字形四爪，每一爪内装有多个(图中为三个)滚轮(33)。下半联轴器(34)的上端为一内十字空心轴。上半联轴器插入下半联轴器内，其间只有滚轮接触。这样既能传递扭矩，又有较大的轴向位移，就可以满足振动箱产生一定振幅的需要。
参照图4，电动机(6)固定在机架(35)上部。机架由四条直立的角钢及若干横、斜支撑组成。机架与其下部机架座(40)用螺栓紧固，机架座焊接在底壳(24)上。振动箱(13)箱底有四个箱耳(36)，以四组八根圆柱螺旋压缩弹簧(37)支撑。弹簧及导杆(38)通过导杆座(39)固定在机架内。
参照图5，锤头为一封口的“U”形体，由横梁(41)及锤身(42)组成。横梁中心安装锤杆(18)。锤身分为对称的两部分，用螺杆联接成整体。锤身底部中央有一圆孔，空心轴(31)由此穿过，该轴上端接水龙头(20)。本潜孔振动锤在工作时，锤身底部的下端面打击下砧座(23)，另一面打击上砧座(22)。
参照图6，使用本设备时，先在下部安装球齿冲击钻头(25)，再连接电缆(43)，随之用钻杆(44)将其下入孔底。当开动水泵后，再将操纵台(45)的电源接通，即开始钻进。本设备的冲击频率及冲击力的调整是通过对电动机的调速来实现的。钻头回转的反扭矩则通过钻杆由钻机的转盘(46)平衡。钻杆及本设备的重量作用于钻头上，即形成对孔底的轴压力。
本实用新型除可进行正循环及泵吸、气举反循环钻进外，还由于外筒不转，因而能够很容易实现泵举反循环钻进。本设备适用于地质、建筑、冶金、煤炭、交通、水利、军事等工程施工。
权利要求1.一种由电动机(6)和振动箱(13)组成的以机械冲击回转方式钻进的潜孔振动锤，其特征在于a.电动机(6)及振动箱(13)共同被置于封闭的外筒(7)中，潜入孔内；b.外筒(7)内设有由轴移联轴器(10)、蜗杆蜗轮(17)、锤头(19)、水管(21)、蜗杆蜗轮(26)、空心轴(31)、机架(35)组成的冲击系统、回转系统及冲洗液流通系统。
2.按权利要求1所述的潜孔振动锤，其特征是外筒(7)上部开有天窗，下部与底壳(24)用螺栓紧固。
3.按权利要求1所述的潜孔振动锤，其特征是上半联轴器(32)有十字形四爪，在每一个爪内安装有滚轮(33)，下半联轴器(34)的上部为内十字空心轴，当联轴器工作时，只有滚轮接触。
4.按权利要求1所述的潜孔振动锤，其特征是蜗轮(17)与锤杆(18)组成螺旋传动，锤杆又与蜗轮座(16)为滑键联接。
5.按权利要求1所述的潜孔振动锤，其特征是锤头(19)为一封口“U”形体，包容水龙头(20)。
6.按权利要求5所述的潜孔振动锤，其特征是锤头由横梁(41)及锤身(42)组成，锤身又由对称的两部分以螺栓联接成整体。
7.按权利要求1所述的潜孔振动锤，其特征是利用蜗杆蜗轮(26)传递动力，形成独立回转系统，使空心轴(31)转动。
8.按权利要求1所述的潜孔振动锤，其特征是水管(21)上部接胶管(4)，并用螺栓将胶管固定在外筒(7)上部中心孔处。
9.按权利要求1所述的潜孔振动锤，其特征是支撑振动箱(13)的四组八根圆柱螺旋压缩弹簧(37)用导杆座(39)固定在机架(35)内。
专利摘要潜孔振动锤是一种用于在坚硬岩石中进行大口径冲击回转钻进的设备。该设备是将机械式振动锤与电动机组装在一个密封圆筒中，其下部安装球齿冲击钻头，上部接电缆和钻杆潜入孔内。使用时，振动锤对钻头进行高频冲击，钻头的回转由圆筒内的独立回转系统完成，钻头的反扭矩则通过钻杆由钻机的转盘平衡，在圆筒内有冲洗液流通管道，可进行正循环及泵吸、气举、泵举反循环钻进。
文档编号E21B11/02GK2179453SQ9324003
公开日1994年10月12日 申请日期1993年9月19日 优先权日1993年9月19日
发明者郭允庄 申请人:郭允庄