CN110405700B - 一种自吸式自动进给钻机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自吸式自动进给钻机，包括主机、螺杆、集尘装置、自吸装置、自动进给装置，主机外壳安装有电机开关，离合；主机外壳尾部设有两个通孔，螺杆穿过两个通孔，两个通孔之间的螺杆上设有进给传动齿轮；集尘装置连接在主机前部；自吸装置连接在与钻头同方向的螺杆端部，包括底座，与底座相连接的支杆，支杆端部连接吸盘群；自动进给装置进给传动齿轮与锥齿轮组的动力输出齿轮相啮合。本发明可以减少扬尘，降低噪音。使钻机可以有力地吸附在作业面上，本发明通过传动机构实现锤头的冲程运动，钻头的旋转运动，和主机沿螺杆做的定向直线运动，实现打孔作业的全自动操作，提高打孔精度，减轻劳动强度。

Description

一种自吸式自动进给钻机

技术领域

本发明涉及一种打孔装置，特别是一种在盾构隧道管片上打孔的自吸式自动进给钻机。

背景技术

在地铁盾构建设中，在管片上打孔架设电缆线和接触网，目前的工作方式仍然是人举着冲击钻踩着脚手架进行打孔，存在很多安全隐患且劳动强度大，钻孔深度可控制度不高，尘土飞扬。

本发明的目的是提供一种省时省力的自吸式自动进给钻机，实现自动打孔，提高钻孔精度，避免作业扬尘，减小作业噪音。

发明内容

本发明的整体技术构思是：一种自吸式自动进给钻机，包括主机、螺杆、集尘装置、自吸装置、自动进给装置。主机外壳安装有电机开关，离合；主机外壳尾部设有两个通孔，螺杆穿过两个通孔，两个通孔之间的螺杆上设有进给传动齿轮。螺杆安装主机一侧端部设置有行程开关；所述的集尘装置连接在主机前部，包括喇叭形漏斗，漏斗的收口端固定在钻机前部，漏斗的敞口端边缘设有滑槽，滑槽里插接挡板，挡板将钻头封闭在漏斗内。自吸装置连接在与钻头同方向的螺杆端部，包括底座，与弧形通孔相连接的支杆，支杆端部连接吸盘群，底座上设置凹槽，设有行程开关的螺杆端部卡接固定在凹槽内，吸盘通过气管线与真空泵相连。自动进给装置包括进给传动齿轮，进给传动齿轮与锥齿轮组的动力输出齿轮相啮合，锥齿轮组包括垂直销轴和水平销轴，垂直销轴上端为小锥齿轮，下端固定连接在离合器中，离合器与传动齿轮紧密贴合，水平销轴的一端为大锥齿轮，另一端固定连接在动力输出齿轮中，小锥齿轮和大锥齿轮彼此啮合。

与电机相连的主动齿轮与三组传动齿轮想啮合，一组转动齿轮带动凸轮机构实现锤头的冲程运动，一组传动齿轮带动钻头做旋转运动，另一组传动齿轮带动进给传动齿轮运动。

电机离合与行程开关触头的距离等于打孔深度。

集尘装置漏斗的收口端通过固连的铁钩钩在固定于主机外壳上的弹簧端部。

自吸装置底座的弧形通孔上连接有弧形支杆，弧形支杆端部有弧形吸盘群。底座的凹槽底部焊接有固定板，两个导向铁棍焊接在凹槽侧边和固定板之间，导向铁棍上套接有可移动板，固定板和可移动板上开有螺纹孔。螺杆端部开有与固定板和可移动板相配合的通孔。

固定板和可移动板面板上带有显示打孔倾斜角度的刻度。

本发明由于在钻机主机工作端设置集尘装置，有效减少钻孔作业时的扬尘和降低钻头钻孔时产生的噪音。自吸装置连接在螺杆端部，使钻机可以有力地吸附在作业面上，自动进给装置通过传动机构实现锤头的冲程运动，钻头的旋转运动，和主机沿螺杆做定向直线运动，实现打孔作业的全自动操作，提高打孔精度，减轻劳动强度。

附图说明

图1本发明结构示意图；

图2本发明自动进给装置各齿轮啮合示意图；

图3本发明自吸装置结构示意图；

图4本发明自吸装置凹槽结构示意图；

图5本发明螺杆端部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步地详细说明。

如图1所示，自吸式自动进给钻机包括钻机主机1、螺杆2、集尘装置、自吸式装置和自动进给装置。主机1安装有电机开关15，离合16。钻机外壳尾部设有两个通孔，螺杆穿过两个通孔，两个通孔之间的螺杆上设有进给传动齿轮21。螺杆2安装主机一侧设有行程开关22，离合16与行程开关22触头之间的距离等于打孔深度。集尘装置中为不规则喇叭形漏斗3，漏斗可以采用透明塑料材质，喇叭形漏斗的收口端通过与其固连的铁钩31套在主机1前部，铁钩31勾在弹簧17的圆环上。弹簧17一端呈圆环形，另一端固定在钻机1外壳凹槽的突起柱171上。集尘漏斗拆卸方便，喇叭口的敞口端边缘设有滑槽，挡板32可插在滑槽里，滑槽和挡板的配合可以使钻头18被封闭在漏斗3中。钻孔作业时产生的碎屑落入漏斗3，避免扬尘，也可以减少钻头钻孔时产生的噪声。与螺杆2底部连接的是底座41，底座41上有凹槽45，通过弧形支杆与底座41相连的弧形吸盘群43通过气管与真空泵5相连，弧形吸盘群43采用硅橡胶材质。自动进给装置包括进给传动齿轮21，进给传动齿轮与锥齿轮组的动力输出齿轮144相啮合，锥齿轮组包括垂直销轴和水平销轴，垂直销轴上端为小锥齿轮142，下端固定连接在离合器中141，离合器141与传动齿轮14紧密贴合，水平销轴的一端为大锥齿轮143，另一端固定连接在动力输出齿轮144中，小锥齿轮142和大锥齿轮143彼此啮合。

与电机10相连的主动齿轮11和三组传动齿轮，一组转动齿轮带动凸轮机构实现锤头123的冲程运动，图1中水平放置的齿轮12通孔侧壁上成型内花键，通孔中插有一竖直设置的传动销，传动销的下部外侧壁上有成型有与内花键相匹配的外花键，传动销上端为一偏心轮120，120带动连杆121在气缸122内做往复运动，压缩气体推动活塞缸锤头123以较高的冲击频率击打钻头18的连接头124，使18向前冲打。一组传动齿轮带动钻头旋转运动，齿轮13通过彼此相交的传动圆锥齿轮130和131带动钻头转动。另一组传动齿轮带动进给传动齿轮21运动。

如图2所示，自吸式自动进给钻机电机带动四个齿轮，其中齿轮11套在电机主轴上，是主动齿轮，从动齿轮12、13、14分别与齿轮11啮合。

如图3所示，自吸装置包括底座41，弧形支杆421、422、423、424，弧形吸盘群43，四条气管44，凹槽45，两个把手46，四个弧形通孔47，和四个螺纹柱471。弧形吸盘群43通过气管与真空泵5相连。其中弧形支杆421、422、423、424端部焊接有螺纹柱471，螺纹柱471插在弧形通孔内，可使四个弧形支杆在弧形通孔上来回移动。当在隧道侧边和顶部打孔时四个支杆的摆放位置根据钻机的受力情况来确定，位置确定后可用与螺纹杆471配套的螺母将其拧紧固定。每个弧形支杆的另一端为吸盘群43，可解决管片连接缝处吸附不牢固的问题。

如图4所示，凹槽45内有焊接在凹槽底部的半圆形固定板451，451上有一个螺纹孔454，两个导向铁棍453的一端焊接在凹槽侧边，另一端焊接在固定板451上，半圆形可移动板452的两个通孔套在导向铁棍上，可在导向铁棍上来回移动，452上有螺纹孔，此螺纹孔与半圆形固定板451的螺纹孔大小位置均一致。半圆形的固定板和移动板上沿着圆弧的位置均有刻有量角刻度0°~ 90°，或根据需要刻上常用刻度。固定螺杆2时，先把452滑至固定导向铁棍的凹槽侧边，再把螺杆底部的螺纹孔与454对齐，然后使452滑动至紧挨螺杆2位置处用螺钉紧固螺杆。

如图5所示，螺杆2下端为一内壁具有螺纹的通孔23，通孔上方正中间有一条基准线231，垂直打孔时，基准线231对准452的中心线，打斜孔时需基准线对准相应的刻度即可，半圆形固定板和半圆形可移动板两面均有相同刻度，方便使用者使用。此时再用与螺纹孔相对应的螺母将螺杆2固定连接在凹槽45内部。

打孔作业时，按住离合16，然后转动螺杆2使钻机1下降到钻头18可以对准打孔位置为止，松开离合16，打开真空泵5，将此装置吸附在作业管片上，吸附稳定后，打开钻机的开关15，此时钻机开始工作，钻头18高速旋转，钻机本体开始沿着螺杆2向管片移动，当集尘漏斗3开始接触到管片时，弹簧17开始被压缩，钻头18从开始接触管片到打孔结束产生的碎屑都掉落在集尘漏斗内。当离合16与行程开关22接触时，即说明达到了钻孔深度，钻机1在行程开关的控制下停止工作，此时电机带动的齿轮由于惯性仍要继续转动；而离合器141内的弹簧被压缩，离合器141所带动的构件包括小锥齿轮142、大锥齿轮143、齿轮144和齿轮螺母21停止转动，此时钻机1不再沿着螺杆2运动，即使由于齿轮的惯性使钻头继续旋转一段时间，钻机也不会继续向管片的方向行进，即保证了精确的钻孔深度。此时，手扶螺杆2，关闭真空泵，将装置从管片上取下，将集尘漏斗3的铁钩31从弹簧17的圆形环上取下，拔出硬质透明塑料挡板32，将碎屑倒出，并将硬质塑料挡板32插回滑槽内；按压离合16，手动旋转螺杆2将钻机上升到合适位置并松开离合，挂上集尘漏斗3，准备进行下一个打孔作业。

因盾构结构的直径大小不一，故此根据需要来确定支杆的长度。打孔过程中，若打孔位置的周围有管片连接缝，可适当调整弧形支杆的位置，使弧形吸盘群避开连接缝；若打孔过程中钻头部位声音突然增大，即钻头18不小心碰到钢筋，必须及时处理，否则钢筋将遭到损坏，应当立即按住离合16，此时钻机1将不再沿着螺杆2继续运动，保护了钻头18不再进一步接触钢筋，然后关闭钻机开关15，待钻头停止转动后，松开离合16，关闭真空泵5开关，取下装置，手动转动螺杆2，将钻机上升到合适位置，然后重新选取打孔位置。

Claims (3)

1.一种自吸式自动进给钻机，包括主机、螺杆、集尘装置、自吸装置、自动进给装置，所述的主机外壳安装有电机开关，离合；其特征在于：主机外壳尾部设有两个通孔，螺杆穿过两个通孔，两个通孔之间的螺杆上设有进给传动齿轮；所述的螺杆安装主机一侧端部设置有行程开关；所述的集尘装置连接在主机前部，包括喇叭形漏斗，漏斗的收口端固定在主机前部，漏斗的敞口端边缘设有滑槽，滑槽里插接挡板，挡板将钻头封闭在漏斗内；所述的自吸装置连接在与钻头同方向的螺杆端部，包括底座，与底座通孔相连接的支杆，支杆端部连接吸盘群，底座中部设置凹槽，设有行程开关的螺杆端部卡接固定在凹槽内，吸盘群通过气管线与真空泵相连；所述的自动进给装置包括进给传动齿轮，进给传动齿轮与锥齿轮组的动力输出齿轮相啮合，锥齿轮组包括垂直销轴和水平销轴，垂直销轴上端为小锥齿轮，下端固定连接在离合器中，离合器与传动齿轮紧密贴合，水平销轴的一端为大锥齿轮，另一端固定连接在动力输出齿轮中，小锥齿轮和大锥齿轮彼此啮合；电机离合与行程开关触头的距离等于打孔深度；

与电机相连的主动齿轮与三组传动齿轮相啮合，一组转动齿轮带动凸轮机构实现锤头的冲程运动，一组传动齿轮带动钻头做旋转运动，另一组传动齿轮带动进给传动齿轮运动；

所述的支杆、吸盘群和底座通孔均为弧形，弧形支杆用螺母分别固定在底座的弧形通孔上，每个弧形支杆端部有弧形吸盘群；

所述的自吸装置底座上的凹槽底部焊接有固定板，两个导向铁棍焊接在凹槽侧边和固定板之间，导向铁棍上套接有可移动板，固定板和可移动板上开有螺纹孔；所述的螺杆端部开有与固定板和可移动板相配合的通孔。

2.根据权利要求1所述的一种自吸式自动进给钻机，其特征在于：所述的集尘装置漏斗为不规则形状，其收口端通过固连的铁钩钩在固定于主机外壳上的弹簧端部。

3.根据权利要求1所述的一种自吸式自动进给钻机，其特征在于：所述的固定板和可移动板面板上带有显示打孔倾斜角度的刻度。